DER PLANET MERKUR

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Merkur ist der unserer Sonne am nächsten liegende Planet, der kleinste der acht Planeten und eine der extremsten Welten in unseren Sonnensystemen. Als solches hat es eine aktive Rolle in den mythologischen und astrologischen Systemen vieler Kulturen gespielt.

Trotzdem ist Merkur einer der am wenigsten verstandenen Planeten in unserem Sonnensystem. Ähnlich wie bei der Venus bedeutet ihre Umlaufbahn zwischen Erde und Sonne, dass sie sowohl morgens als auch abends gesehen werden kann (jedoch niemals mitten in der Nacht). Und wie Venus und der Mond durchläuft es auch Phasen; Ein Merkmal, das ursprünglich die Astronomen verwirrte, ihnen aber schließlich half, die wahre Natur des Sonnensystems zu erkennen.

Größe, Masse und Umlaufbahn:

Mit einem mittleren Radius von 2440 km und einer Masse von 3,3022 × 10²³ kg, Merkur ist der kleinste Planet in unserem Sonnensystem - entspricht einer Größe von 0,38 Erden. Und obwohl es kleiner ist als die größten natürlichen Satelliten in unserem System - wie Ganymed und Titan - ist es massiver. Tatsächlich ist die Quecksilberdichte (bei 5,427 g / cm)³) ist die zweithöchste im Sonnensystem und nur geringfügig geringer als die der Erde (5,515 g / cm)³).

Merkur hat die exzentrischste Umlaufbahn aller Planeten im Sonnensystem (0,205). Aus diesem Grund variiert die Entfernung von der Sonne zwischen 46 Millionen km (29 Millionen Meilen) am nächsten (Perihel) und 70 Millionen km (43 Millionen Meilen) am weitesten (Aphel). Bei einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 47,362 km / s benötigt Merkur insgesamt 87,969 Erdentage, um eine einzelne Umlaufbahn zu absolvieren.

Bei einer durchschnittlichen Drehzahl von 10,892 km / h benötigt Mercury außerdem 58,646 Tage, um eine einzelne Umdrehung durchzuführen. Dies bedeutet, dass Quecksilber eine Spin-Orbit-Resonanz von 3: 2 hat, was bedeutet, dass es drei Umdrehungen um seine Achse für jeweils zwei Umdrehungen um die Sonne ausführt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass drei Tage genauso viel dauern wie zwei Jahre auf Merkur.

Aufgrund seiner hohen Exzentrizität und langsamen Rotation dauert es 176 Erdentage, bis die Sonne an denselben Ort am Himmel zurückkehrt (auch bekannt als Sonnentag). Dies bedeutet, dass ein einzelner Tag auf Merkur doppelt so lang ist wie ein einzelnes Jahr. Merkur hat auch die niedrigste axiale Neigung aller Planeten im Sonnensystem - ungefähr 0,027 Grad im Vergleich zu Jupiters 3,1 Grad (dem zweitkleinsten).

Zusammensetzung und Oberflächenmerkmale:

Als einer der vier terrestrischen Planeten des Sonnensystems besteht Quecksilber zu etwa 70% aus Metall und zu 30% aus Silikat. Aufgrund seiner Dichte und Größe kann eine Reihe von Rückschlüssen auf seine interne Struktur gezogen werden. Zum Beispiel schätzen Geologen, dass der Kern von Merkur etwa 42% seines Volumens einnimmt, verglichen mit 17% auf der Erde.

Es wird angenommen, dass das Innere aus einer Eisenschmelze besteht, die von einem 500 - 700 km langen Mantel aus Silikatmaterial umgeben ist. In der äußersten Schicht befindet sich die Quecksilberkruste, von der angenommen wird, dass sie 100 bis 300 km dick ist. Die Oberfläche ist auch durch zahlreiche schmale Grate gekennzeichnet, die sich bis zu Hunderten von Kilometern Länge erstrecken. Es wird angenommen, dass diese als Merkurs Kern und Mantel gebildet wurden, die zu einer Zeit abgekühlt und zusammengezogen waren, als sich die Kruste bereits verfestigt hatte.

Der Quecksilberkern hat einen höheren Eisengehalt als jeder andere große Planet im Sonnensystem, und es wurden verschiedene Theorien vorgeschlagen, um dies zu erklären. Die am weitesten verbreitete Theorie besagt, dass Merkur einst ein größerer Planet war, der von einem Planetesimal mit einem Durchmesser von mehreren tausend km getroffen wurde. Dieser Aufprall hätte dann einen Großteil der ursprünglichen Kruste und des ursprünglichen Mantels entfernen und den Kern als Hauptbestandteil zurücklassen können.

