ORTUŤ (PLANÉTA): OBJAV, VLASTNOSTI, ZLOŽENIE, OBEŽNÁ DRÁHA, POHYB - ARTE - 2025

Ortuť je najbližšou planétou k Slnku a najmenšou z ôsmich hlavných planét v slnečnej sústave. To je viditeľné voľným okom, aj keď nie je ľahké ho nájsť. Napriek tomu je táto malá planéta známa už v staroveku.

Sumerovskí astronómovia zaznamenali svoju existenciu okolo 14. storočia pred naším letopočtom v Mul-Apine, pojednávaní o astronómii. Tam mu dali meno Udu-Idim-Gu alebo "planéta skoku", zatiaľ čo Babylončania ju nazývali Nabu, posol bohov, čo znamená, že meno Merkúra bolo pre starých Rimanov.

Obrázok 1. Planéta Merkúr. Zdroj: Pixabay.

Keď je Merkúr viditeľný (s ťažkosťami) za úsvitu alebo za súmraku, starí Gréci si pomaly uvedomovali, že je to ten istý nebeský objekt, a tak nazvali Merkúr za úsvitu Apolla a ten za súmraku Hermes, pošta bohov.

Veľký matematik Pythagoras si bol istý, že je to rovnaká hviezda, a navrhol, aby ortuť mohla prejsť pred slnečným diskom videným zo Zeme tak, ako to robí.

Tento jav sa nazýva tranzit a vyskytuje sa v priemere 13-krát každé storočie. Posledný tranzit ortuti sa uskutočnil v novembri 2019 a ďalší bude v novembri 2032.

Iní astronómovia starovekých kultúr, ako sú Mayovia, Číňania a Hindi, tiež zbierali dojmy ortuti a ďalších svetelných bodov, ktoré sa pohybovali po oblohe rýchlejšie ako hviezdy v pozadí: planéty.

Vynález teleskopu podnietil štúdium nepolapiteľného predmetu. Galileo ako prvý videl ortuť s optickými nástrojmi, hoci nebeský posol skrýval mnoho svojich tajomstiev až do príchodu vesmírneho veku.

Všeobecné charakteristiky

Vnútorná planéta

Ortuť je jednou z 8 hlavných planét v slnečnej sústave a spolu so Zemou, Venušou a Marsom tvoria 4 vnútorné planéty, ktoré sú najbližšie k Slnku a vyznačujú sa skalnatosťou. Je to najmenšia zo všetkých a jedna s najnižšou hmotnosťou, ale na druhej strane je najhustejšia po Zemi.

Získané údaje

Väčšina údajov o ortuti pochádza zo sondy Mariner 10, ktorú uviedla NASA v roku 1973 a ktorej cieľom bolo zhromažďovať údaje zo susedných krajín Venuša a Merkúr. Dovtedy nebolo známe veľa charakteristík malej planéty.

Je potrebné poznamenať, že vzhľadom na citlivosť zariadenia na slnečné žiarenie nie je možné nasmerovať ďalekohľady, ako je Hubbleov teleskop, na ortuť. Z tohto dôvodu veľká časť údajov na planétach okrem sond pochádza z pozorovaní pomocou radaru.

atmosféra

Merkuriánska atmosféra je veľmi tenká a atmosférický tlak je jedna bilióntina zemského tlaku. Tenká plynná vrstva sa skladá z vodíka, hélia, kyslíka a sodíka.

Ortuť má tiež svoje vlastné magnetické pole, takmer také staré ako planéta samotná, podobného tvaru ako magnetické pole Zeme, ale oveľa menej intenzívne: sotva 1%.

teploty

Pokiaľ ide o teploty na ortuti, sú najextrémnejšie zo všetkých planét: počas dňa dosiahnu na niektorých miestach spálenie 430 ° C, čo natavuje olovo. Ale v noci teplota klesne na -180 ºC.

Deň a noc ortuti sa však výrazne líšia od toho, čo zažívame na Zemi, takže neskôr je vysvetlené, ako by ich videl hypotetický cestujúci, ktorý sa dostane na povrch.

