Mercurius (planeet)
| Mercurius | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
Een door MESSENGER gemaakte foto van Mercurius.
Eerste foto van de nog nooit eerder waargenomen zijde van Mercurius. (14 januari 2008) | ||||
| Symbool | 
| |||
| Type | Planeet Aardse planeet | |||
| Datum ontdekking | onbekend
| |||
| Vernoemd naar | Mercurius, een god in de Romeinse mythologie | |||
| Fysische gegevens | ||||
| Diameter | 4.878 km | |||
| Massa | 3,302×1023 kg | |||
| Valversnelling | 3,7 m/s2 | |||
| Ontsnappingssnelheid | 4,25 km/s | |||
| Rotatietijd | 58 dagen, 15 uur en 30 min | |||
| Samenstelling kern | IJzerrijk, vloeibaar, ca 3600 km diameter | |||
| Baangegevens | ||||
| Excentriciteit (e) | 0,20563593
| |||
| Periode (P) | 88 dagen | |||
| Inclinatie (i) | 7,00497902°
| |||
| Waarnemingsgegevens | ||||
| Schijnbare helderheid | -2.6 tot +5.7 mag | |||
| Afstand tot de zon | 57,91×106 km | |||
| Atmosferische gegevens | ||||
| Luchtdruk | 10-9 hPa | |||
| Samenstelling | 41% O2, 29% Na, 22% H2, 6% He, 0,5% K, sporen Ar/CO2/H2O/N2 | |||
| Temperatuur | 90 ~ 700 K | |||
| ||||
Mercurius is de dichtst bij de zon staande en tevens kleinste planeet in ons zonnestelsel. De planeet is vernoemd naar de Romeinse god Mercurius vanwege de snelle draai om de zon. Net als de Aarde is het een terrestrische planeet met een vast oppervlak dat veel overeenkomsten vertoont met dat van de Maan. Opmerkelijk is dat deze kleine planeet een vrij sterk magnetisch veld vertoont. Mercurius heeft geen manen.
Karakteristieken
Baan
Van alle planeten in ons zonnestelsel beschrijft Mercurius de baan met de grootste excentriciteit (e=0,21). De afstand tot de zon schommelt zo tussen 46 en 70 miljoen kilometer. De verhouding in duur tussen jaar en dag bedraagt als gevolg van spin-baanresonantie 3:2, en blijft stabiel door de excentriciteit van de baan van Mercurius: tijdens het perihelium staat de zon vrijwel stil aan de Mercuriushemel. Dan is ook de getijdenwerking van de zon het sterkst.
Het baanvlak van Mercurius helt 7° ten opzichte van het baanvlak van de aarde. De as van Mercurius helt maar 0,027° ten opzichte van een loodlijn op het baanvlak. Dat is de kleinste hoek van alle planeten. Dit betekent dat voor een waarnemer op een van Mercurius' polen het midden van de zon nooit meer dan 2,1 boogminuten boven de horizon uitkomt.
Op minder dan vier dagen van het perihelium is de omloopsnelheid van Mercurius in zijn baan om de zon hoger dan zijn rotatiesnelheid om de eigen as.
In de 19e eeuw had Urbain Le Verrier al opgemerkt, dat de baan van Mercurius geen ellips was zoals wetten van Kepler voorschrijven vanuit de wetten van Newton, maar dat de baan een rozet beschrijft. De ellipsvorm is namelijk in beweging en draait rond de zon. Er treedt dus precessie op van het perihelium, die 574 boogseconden per eeuw bedraagt. Dit wordt voor slechts 92,5% verklaard met de wetten van Newton, als gevolg van de invloed van de zwaartekracht van de andere planeten op de baan van Mercurius. Men vermoedde dat de zwaartekracht van een onbekende planeet, of planetoïden gordel tussen Mercurius en de zon nog 7,5% van de perihelium precessie zou veroorzaken en men zocht vergeefs naar deze planeet, die al een naam had: Vulcanus (planeet). Een verklaring voor de resterende 43 boogseconden per eeuw leverde Albert Einstein in 1915 met zijn algemene relativiteitstheorie. Door de massa van de zon is de ruimtetijd namelijk ‘gekromd’, zodat de straal van een cirkel rondom de zon groter is dan de omtrek gedeeld door 2π. Dit verschijnsel van perihelium verschuiving door de ruimtetijd kromming komt ook bij andere planeten voor, maar in mindere mate, 3,84" per eeuw voor de Aarde bijvoorbeeld.