Eine andere Theorie besagt, dass sich Quecksilber möglicherweise aus dem Sonnennebel gebildet hat, bevor sich die Sonnenenergie stabilisiert hat. In diesem Szenario wäre Quecksilber ursprünglich doppelt so groß wie seine derzeitige Masse gewesen, wäre jedoch Temperaturen von 25.000 bis 35.000 K (oder bis zu 10.000 K) ausgesetzt gewesen, als sich das Protosun zusammengezogen hatte. Dieser Prozess hätte einen Großteil des Oberflächengesteins von Quecksilber verdampft und es auf seine aktuelle Größe und Zusammensetzung reduziert.

Eine dritte Hypothese ist, dass der Sonnennebel einen Widerstand gegen die Partikel verursachte, aus denen sich Quecksilber ansammelte, was bedeutete, dass leichtere Partikel verloren gingen und sich nicht zu Quecksilber sammelten. Natürlich ist eine weitere Analyse erforderlich, bevor eine dieser Theorien bestätigt oder ausgeschlossen werden kann.

Auf den ersten Blick ähnelt Merkur dem Erdmond. Es hat eine trockene Landschaft, die von Asteroiden-Einschlagkratern und alten Lavaströmen geprägt ist. In Kombination mit ausgedehnten Ebenen deuten diese darauf hin, dass der Planet seit Milliarden von Jahren geologisch inaktiv ist. Im Gegensatz zu Mond und Mars, die signifikante Abschnitte ähnlicher Geologie aufweisen, erscheint die Oberfläche von Merkur jedoch viel durcheinander. Andere gemeinsame Merkmale sind Dorsa (auch bekannt als "Faltenkämme"), mondähnliches Hochland, Montes (Berge), Planitiae (Ebenen), Rupien (Steilwände) und Täler (Täler).

Die Namen für diese Funktionen stammen aus verschiedenen Quellen. Krater sind nach Künstlern, Musikern, Malern und Autoren benannt; Grate sind nach Wissenschaftlern benannt; Depressionen sind nach architektonischen Werken benannt; Berge werden in verschiedenen Sprachen nach dem Wort „heiß“ benannt; Flugzeuge sind in verschiedenen Sprachen nach Merkur benannt; Steilwände sind nach Schiffen wissenschaftlicher Expeditionen benannt, und Täler sind nach Radioteleskopeinrichtungen benannt.

Während und nach seiner Entstehung vor 4,6 Milliarden Jahren wurde Merkur schwer von Kometen und Asteroiden bombardiert, und vielleicht auch wieder während der späten schweren Bombardierungsperiode. Während dieser Zeit intensiver Kraterbildung wurde der Planet auf seiner gesamten Oberfläche getroffen, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass keine Atmosphäre vorhanden ist, um die Impaktoren zu verlangsamen. Während dieser Zeit war der Planet vulkanisch aktiv und freigesetztes Magma hätte die glatten Ebenen erzeugt.

Krater auf Quecksilber haben einen Durchmesser von kleinen schalenförmigen Hohlräumen bis zu mehrringigen Aufprallbecken mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern. Der größte bekannte Krater ist das Caloris-Becken mit einem Durchmesser von 1.550 km. Der Aufprall, der es verursachte, war so stark, dass es Lavaausbrüche auf der anderen Seite des Planeten verursachte und einen konzentrischen Ring über 2 km Höhe hinterließ, der den Einschlagkrater umgab. Insgesamt wurden an den untersuchten Teilen von Quecksilber etwa 15 Einschlagbecken identifiziert.

Trotz seiner geringen Größe und langsamen Rotation von 59 Tagen hat Quecksilber ein signifikantes und anscheinend globales Magnetfeld, das etwa 1,1% der Stärke der Erde entspricht. Es ist wahrscheinlich, dass dieses Magnetfeld durch einen Dynamoeffekt ähnlich dem Magnetfeld der Erde erzeugt wird. Dieser Dynamoeffekt würde sich aus der Zirkulation des eisenreichen Flüssigkeitskerns des Planeten ergeben.

Das Magnetfeld von Merkur ist stark genug, um den Sonnenwind um den Planeten abzulenken und so eine Magnetosphäre zu erzeugen. Die Magnetosphäre des Planeten ist zwar klein genug, um in die Erde zu passen, aber stark genug, um Sonnenwindplasma einzufangen, was zur Verwitterung der Planetenoberfläche im Weltraum beiträgt.