Zhrnutie hlavných fyzikálnych charakteristík planéty

- Hmotnosť: 3,3 x 10 ²³ kg

- Polomer územia: 2440 km alebo 0,38 násobok polomeru Zeme.

Tvar: planéta Ortuť je takmer dokonalá guľa.

- Nápojová vzdialenosť od Slnka: 58 000 000 km

- Teplota: v priemere 167 ° C

- rýchlosť: 3,70 m / s ²

- Vlastné magnetické pole: áno, intenzita približne 220 nT.

- Atmosféra: dim

-Density: 5430 kg / m ³

-Satellity: 0

-Prstene: nemá.

Prekladateľské hnutie

Ortuť vykonáva translačný pohyb okolo Slnka podľa Keplerových zákonov, čo naznačuje, že obežné dráhy planét sú eliptické. Ortuť sleduje najviac eliptickú - alebo pretiahnutú - obežnú dráhu všetkých planét, a preto má najvyššiu excentricitu: 0,2056.

Maximálna vzdialenosť Merkúr - Slnko je 70 miliónov kilometrov a minimálna 46 miliónov. Planéta trvá asi 88 dní, kým dokončí jednu otáčku okolo Slnka s priemernou rýchlosťou 48 km / s.

Vďaka tomu je najrýchlejší z planét obiehať okolo Slnka a žiť až do svojho mena ako okrídlený posol, avšak rýchlosť otáčania okolo jeho osi je podstatne pomalšia.

Obrázok 2. Animácia ortuťovej obežnej dráhy okolo Slnka (žltá), hneď vedľa zemskej (modrá). Zdroj: Wikimedia Commons.

Legrační je však to, že ortuť nesleduje tú istú dráhu ako predchádzajúca obežná dráha, inými slovami, nevracia sa na rovnaký východiskový bod ako predchádzajúci čas, ale podstúpi malý posun, nazývaný precesia.

To je dôvod, prečo sa na chvíľu verilo, že existuje asteroidný mrak alebo možno neznáma planéta, ktorá narušila obežnú dráhu, ktorá sa volala Vulkán.

Všeobecná teória relativity by však mohla uspokojivo vysvetliť namerané údaje, pretože časopriestorové zakrivenie je schopné posunúť obežnú dráhu.

V prípade ortuti je obežná dráha posunutá o 43 oblúkových sekúnd za storočie, čo je hodnota, ktorá sa dá presne vypočítať z Einsteinovej relativity. Ostatné planéty majú svoje veľmi malé posuny, ktoré sa doteraz nemerali.

Údaje o pohybe ortuti

Nasledujú čísla, ktoré sú známe o pohybe ortuti:

- Priemerný polomer obežnej dráhy: 58 000 000 km.

- Sklon obežnej dráhy : 7 ° vzhľadom na obežnú rovinu Zeme.

- Excentricita: 0,2056.

- Priemerná orbitálna rýchlosť : 48 km / h

- Obdobie prevodu: 88 dní

- Obdobie rotácie: 58 dní

- Solárny deň : 176 dní Zeme

Kedy a ako pozorovať ortuť

Z piatich planét viditeľných voľným okom je najťažšie zistiť ortuť, pretože sa vždy javí veľmi blízko k obzoru, zakrytý slnečným žiarením a po krátkej dobe zmizne. Okrem toho je jej obežná dráha najvýraznejšia (oválna) zo všetkých.

Vo vašom vyhľadávaní sú však vhodnejšie ročné obdobia na skenovanie oblohy:

- Na severnej pologuli : od marca do apríla počas súmraku a od septembra do októbra pred úsvitom.

- V trópoch : počas celého roka, za priaznivých podmienok: jasná obloha a ďaleko od umelého osvetlenia.

- Na južnej pologuli : od septembra do októbra pred východom slnka a od marca do apríla po západe slnka. Vo všeobecnosti je z týchto zemepisných šírok ľahšie vidieť, pretože planéta zostáva nad horizontom dlhšie.