Temperatuur en zonlicht
Mercurius kent enorme temperatuurverschillen tussen dag en nacht. Overdag loopt de temperatuur op tot zo'n 700 Kelvin (426 graden Celsius), overigens minder hoog dan op Venus, en 's nachts 100 Kelvin (-173 graden Celsius). Een oorzaak hiervan ligt in de rotatietijd: een aswenteling duurt ruim 58 aardse dagen (2/3 van de omlooptijd). In combinatie met de omloop om de zon in 88 dagen duurt één dag op Mercurius ruim 176 aardse dagen. Vroeger dacht men dat de rotatieperiode ook 88 dagen bedroeg. De hoogte van de maximumtemperatuur komt door de relatief korte afstand tot de zon en de grote verschillen door het (vrijwel) ontbreken van een atmosfeer.[1] Het zonlicht op Mercurius' oppervlak is ongeveer negen keer zo intens als op aarde omdat Mercurius drie keer zo dicht bij de zon staat.
Atmosfeer
De atmosfeer van Mercurius is erg ijl, 10−12 bar en bestaat voornamelijk uit sporen van zuurstofgas, natrium en waterstofgas die snel naar de ruimte ontsnappen. De verblijftijd van een natriumatoom in de atmosfeer bedraagt drie uur. Dit verlies wordt continu gecompenseerd door de zonnewind die wordt ingevangen door het magnetisch veld en damp die vrijkomt bij inslaande meteorieten. Door de ijle atmosfeer is de hemel zowel 's nachts als overdag zwart. Doordat Mercurius drie keer zo dicht bij de zon staat als de aarde, verschijnt de zon er ongeveer 2,5 maal zo groot aan de hemel. De best zichtbare planeet vanaf Mercurius is Venus, die met een magnitude van ongeveer -6,6 als helderste object aan de nachtelijke Mercuriushemel staat. De aarde en de maan zijn er ook prominent aanwezig met een magnitude van respectievelijk -5,2 en -1,2.
Magnetosfeer
Mercurius heeft een relatief sterk magnetisch veld met 1 procent van de magnetische veldsterkte van het aardmagnetisch veld. Mogelijk wordt dit magnetisch veld, net als dat van de aarde, opgewekt door een 'dynamo' van circulerend vloeibaar kernmateriaal. Waarnemingen met radar wijzen op een ten minste deels vloeibare kern.[2] Omdat theoretische modellen echter aangeven dat de kern van Mercurius niet heet genoeg zou zijn om ijzer-nikkel te doen smelten, betekent dit dat de kern voor meer dan 0,1 gewichtsprocent uit zwavel moet bestaan, zodat door vorming van een eutecticum het smeltpunt in de kern naar beneden wordt gebracht.[3] Het is ook mogelijk dat het huidige magneetveld deels een overblijfsel is van een vroeger dynamo-effect dat nu niet meer actief is en is gefossiliseerd in gestold magnetisch materiaal.
De Amerikaanse MESSENGER-sonde onderzocht de planeet tijdens de laatste fase van zijn missie vanaf geringe hoogte. De magnetometer mat het magnetisme in de rotsen aan het oppervlak. Deze gegevens wezen uit dat het magnetisch veld van Mercurius tussen 3,7 en 3,9 miljard jaar geleden ontstond.[4]
Oppervlak
Zie Lijst van kraters op Mercurius voor het hoofdartikel over dit onderwerp.Zie ook http://messenger.jhuapl.edu/news_room/movies/Messenger_DEM_1080_may2016.mp4 waarop de hoogteverschillen van Mercurius zichtbaar worden gemaakt.
Inslagstructuren
Het oppervlak van Mercurius is met inslagkraters bezaaid en lijkt veel op dat van de maan. De meest in het oog springende inslagstructuur is het Calorisbekken met een diameter van 1350 km en eromheen een rand van bergen van ongeveer 2 km hoog. Verder zijn er nog talloze dalen, heuvels en vlaktes te vinden. De meeste kraters op Mercurius zijn naar schrijvers en artiesten genoemd. In kraters op de polen van Mercurius is ijs aangetroffen.[5]
Vulkanisme
Bij het opnieuw bestuderen van de Mariner 10 foto's eind jaren 90 werd ontdekt dat sommige delen van het oppervlak veel gladder zijn dan andere. Deze gladde gedeeltes zijn bedekt met gestolde lava, een bewijs dat er in het verleden actief vulkanisme op Mercurius moet zijn geweest.
Tektoniek
Tussen de inslagkraters zijn ook verschillende steile kliffen zoals Discovery Rupes. Deze worden geïnterpreteerd als hellingen die veroorzaakt zijn door opschuivingen. Dit type van geologische breuken is typisch voor een oppervlak dat verkleind is. Men neemt dan ook aan dat dit een voorbeeld is van contractietektoniek, waarbij Mercurius door afkoeling kromp. Deze krimp moest door de vaste korst worden gecompenseerd door de vorming van opschuivingsbreuken.
Daarnaast heeft men op gematigde breedten ook lijnstructuren opgemerkt, die men verklaart als horizontaalverschuivingen die ontstonden als gevolg van mechanische spanningen in de korst door de langzame vertraging van de rotatie van de planeet.
Samenstelling
De kern van Mercurius bestaat hoofdzakelijk uit ijzer en is relatief groot. De kern neemt 42 procent van het totale planetaire volume van Mercurius in. (Ter vergelijking: bij de aarde neemt de kern 17 procent van het volume in). Rondom de kern bevindt zich een mantel van zo'n 600 km dik die voornamelijk uit siliciumoxiden bestaat. De dichtheid is, ondanks de grote hoeveelheid ijzer, met 5430 kg/m3 iets kleiner dan die van de Aarde. Dat komt doordat de Aarde groter is en er dus binnenin meer druk heerst.
Mercuriusovergang
Zie Mercuriusovergang voor het hoofdartikel over dit onderwerp.Ongeveer 13 à 14 keer per eeuw komt het voor dat Mercurius tussen de zon en de aarde door trekt en dat het silhouet tegen de zonneschijf te zien is. Dit verschijnsel heet Mercuriusovergang en is vergelijkbaar met een Venusovergang en met de zonsverduistering. De volgende Mercuriusovergang is op 9 mei 2016.
Verkenningen
Waarnemingen
Mariner 10
De eerste ruimtesonde die Mercurius van dichtbij heeft waargenomen, is de Mariner 10 die in 1974 en 1975 opnames maakte en 45 procent van het Mercuriusoppervlak in kaart bracht. De resolutie van deze opnames bedraagt 2 km per pixel.
MESSENGER
De tweede, ook door NASA georganiseerde, vlucht naar Mercurius is met de MESSENGER. Deze ruimtesonde is op 3 augustus 2004 gelanceerd en stuurde in januari 2008 zijn eerste foto's van Mercurius door. Na een aantal ingewikkelde manoeuvres kwam MESSENGER uiteindelijk op 18 maart 2011 in een baan om Mercurius, om onderzoek te verrichten naar de samenstelling, de atmosfeer, en het magnetisch veld van de planeet.[6]
Op 30 november 2012 werd door NASA bekendgemaakt dat de MESSENGER bewijzen had gevonden van 100 tot 1000 miljard ton ijs. Het water is waarschijnlijk door kometen en planetoiden op Mercurius terechtgekomen. Het bevroren water is ontdekt in schaduwrijke kraters.[7]
Op 30 april 2015 sloeg MESSENGER volgens plan te pletter op Mercurius.
BepiColombo
De Japanse en Europese ruimtevaartorganisaties JAXA en ESA werken samen om in 2017 de ruimtesonde BepiColombo naar Mercurius te sturen[8]. BepiColombo zal het nog niet gefotografeerde deel van de planeet in kaart brengen en daarnaast zoeken naar water.
Externe links
- (en) Williams, David R, Mercury Fact Sheet. NASA Goddard Space Flight Center. Geraadpleegd op 28 december 2009.
- (en) Images of Mercury. JPL Photojournal. Geraadpleegd op 28 december 2009.
- (en) ATLAS of MERCURY. NASA History Office. Geraadpleegd op 28 december 2009.
- (en) Taylor, Alan, The Big Picture - Mercury and MESSENGER. The Boston Globe. Geraadpleegd op 28 december 2009.
- ↑ Temperature of Mercury, Universe Today
- ↑ (en) Margot, J. L. et al, Large Longitude Libration of Mercury Reveals a Molten Core. Science (4 mei 2007). Geraadpleegd op 28 december 2009.
- ↑ Beekman, G, Kern van Mercurius op zijn minst voor een deel vloeibaar. NRC Handelsblad (5 mei 2007). Geraadpleegd op 28 december 2009.
- ↑ (en) Spacecraft MESSENGER reveals Mercury's magnetic field secrets op EcnMag.com, 8 mei 2015, geraadpleegd 8 mei 2015
- ↑ (en) NASA. New Evidence for Ice on Mercury, 29 november 2012.
- ↑ www.nos.nl - 18 maart 2011
- ↑ www.deredactie.be - 30 november 2012
- ↑ (en) ESA - Space Science - BepiColombo in a nutshell (laatste update: 13 maart 2015)
· 
· 