Atmosphäre und Temperatur:

Quecksilber ist zu heiß und zu klein, um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Es hat jedoch eine schwache und variable Exosphäre, die aus Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, Natrium, Calcium, Kalium und Wasserdampf besteht, mit einem kombinierten Druckniveau von etwa 10^-14 bar (ein Billiardstel des atmosphärischen Drucks der Erde). Es wird angenommen, dass diese Exosphäre aus von der Sonne eingefangenen Partikeln, vulkanischer Ausgasung und Trümmern gebildet wurde, die durch Mikrometeoriteneinschläge in die Umlaufbahn geschleudert wurden.

Da es keine lebensfähige Atmosphäre gibt, kann Merkur die Wärme der Sonne nicht zurückhalten. Infolge dieser und seiner hohen Exzentrizität erfährt der Planet erhebliche Temperaturschwankungen. Während die der Sonne zugewandte Seite Temperaturen von bis zu 700 K (427 ° C) erreichen kann, fällt die Seite im Schatten auf 100 K (-173 ° C) ab.

Trotz dieser hohen Temperaturen wurde die Existenz von Wassereis und sogar organischen Molekülen auf der Quecksilberoberfläche bestätigt. Die Böden tiefer Krater an den Polen sind niemals direktem Sonnenlicht ausgesetzt, und die Temperaturen bleiben dort unter dem planetarischen Durchschnitt.

Es wird angenommen, dass diese eisigen Regionen etwa 10 enthalten¹⁴–10¹⁵ kg gefrorenes Wasser und kann von einer Regolithschicht bedeckt sein, die die Sublimation hemmt. Der Ursprung des Eises auf Merkur ist noch nicht bekannt, aber die beiden wahrscheinlichsten Quellen sind das Ausgasen von Wasser aus dem Inneren des Planeten oder die Ablagerung durch die Einflüsse von Kometen.

Historische Beobachtungen:

Ähnlich wie die anderen Planeten, die mit bloßem Auge sichtbar sind, hat Merkur eine lange Geschichte darin, von menschlichen Astronomen beobachtet zu werden. Es wird angenommen, dass die frühesten aufgezeichneten Beobachtungen von Merkur aus der Mul-Apin-Tafel stammen, einem Kompendium der babylonischen Astronomie und Astrologie.

Die Beobachtungen, die höchstwahrscheinlich im 14. Jahrhundert v. Chr. Gemacht wurden, bezeichnen den Planeten als „springenden Planeten“. Andere babylonische Aufzeichnungen, die den Planeten als „Nabu“ bezeichnen (nach dem Boten der Götter in der babylonischen Mythologie), stammen aus dem ersten Jahrtausend vor Christus. Der Grund dafür hat damit zu tun, dass Merkur der sich am schnellsten bewegende Planet am Himmel ist.

Für die alten Griechen war Merkur verschiedentlich als "Stilbon" (ein Name, der "das Glänzende" bedeutet), Hermaon und Hermes bekannt. Wie bei den Babyloniern stammte dieser letztere Name vom Boten des griechischen Pantheons. Die Römer setzten diese Tradition fort und benannten den Planeten Mercurius nach dem schnellfüßigen Boten der Götter, den sie mit dem griechischen Hermes gleichsetzten.

In seinem Buch PlanetenhypothesenDer griechisch-ägyptische Astronom Ptolemaios schrieb über die Möglichkeit von Planetentransits über das Gesicht der Sonne. Sowohl für Merkur als auch für Venus schlug er vor, dass keine Transite beobachtet worden waren, weil der Planet entweder zu klein war, um ihn zu sehen, oder weil die Transite zu selten waren.

Für die alten Chinesen war Merkur bekannt als Chen Xing ("Der Stundenstern") und war mit der Richtung Norden und dem Element Wasser verbunden. In ähnlicher Weise bezeichnen moderne chinesische, koreanische, japanische und vietnamesische Kulturen den Planeten wörtlich als den „Wasserstern“, der auf den fünf Elementen basiert. In der hinduistischen Mythologie wurde der Name Budha für Merkur verwendet - den Gott, von dem angenommen wurde, dass er am Mittwoch den Vorsitz führt.

Gleiches gilt für die germanischen Stämme, die den Gott Odin (oder Woden) mit dem Planeten Merkur und Mittwoch in Verbindung brachten. Die Maya haben Merkur möglicherweise als Eule dargestellt - oder möglicherweise vier Eulen, zwei für den Morgen und zwei für den Abend -, die als Bote für die Unterwelt dienten.