Obrázok 3. Ortuť je na obzore viditeľná veľmi nízko. Zdroj: Pixabay.

Ortuť vyzerá ako mierne žltkastý bod svetla, ktorý na rozdiel od hviezd nebliká. Najlepšie je mať ďalekohľad alebo ďalekohľad, pomocou ktorého môžete vidieť jeho fázy.

Ortuť niekedy zostáva viditeľná na obzore dlhšie, v závislosti od toho, kde je na svojej obežnej dráhe. A hoci je jasnejší v plnej fáze, paradoxne to vyzerá lepšie pri voskovaní alebo slabnutí. Aby ste poznali fázy ortuti, je vhodné navštíviť webové stránky špecializované na astronómiu.

V každom prípade najlepšie príležitosti sú, keď je na svojom maximálnom predĺžení: čo najďalej od Slnka, takže najtemnejšia obloha uľahčuje jeho pozorovanie.

Ďalší vhodný čas na pozorovanie tohto a ostatných planét je počas úplného zatmenia Slnka z toho istého dôvodu: obloha je tmavšia.

Rotačný pohyb

Na rozdiel od svojho rýchleho orbitálneho pohybu sa ortuť otáča pomaly: rotácia okolo jej osi, ktorá je známa ako hviezdny deň, trvá takmer 59 dní. Hviezdny deň na ortuti teda trvá takmer rovnako dlho ako v roku: v skutočnosti za každé 2 „roky“ 3 „dni“.

Slapové sily, ktoré vznikajú medzi dvoma telesami v gravitačnej príťažlivosti, sú zodpovedné za spomalenie rýchlosti otáčania jedného z nich alebo oboch. Keď sa to stane, hovorí sa, že prílivové spojenie existuje.

Prílivové prúdenie je veľmi často medzi planétami a ich satelitmi, hoci sa môže vyskytnúť medzi inými nebeskými telesami.

Obrázok 4. Slapové spojenie medzi Zemou a Mesiacom. Prípad ortuti a Slnka je zložitejší. Zdroj: Wikimedia Commons. Stigmatella aurantiaca

Špeciálny prípad spojenia sa objaví, keď sa perióda rotácie jedného z nich rovná perióde prekladu, ako je Mesiac. Vždy nám ukazuje tú istú tvár, preto sa otáča synchrónne.

S Merkúrou a Slnkom sa to však nestáva presne týmto spôsobom, pretože obdobia rotácie a translácie planéty nie sú rovnaké, ale v pomere 3: 2. Tento jav je známy ako spin-orbitálna rezonancia a je bežný aj v slnečnej sústave.

Vďaka tomu sa na Merkúri môžu vyskytnúť zvláštne veci, pozrime sa:

Deň a noc na ortuti

Ak je slnečný deň čas potrebný na to, aby sa Slnko objavilo v jednom bode a potom sa znova objavilo na rovnakom mieste, potom na Merkúri Slnko stúpa dvakrát v ten istý deň (slnečný), čo v ňom trvá 176 Zeme dní (pozri tam) obrázok 5)

Ukazuje sa, že existujú chvíle, keď sú obežná rýchlosť a rýchlosť otáčania rovnaké, takže sa zdá, že slnko ustupuje na oblohe a vracia sa do rovnakého bodu, z ktorého odišlo, a potom sa opäť pohybuje vpred.

Keby bol červený pruh na obrázku hora, začiatok na pozícii 1 by bol poludnie na vrchu. V pozíciách 2 a 3 Slnko osvetľuje časť hory, kým nezapadne na západ, v polohe 4. V tom čase ubehla polovica obežnej dráhy a uplynulo 44 dní.

Na pozíciách 5, 6, 7, 8 a 9 je noc v horách. Tým, že obsadil 5, už urobil úplnú revolúciu na svojej osi a otočil o 3 a 3 otáčky na svojej obežnej dráhe okolo Slnka. O 7 je polnoc a uplynulo 88 pozemských dní.

Ďalšia obežná dráha je povinná sa vrátiť do poludnia, ktoré musí prejsť polohami 8 až 12, čo trvá ďalších 88 dní, celkom 176 pozemských dní.

Taliansky astronóm Giuseppe Colombo (1920-1984) ako prvý študoval a vysvetlil rezonanciu pohybu ortuti v pomere 3: 2.

Obrázok 5. Deň a noc na ortuti: orbitálna rezonancia, po ½ obežnej dráhe sa planéta otočila o ¾ otáčania na svojej osi. Zdroj: Wikimedia Commons.

zloženie

Priemerná hustota ortuti je 5 430 kg / m ³ , čo je o niečo menej ako zemská. Táto hodnota, známa vďaka sonde Mariner 10, je stále prekvapujúca, berúc do úvahy, že ortuť je menšia ako Zem.

Obrázok 6. Porovnanie ortuti a Zeme. Zdroj: Wikimedia Commons. Obrázok ortuti NASA: NASA / APL (od MESSENGER)

Vo vnútri Zeme je tlak vyšší, takže je tu ďalšia kompresia, ktorá znižuje objem a zvyšuje hustotu. Ak sa tento účinok nezohľadní, ortuť sa ukáže ako planéta s najvyššou známou hustotou.

Vedci veria, že je to kvôli vysokému obsahu ťažkých prvkov. A železo je najbežnejším ťažkým prvkom v slnečnej sústave.

Všeobecne sa odhaduje, že zloženie ortuti predstavuje 70% obsahu kovov a 30% kremičitanov. Vo svojom objeme sú:

-natriumkarboxylátomethylkarbamoyl

-Magnesium

-Potassium

-Calcium

liatinové

Medzi plyny patria:

-Oxygen

-vodík

-Helium

- Stopy iných plynov.

Železo prítomné v ortuti je vo svojom jadre v množstve, ktoré ďaleko prevyšuje množstvo odhadované na iných planétach. Merkúrovo jadro je tiež relatívne najväčšie zo všetkých v slnečnej sústave.

Ďalším prekvapením je existencia ľadu na póloch, ktorý je tiež pokrytý tmavou organickou hmotou. Je prekvapujúce, pretože priemerná teplota planéty je veľmi vysoká.

Jedným vysvetlením je, že póly ortuti sú vždy vo večnej tme, chránené vysokými útesmi, ktoré bránia príchodu slnečného svetla a tiež preto, že sklon osi rotácie je nulový.

Pokiaľ ide o jeho pôvod, predpokladá sa, že voda mohla dosiahnuť ortuť privádzanú kométami.

Vnútorná štruktúra

Rovnako ako všetky pozemské planéty, aj na ortuti existujú tri charakteristické štruktúry:

- Kovové jadro v strede, pevné vnútri, roztavené vonku

- Medziľahlá vrstva zvaná plášť

- Vonkajšia vrstva alebo kôra.

Je to rovnaká štruktúra, akú má Zem, s tým rozdielom, že jadro ortuti je oveľa väčšie, úmerne povedané: touto štruktúrou je obsadených približne 42% objemu planéty. Na druhej strane jadro na Zemi zaberá iba 16%.

Obrázok 7. Vnútorná štruktúra ortuti je podobná ako na Zemi. Zdroj: NASA.

Ako je možné dosiahnuť tento záver zo Zeme?

Bolo to pomocou rádiových pozorovaní uskutočnených pomocou sondy MESSENGER, ktorá odhalila gravitačné anomálie na ortuti. Pretože gravitácia závisí od hmotnosti, anomálie poskytujú stopy o hustote.

Ortuťová gravitácia tiež výrazne zmenila obežnú dráhu sondy. Okrem toho radarové údaje odhalili precesné pohyby planéty: os rotácie planéty má svoj vlastný spin, čo je ďalšou známkou prítomnosti liatinového jadra.

Ak zhrnieme:

-Gravitačná anomálie

-Precesný pohyb

- Zmeny na obežnej dráhe MESSENGERA.

Tento súbor údajov plus všetko, čo sa podarilo sonde zhromaždiť, súhlasí s prítomnosťou kovového jadra, vo vnútri veľkého a pevného a liatiny vonku.

Jadro ortuti

Existuje niekoľko teórií, ktoré vysvetľujú tento zvláštny jav. Jeden z nich tvrdí, že Merkur utrpel počas svojej mladosti kolosálny dopad, ktorý zničil kôru a časť plášťa novovytvorenej planéty.

Obrázok 8. Porovnávacia časť Zeme a ortuti, znázorňujúca relatívnu veľkosť vrstiev. Zdroj: NASA.

Materiál, ľahší ako jadro, bol hodený do vesmíru. Neskôr gravitačný ťah planéty stiahol niektoré zvyšky a vytvoril nový plášť a tenkú kôru.

Keby bol príčinou nárazu obrovský asteroid, jeho materiál by sa mohol spojiť s materiálom pôvodného jadra ortuti, čo by mu dodalo vysoký obsah železa, aký má dnes.

Ďalšou možnosťou je, že od svojho vzniku je na planéte nedostatok kyslíka, a tak sa namiesto tvorby oxidov železo konzervuje ako kovové železo. V tomto prípade bolo zahusťovanie jadra postupným procesom.

geológie

Ortuť je skalnatá a púštna, so širokými rovinami pokrytými nárazovými krátermi. Všeobecne povedané, jeho povrch je veľmi podobný povrchu Mesiaca.

Počet dopadov naznačuje vek, pretože čím viac kráterov je, tým je povrch starší.

Obrázok 9. Kráter Dominici (najjasnejší hore) a kráter Homer vľavo. Zdroj: NASA.

Väčšina z týchto kráterov pochádza z obdobia neskorého bombardovania, obdobia, keď asteroidy a kométy často zasiahli planéty a mesiace v slnečnej sústave. Preto je planéta už dlho geologicky neaktívna.

Najväčší z kráterov je kotlina Caloris s priemerom 1 500 km. Táto priehlbina je obklopená stenou vysokej 2 až 3 km, ktorá vznikla kolosálnym nárazom, ktorý formoval nádrž.

Na antipódach Calorisovho povodia, tj na opačnej strane planéty, je povrch popraskaný v dôsledku nárazových vĺn, ktoré vznikajú pri náraze, ktoré sa pohybuje po planéte.

Obrázky ukazujú, že oblasti medzi krátermi sú ploché alebo mierne zvlnené. V určitom okamihu počas svojej existencie mala ortuť vulkanickú aktivitu, pretože tieto planiny boli pravdepodobne tvorené lávovými prúdmi.

Ďalšou charakteristickou črtou povrchu Merkúra sú početné dlhé, strmé útesy, ktoré sa nazývajú vyvýšeniny. Tieto útesy sa museli tvoriť počas chladenia plášťa, ktorý pri zmršťovaní spôsobil početné praskliny v kôre.

Ortuť sa zmenšuje

Najmenšia z planét v slnečnej sústave stráca veľkosť a vedci sa domnievajú, že je to preto, že na rozdiel od Zeme nemá doskovú tektoniku.

Tektonické doštičky sú veľké časti kôry a plášťa, ktoré plávajú nad astenosférou, pričom k plášťu patrí viac tekutá vrstva. Takáto mobilita dáva Zemi flexibilitu, ktorú nemajú planéty bez tektonizmu.

Vo svojich začiatkoch bola ortuť oveľa teplejšia ako teraz, ale ako sa ochladzovala, postupne sa zmenšovala. Akonáhle sa chladenie zastaví, najmä jadro, planéta prestane klesať.

Na tejto planéte je však pozoruhodné, ako rýchlo sa to deje, pre ktoré stále nie je k dispozícii konzistentné vysvetlenie.

Misie na ortuť

Až do 70. rokov to bolo najmenej preskúmané z vnútorných planét, odvtedy sa však uskutočnilo niekoľko misií bez posádky, vďaka ktorým je o tejto prekvapujúcej malej planéte známe oveľa viac:

Námorník 10

Obrázok 10. Námorník 10. Zdroj: Wikimedia Commons. POT

Posledná z Marinerových sond NASA trvala nad Merkúrom trikrát, od roku 1973 do roku 1975. Dokázala mapovať tesne pod polovicou povrchu, iba na strane osvetlenej Slnkom.

Vďaka spotrebovanému palivu je Mariner 10 pohotový, ale poskytol neoceniteľné informácie o Venuši a ortuti: obrázky, údaje o magnetickom poli, spektroskopiu a ďalšie.

MESSENGER (MErcury, Surface, Space Environment, GEochemistry

Táto sonda bola zahájená v roku 2004 a podarilo sa jej vstúpiť na ortuť v roku 2011, čo bolo prvé, pretože Mariner 10 mohla letieť iba cez planétu.

Medzi jeho príspevky patria:

- Vysoko kvalitné snímky povrchu, vrátane nesvietenej strany, ktoré bolo podobné strane už známej vďaka Mariner 10.

- Geochemické merania rôznymi technikami spektrometrie: neutrón, gama lúč a röntgen.

-Magnetometry.

- spektrometria s ultrafialovým, viditeľným a infračerveným svetlom na charakterizáciu atmosféry a vykonanie mineralogického mapovania povrchu.

Údaje, ktoré zhromaždil MESSENGER, ukazujú, že ortuťové aktívne magnetické pole, podobne ako Zem, je produkované dynamickým efektom vytvoreným tekutou oblasťou jadra.

Určila tiež zloženie exosféry, veľmi tenkej vonkajšej vrstvy Merkuriánskej atmosféry, ktorá má vďaka pôsobeniu slnečného vetra zvláštny tvar chvosta dlhý 2 milióny kilometrov.

Sonda MESSENGER ukončila svoju misiu v roku 2015 zrážkou na povrch planéty.

BepiColombo

Obrázok 11. Taliansky astronóm Giuseppe (Bepi) Colombo. Zdroj: Wikimedia Commons.

Túto sondu zaviedla Európska vesmírna agentúra a Japonská agentúra pre výskum vesmíru v roku 2018. Bol pomenovaný na počesť talianskeho astronóma Giuseppe Colomba, ktorý študoval ortuťovú ortuť.

Pozostáva z dvoch družíc: MPO: ortuťový planétový orbiter a MIO: ortuťový magnetosférický orbiter. Očakáva sa, že v roku 2025 sa dostane do blízkosti ortuti a jej cieľom je študovať hlavné charakteristiky planéty.

Niektoré ciele sú pre BepiColombo, aby priniesli nové informácie o pozoruhodnom magnetickom poli Merkúr, o ťažisku planéty, relativistickom vplyve slnečnej gravitácie na planétu a o zvláštnej štruktúre jej interiéru.

Referencie

1. Colligan, L. 2010. Space! Mercury. Marshall Cavendish Benchmark.
2. Elkins-Tanton, L. 2006. Slnečná sústava: Slnko, Merkúr a Venuša. Chelsea House.
3. Esteban, E. Mercury nepolapiteľný. Obnovené z: aavbae.net.
4. Hollar, S. Slnečná sústava. Vnútorné planéty. Britannica Educational Publishing.
5. Laboratórium aplikovanej fyziky John Hopkins. Messenger. Obnovené z: messenger.jhuapl.edu.
6. Mercury. Získané z: astrofisicayfisica.com.
7. POT. Oheň a ľad: Zhrnutie toho, čo objavila Messengerská kozmická loď. Získané z: science.nasa.gov.
8. Seeds, M. 2011. Slnečná sústava. Siedme vydanie. Cengage Learning.
9. Thaller, M. NASA Discovery Alert: Bližší pohľad na ortuťovú rotáciu a gravitáciu odhaľuje vnútorné jadro planéty. Získané z: solarsystem.nasa.gov.
10. Wikipedia. Ortuť (planéta). Obnovené z: es.wikipedia.org.
11. Wikipedia. Ortuť (planéta). Obnovené z: en.wikipedia.org.
12. Williams, M. Orbit ortuť. Ako dlho je rok na ortuť? Získané z: universetoday.com.