In der mittelalterlichen islamischen Astronomie beschrieb der andalusische Astronom Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali im 11. Jahrhundert die geozentrische Umlaufbahn von Merkur als oval, obwohl diese Einsicht weder seine astronomische Theorie noch seine astronomischen Berechnungen beeinflusste. Im 12. Jahrhundert beobachtete Ibn Bajjah „zwei Planeten als schwarze Flecken auf dem Gesicht der Sonne“, was später als Transit von Merkur und / oder Venus vorgeschlagen wurde.

In Indien entwickelte der Kerala-Schulastronom Nilakantha Somayaji im 15. Jahrhundert ein teilweise heliozentrisches Planetenmodell, in dem Merkur die Sonne umkreist, die wiederum die Erde umkreist, ähnlich dem von Tycho Brahe im 16. Jahrhundert vorgeschlagenen System.

Die ersten Beobachtungen mit einem Teleskop wurden im frühen 17. Jahrhundert von Galileo Galilei durchgeführt. Obwohl er beim Betrachten der Venus Phasen beobachtet hatte, war sein Teleskop nicht stark genug, um zu sehen, wie Merkur ähnliche Phasen durchlief. Im Jahr 1631 machte Pierre Gassendi die ersten teleskopischen Beobachtungen des Transits eines Planeten über die Sonne, als er einen von Johannes Kepler vorhergesagten Transit von Merkur sah.

Im Jahr 1639 entdeckte Giovanni Zupi mit einem Teleskop, dass der Planet ähnliche Umlaufphasen wie Venus und Mond hatte. Diese Beobachtungen zeigten schlüssig, dass Merkur um die Sonne kreiste, was dazu beitrug, definitiv zu beweisen, dass das kopernikanische heliozentrische Modell des Universums das richtige war.

In den 1880er Jahren kartierte Giovanni Schiaparelli den Planeten genauer und schlug vor, dass die Rotationsperiode von Merkur 88 Tage betrug, genau wie die Umlaufzeit aufgrund von Gezeitenblockierungen. Die Bemühungen, die Oberfläche von Merkur zu kartieren, wurden von Eugenios Antoniadi fortgesetzt, der 1934 ein Buch veröffentlichte, das sowohl Karten als auch seine eigenen Beobachtungen enthielt. Viele der Oberflächenmerkmale des Planeten, insbesondere die Albedo-Merkmale, haben ihren Namen von Antoniadis Karte.

Im Juni 1962 prallten sowjetische Wissenschaftler der Akademie der Wissenschaften der UdSSR als erste ein Radarsignal von Merkur ab und empfingen es. Damit begann die Ära der Verwendung von Radar zur Kartierung des Planeten. Drei Jahre später führten die Amerikaner Gordon Pettengill und R. Dyce Radarbeobachtungen mit dem Radioteleskop des Arecibo Observatory durch. Ihre Beobachtungen zeigten schlüssig, dass die Rotationsperiode des Planeten etwa 59 Tage betrug und der Planet keine synchrone Rotation hatte (was zu dieser Zeit allgemein angenommen wurde).

Bodengestützte optische Beobachtungen haben Merkur nicht viel weiter beleuchtet, aber Radioastronomen, die Interferometrie bei Mikrowellenwellenlängen verwendeten - eine Technik, die die Entfernung der Sonnenstrahlung ermöglicht - konnten physikalische und chemische Eigenschaften der unterirdischen Schichten bis zu einer Tiefe von mehreren erkennen Meter.

Im Jahr 2000 wurden vom Mount Wilson Observatory hochauflösende Beobachtungen durchgeführt, die die ersten Ansichten lieferten, mit denen Oberflächenmerkmale auf zuvor nicht sichtbaren Teilen des Planeten aufgelöst wurden. Der größte Teil des Planeten wurde vom Arecibo-Radarteleskop mit einer Auflösung von 5 km kartiert, einschließlich polarer Ablagerungen in schattigen Kratern von vermutlich Wassereis.

Erkundung:

Vor den ersten Raumsonden, die an Merkur vorbeiflogen, waren viele seiner grundlegendsten morphologischen Eigenschaften unbekannt. Die erste davon war die der NASA Mariner 10, der zwischen 1974 und 1975 am Planeten vorbeiflog. Während seiner drei engen Annäherungen an den Planeten konnte er die ersten Nahaufnahmen der Oberfläche von Merkur aufnehmen, die stark kraterartiges Gelände, riesige Steilwände und andere Oberflächen enthüllten Eigenschaften.

Leider aufgrund der Länge von Mariner 10In der Umlaufzeit wurde bei jedem von ihnen das gleiche Gesicht des Planeten beleuchtet Mariner 10Nahansätze. Dies machte die Beobachtung beider Seiten des Planeten unmöglich und führte zur Kartierung von weniger als 45% der Planetenoberfläche.

Bei ihrer ersten Annäherung entdeckten Instrumente zur großen Überraschung der Planetengeologen auch ein Magnetfeld. Der zweite Nahansatz wurde hauptsächlich für die Bildgebung verwendet, aber beim dritten Ansatz wurden umfangreiche magnetische Daten erhalten. Die Daten zeigten, dass das Magnetfeld des Planeten dem der Erde sehr ähnlich ist, wodurch der Sonnenwind um den Planeten abgelenkt wird.

Am 24. März 1975, nur acht Tage nach seiner endgültigen Annäherung, Mariner 10 Der Kraftstoff ging zur Neige und die Steuerungen wurden aufgefordert, die Sonde auszuschalten. Mariner 10 Es wird angenommen, dass sie immer noch die Sonne umkreist und alle paar Monate in der Nähe von Merkur vorbeizieht.

Die zweite NASA-Mission in Merkur war MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry und Ranging (oder BOTE) Weltraumsonde. Der Zweck dieser Mission war es, sechs Schlüsselfragen im Zusammenhang mit Quecksilber zu klären, nämlich seine hohe Dichte, seine geologische Geschichte, die Art seines Magnetfelds, die Struktur seines Kerns, ob es Eis an seinen Polen hat und wo es ist zarte Atmosphäre kommt aus.

Zu diesem Zweck trug die Sonde Bildgebungsgeräte, die Bilder mit viel höherer Auflösung von viel mehr vom Planeten als sammelten Mariner 10, verschiedene Spektrometer zur Bestimmung der Häufigkeit von Elementen in der Kruste sowie Magnetometer und Geräte zur Messung der Geschwindigkeit geladener Teilchen.

Nachdem es am 3. August 2004 von Cape Canaveral aus gestartet war, flog es am 14. Januar 2008 zum ersten Mal an Mercury vorbei, am 6. Oktober 2008 zum zweiten Mal und am 29. September 2009 zum dritten Mal. Der größte Teil der Hemisphäre wurde nicht von abgebildet Mariner 10 wurde während dieser Vorbeiflüge kartiert. Am 18. März 2011 trat die Sonde erfolgreich in eine elliptische Umlaufbahn um den Planeten ein und begann am 29. März mit der Aufnahme von Bildern.

Nach Abschluss seiner einjährigen Kartierungsmission trat sie in eine um ein Jahr verlängerte Mission ein, die bis 2013 dauerte.BOTE'Das letzte Manöver fand am 24. April 2015 statt, wodurch es ohne Kraftstoff und eine unkontrollierte Flugbahn blieb, die zwangsläufig dazu führte, dass es am 30. April 2015 gegen die Oberfläche von Mercury stürzte.

2016 planen die Europäische Weltraumorganisation und die Japanische Agentur für Luft- und Raumfahrt und Exploration (JAXA) den Start einer gemeinsamen Mission namens BepiColombo. Diese Roboter-Raumsonde, die voraussichtlich bis 2024 Merkur erreichen wird, wird Merkur mit zwei Sonden umkreisen: einer Mapper-Sonde und einer Magnetosphärensonde.

Die Magnetosphärensonde wird in eine elliptische Umlaufbahn freigesetzt und feuert dann ihre chemischen Raketen ab, um die Mapper-Sonde in eine kreisförmige Umlaufbahn zu bringen. Die Mapper-Sonde wird dann den Planeten in vielen verschiedenen Wellenlängen - Infrarot, Ultraviolett, Röntgen und Gammastrahl - unter Verwendung einer Reihe von Spektrometern untersuchen, die denen auf ähnlich sind BOTE.

Ja, Merkur ist ein Planet der Extreme und voller Widersprüche. Es reicht von extrem heiß bis extrem kalt; es hat eine geschmolzene Oberfläche, aber auch Wassereis und organische Moleküle auf seiner Oberfläche; und es hat keine erkennbare Atmosphäre, sondern besitzt eine Exosphäre und eine Magnetosphäre. In Kombination mit der Nähe zur Sonne ist es kein Wunder, warum wir nicht viel über diese irdische Welt wissen.

Man kann nur hoffen, dass die Technologie in Zukunft existiert, damit wir dieser Welt näher kommen und ihre Extreme gründlicher untersuchen können.

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Ort und Bewegung des Merkur: