Merkür
Tanımlamalar | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Telaffuz | /ˈmɜːrkjʊri/ (dinle) | ||||||||||||
Sıfatlar | Merküryen /mərˈkjʊəriən/, Mercurial /mərˈkjʊəriəl/ | ||||||||||||
Yörünge özellikleri | |||||||||||||
Epoch J2000 | |||||||||||||
Aphelion |
| ||||||||||||
Perihelion |
| ||||||||||||
Yarı majör eksen |
| ||||||||||||
Eksantriklik | 0.205630 | ||||||||||||
Yörünge periyodu (sidereal) |
| ||||||||||||
Orbital dönem (sinodik) | 115.88 d | ||||||||||||
Ortalama yörünge hızı | 47.36 km/s | ||||||||||||
Ortalama anomali | 174.796° | ||||||||||||
Eğim |
| ||||||||||||
Yükselen düğümün boylamı | 48.331° | ||||||||||||
Perihelion argümanı | 29.124° | ||||||||||||
Uydular | Hiçbiri | ||||||||||||
Fiziksel özellikler | |||||||||||||
Ortalama çap | 4880 km | ||||||||||||
Ortalama yarıçap |
| ||||||||||||
Düzleştirme | 0.0009 | ||||||||||||
Yüzey alanı |
| ||||||||||||
Cilt |
| ||||||||||||
Kütle |
| ||||||||||||
Ortalama yoğunluk | 5.427 g/cm3 | ||||||||||||
Yüzey yerçekimi |
| ||||||||||||
Atalet momenti faktörü | 0.346±0.014 | ||||||||||||
Kaçış hızı | 4.25 km/s | ||||||||||||
Sinodik dönüş süresi | 176 d | ||||||||||||
Sidereal dönüş periyodu |
| ||||||||||||
Ekvatoral dönüş hızı | 10.892 km/sa (3.026 m/s) | ||||||||||||
Eksenel eğim | 2,04′ ± 0,08′ (yörüngeye) (0.034°) | ||||||||||||
Kuzey kutbu sağ yükseliş |
| ||||||||||||
Kuzey kutbu deklinasyonu | 61.45° | ||||||||||||
Albedo |
| ||||||||||||
| |||||||||||||
Görünür büyüklük | -2,48 ila +7,25 | ||||||||||||
Açısal çap | 4.5–13″ | ||||||||||||
Atmosfer | |||||||||||||
Yüzey basıncı | iz (≲ 0,5 nPa) | ||||||||||||
Hacim olarak bileşim | |||||||||||||
Merkür, Güneş Sistemi'ndeki en küçük ve Güneş'e en yakın gezegendir. Güneş etrafındaki yörüngesi 87,97 Dünya günü sürer ve tüm Güneş gezegenleri arasında en kısasıdır. Adını Yunan tanrısı Hermes'e (Ἑρμῆς) karşılık gelen, ticaret tanrısı, tanrıların habercisi ve tanrılar ile ölümlüler arasında arabulucu olan Roma tanrısı Mercurius'tan (Merkür) almıştır. Venüs gibi Merkür de bir alt gezegen olarak Dünya'nın yörüngesinde Güneş'in etrafında dolanır ve Dünya'dan bakıldığında Güneş'e olan görünür uzaklığı hiçbir zaman 28°'yi geçmez. Güneş'e olan bu yakınlığı, gezegenin yalnızca gün batımından sonra batı ufku yakınlarında ya da gün doğumundan önce doğu ufku yakınlarında, genellikle alacakaranlıkta görülebileceği anlamına gelir. Bu sırada parlak yıldız benzeri bir nesne olarak görünebilir, ancak gözlemlenmesi Venüs'ten daha zordur. Gezegen, Dünya'dan teleskopik olarak Venüs ve Ay'a benzer şekilde, yaklaşık 116 günlük sinodik dönemi boyunca tekrar eden evrelerin tamamını gösterir. ⓘ
Merkür Güneş Sistemi'nde benzersiz bir şekilde döner. Güneş'le 3:2 spin-yörünge rezonansında gelgitsel olarak kilitlenmiştir, yani sabit yıldızlara göre Güneş'in etrafında yaptığı her iki dönüşe karşılık kendi ekseni etrafında tam üç kez döner. Güneş'ten görüldüğü gibi, yörünge hareketiyle birlikte dönen bir referans çerçevesinde, her iki Merkür yılında yalnızca bir kez dönüyormuş gibi görünür. Bu nedenle Merkür'deki bir gözlemci her iki Merkür yılında sadece bir gün görecektir. ⓘ
Merkür'ün ekseni Güneş Sistemi gezegenleri arasında en küçük eğime sahiptir (yaklaşık 1⁄30 derece). Yörünge eksantrikliği Güneş Sistemi'ndeki bilinen tüm gezegenler arasında en büyüğüdür; perihelion'da Merkür'ün Güneş'e olan uzaklığı aphelion'daki uzaklığının sadece yaklaşık üçte ikisi (veya %66'sı) kadardır. Merkür'ün yüzeyi yoğun bir şekilde kraterleşmiş ve Ay'ınkine benzer bir görünüme sahiptir, bu da milyarlarca yıldır jeolojik olarak aktif olmadığını gösterir. Isıyı tutacak neredeyse hiç atmosferi olmadığından, Güneş Sistemi'ndeki diğer gezegenlere kıyasla günlük olarak daha fazla değişen yüzey sıcaklıklarına sahiptir; ekvator bölgelerinde geceleri 100 K (-173 °C; -280 °F) ile gündüzleri 700 K (427 °C; 800 °F) arasında değişir. Kutup bölgeleri sürekli olarak 180 K'nin (-93 °C; -136 °F) altındadır. Gezegenin bilinen hiçbir doğal uydusu yoktur. ⓘ
Merkür'ü iki uzay aracı ziyaret etmiştir: Mariner 10 1974 ve 1975 yıllarında Merkür'ün yakınından geçmiştir. 2004 yılında fırlatılan MESSENGER ise yakıtını tüketip 30 Nisan 2015'te gezegenin yüzeyine çarpmadan önce dört yıl içinde Merkür'ün yörüngesinde 4.000'den fazla tur atmıştır. BepiColombo uzay aracının 2025 yılında Merkür'e ulaşması planlanmaktadır. ⓘ
İsimlendirme
Eskiler Merkür'ü akşam yıldızı ya da sabah yıldızı olmasına göre farklı isimlerle tanırlardı. M.Ö. 350'lere gelindiğinde antik Yunanlılar iki yıldızın bir olduğunu fark etmişlerdi. Gezegeni "parıldayan" anlamına gelen Στίλβων Stilbōn ve geçici hareketinden dolayı Ἑρμής Hermēs olarak biliyorlardı ki bu isim modern Yunancada da korunmuştur (Ερμής Ermis). Romalılar gezegene, gökyüzünde diğer tüm gezegenlerden daha hızlı hareket ettiği için Yunan Hermes ile eş tuttukları hızlı ayaklı Roma haberci tanrısı Merkür'ün (Latince Mercurius) adını vermişlerdir. Merkür'ün astronomik sembolü Hermes'in caduceus'unun stilize edilmiş bir versiyonudur; 16. yüzyılda bir Hıristiyan haçı eklenmiştir: . ⓘ
Fiziksel özellikler
Merkür, Güneş Sistemi'ndeki dört karasal gezegenden biridir ve Dünya gibi kayalık bir cisimdir. Ekvator yarıçapı 2,439.7 kilometre (1,516.0 mil) ile Güneş Sistemi'ndeki en küçük gezegendir. Merkür aynı zamanda Güneş Sistemi'ndeki en büyük doğal uydular olan Ganymede ve Titan'dan da daha küçüktür, ancak daha büyüktür. Merkür yaklaşık %70 metalik ve %30 silikat malzemeden oluşur. ⓘ
İç yapısı
Merkür katı bir silikat kabuğa ve katı, demir sülfit dış çekirdek tabakasını, daha derin bir sıvı çekirdek tabakasını ve katı bir iç çekirdeği örten mantoya sahip gibi görünmektedir. Gezegenin yoğunluğu 5.427 g/cm3 ile Güneş Sistemi'ndeki en yüksek ikinci yoğunluktur ve Dünya'nın 5.515 g/cm3 olan yoğunluğundan sadece biraz daha azdır. Eğer yerçekimsel sıkıştırmanın etkisi her iki gezegenden de çıkarılacak olursa, Merkür'ün yapıldığı malzemeler Dünya'nınkilerden daha yoğun olacaktır; sıkıştırılmamış yoğunluğu 5,3 g/cm3 iken Dünya'nınki 4,4 g/cm3'tür. Merkür'ün yoğunluğu, iç yapısının ayrıntılarını çıkarmak için kullanılabilir. Dünya'nın yüksek yoğunluğu, özellikle çekirdeğinde olmak üzere yerçekimsel sıkıştırmadan kaynaklansa da, Merkür çok daha küçüktür ve iç bölgeleri o kadar sıkıştırılmamıştır. Bu nedenle, bu kadar yüksek bir yoğunluğa sahip olabilmesi için çekirdeğinin büyük ve demir açısından zengin olması gerekir. ⓘ
Merkür'ün çekirdeğinin yarıçapının, bilgi kutusunda verilen eylemsizlik momenti faktörünün değeriyle tutarlı olacak şekilde kısıtlanmış iç modellere dayanarak 2,020 ± 30 km (1,255 ± 19 mil) olduğu tahmin edilmektedir. Dolayısıyla, Merkür'ün çekirdeği hacminin yaklaşık %57'sini kaplar; Dünya için bu oran %17'dir. 2007'de yayınlanan araştırmalar Merkür'ün erimiş bir çekirdeğe sahip olduğunu göstermektedir. Çekirdeği çevreleyen 500-700 km'lik (310-430 mil) silikatlardan oluşan bir manto vardır. Mariner 10 görevinden elde edilen verilere ve Dünya merkezli gözlemlere dayanarak, Merkür'ün kabuğunun 35 km (22 mil) kalınlığında olduğu tahmin edilmektedir. Ancak, bu model abartılı bir tahmin olabilir ve Airy izostasi modeline göre kabuk 26 ± 11 km (16,2 ± 6,8 mil) kalınlığında olabilir. Merkür'ün yüzeyinin ayırt edici bir özelliği, birkaç yüz kilometre uzunluğa kadar uzanan çok sayıda dar sırtın varlığıdır. Bunların Merkür'ün çekirdeği ve mantosunun soğuması ve kabuğun zaten katılaşmış olduğu bir zamanda büzülmesiyle oluştuğu düşünülmektedir. ⓘ
Merkür'ün çekirdeği Güneş Sistemi'ndeki diğer büyük gezegenlerden daha yüksek bir demir içeriğine sahiptir ve bunu açıklamak için çeşitli teoriler öne sürülmüştür. En yaygın kabul gören teori, Merkür'ün başlangıçta Güneş Sistemi'nin kayalık maddesinin tipik bir örneği olduğu düşünülen kondrit meteoritlerine benzer bir metal-silikat oranına ve şu anki kütlesinin yaklaşık 2,25 katı bir kütleye sahip olduğudur. Güneş Sistemi tarihinin erken dönemlerinde Merkür'e, Merkür'ün yaklaşık 1/6 kütlesinde ve birkaç bin kilometre genişliğinde bir gezegenimsi çarpmış olabilir. Bu çarpma, orijinal kabuk ve mantonun büyük bir kısmını sıyırmış ve geride nispeten önemli bir bileşen olarak çekirdeği bırakmış olabilir. Dev çarpma hipotezi olarak bilinen benzer bir süreç, Ay'ın oluşumunu açıklamak için önerilmiştir. ⓘ
Alternatif olarak Merkür, Güneş'in enerji çıkışı dengelenmeden önce güneş nebulasından oluşmuş olabilir. Başlangıçta bugünkü kütlesinin iki katına sahip olabilirdi, ancak protosun büzüldükçe Merkür yakınlarındaki sıcaklıklar 2.500 ila 3.500 K arasında ve hatta muhtemelen 10.000 K kadar yüksek olabilirdi. Merkür'ün yüzey kayasının çoğu bu sıcaklıklarda buharlaşarak güneş rüzgarı tarafından taşınabilecek bir "kaya buharı" atmosferi oluşturmuş olabilir. ⓘ
Üçüncü bir hipotez, güneş bulutsusunun Merkür'ün biriktirdiği parçacıklar üzerinde sürüklenmeye neden olduğunu, bunun da daha hafif parçacıkların biriken malzemeden kaybolduğu ve Merkür tarafından toplanmadığı anlamına geldiğini öne sürmektedir. Her hipotez farklı bir yüzey bileşimi öngörmektedir ve gözlem yapmak üzere ayarlanmış iki uzay misyonu vardır. 2015'te sona eren MESSENGER, yüzeyde beklenenden daha yüksek potasyum ve sülfür seviyeleri buldu, bu da dev çarpma hipotezinin ve kabuk ve mantonun buharlaşmasının gerçekleşmediğini gösteriyor çünkü potasyum ve sülfür bu olayların aşırı ısısı tarafından uzaklaştırılacaktı. 2025'te Merkür'e varacak olan BepiColombo, bu hipotezleri test etmek için gözlemler yapacak. Şu ana kadar elde edilen bulgular üçüncü hipotezi destekliyor gibi görünmektedir; ancak verilerin daha fazla analiz edilmesi gerekmektedir. ⓘ
Yüzey jeolojisi
Merkür'ün yüzeyi Ay'ınkine benzer bir görünüme sahiptir ve milyarlarca yıldır jeolojik olarak aktif olmadığına işaret eden geniş dağ benzeri düzlükler ve yoğun kraterleşme gösterir. Mars veya Ay'ın yüzeyinden daha heterojendir, her ikisi de maria ve platolar gibi benzer jeolojinin önemli uzantılarını içerir. Albedo özellikleri, çarpma kraterleri, ortaya çıkan püskürme ve ışın sistemlerini içeren belirgin şekilde farklı yansıtma alanlarıdır. Daha büyük albedo özellikleri daha yüksek yansıtma düzlüklerine karşılık gelir. Merkür'de dorsa ("kırışıklık sırtları" olarak da adlandırılır), Ay benzeri yaylalar, montes (dağlar), planitiae (ovalar), rupes (kayalıklar) ve valles (vadiler) bulunur. ⓘ
Gezegenin mantosu kimyasal olarak heterojendir, bu da gezegenin tarihinin erken dönemlerinde bir magma okyanusu evresinden geçtiğini göstermektedir. Minerallerin kristalleşmesi ve konvektif devrilme, yüzeyde gözlemlenen kimyasal bileşimde büyük ölçekli varyasyonlarla katmanlı, kimyasal olarak heterojen kabukla sonuçlanmıştır. Kabukta demir oranı düşük, sülfür oranı yüksektir; bu da diğer karasal gezegenlerde bulunandan daha güçlü erken kimyasal indirgeme koşullarından kaynaklanmaktadır. Yüzeyde, sırasıyla enstatit ve forsterit ile temsil edilen demir açısından fakir piroksen ve olivin ile sodyum açısından zengin plajiyoklaz ve karışık magnezyum, kalsiyum ve demir-sülfür mineralleri hakimdir. Kabuğun daha az yansıtıcı bölgelerinde karbon oranı yüksektir, bu da büyük olasılıkla grafit şeklindedir. ⓘ
Merkür'deki özelliklerin isimleri çeşitli kaynaklardan gelmektedir. İnsanlardan gelen isimler ölenlerle sınırlıdır. Kraterler, kendi alanlarına olağanüstü veya temel katkılarda bulunmuş sanatçılar, müzisyenler, ressamlar ve yazarlar için adlandırılmıştır. Sırtlar ya da dorsa, Merkür'ün incelenmesine katkıda bulunan bilim insanlarının adlarıyla anılır. Çöküntüler veya çukurlar mimari eserler için isimlendirilir. Montes, çeşitli dillerdeki "sıcak" kelimesinden dolayı adlandırılmıştır. Ovalar veya planitiae çeşitli dillerde Merkür için adlandırılmıştır. Kayalıklar ya da rupēler bilimsel keşif gemileri için isimlendirilmiştir. Vadiler veya valleler terk edilmiş şehirler, kasabalar veya antik yerleşim yerleri için adlandırılır. ⓘ
Çarpma havzaları ve kraterler
Merkür, 4,6 milyar yıl önce oluşumu sırasında ve hemen sonrasında kuyruklu yıldızlar ve asteroitler tarafından yoğun bir şekilde bombardımana tutulmuş, ayrıca 3,8 milyar yıl önce sona eren Geç Ağır Bombardıman adı verilen muhtemelen ayrı bir sonraki bölüm sırasında da bombardımana tutulmuştur. Merkür, yoğun krater oluşumunun yaşandığı bu dönemde, çarpanları yavaşlatacak herhangi bir atmosferin olmaması nedeniyle tüm yüzeyi boyunca darbeler almıştır. Bu süre zarfında Merkür volkanik olarak aktifti; havzalar magma tarafından dolduruldu ve Ay'da bulunan maria'ya benzer pürüzsüz ovalar üretildi. Bilim insanlarının "örümcek" olarak adlandırdığı, yayılan çukurları olan alışılmadık bir krater keşfedildi. Bu kratere daha sonra Apollodorus adı verildi. ⓘ
Merkür'deki kraterlerin çapları kase şeklindeki küçük oyuklardan yüzlerce kilometre genişliğindeki çok halkalı çarpma havzalarına kadar değişmektedir. Nispeten taze ışınlı kraterlerden oldukça bozulmuş krater kalıntılarına kadar her türlü bozulma durumunda görülürler. Merkür kraterleri, Merkür'ün daha güçlü yüzey çekiminin bir sonucu olarak, püskürtüleri tarafından örtülen alanın çok daha küçük olması nedeniyle Ay kraterlerinden ince bir şekilde farklıdır. Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) kurallarına göre, her yeni kratere, kratere adının verildiği tarihten önce elli yıldan fazla bir süre ünlü olmuş ve üç yıldan fazla bir süre önce ölmüş bir sanatçının adı verilmelidir. ⓘ
Bilinen en büyük krater 1.550 km çapındaki Caloris Planitia ya da Caloris Havzası'dır. Caloris Havzası'nı yaratan çarpma o kadar güçlüydü ki lav püskürmelerine neden oldu ve çarpma kraterini çevreleyen ~2 km yüksekliğinde eşmerkezli bir dağlık halka bıraktı. Caloris Havzası'nın tabanı, kabaca çokgen bir düzende sırtlar ve kırıklarla parçalanmış, jeolojik olarak belirgin düz bir ova ile doludur. Bunların çarpışmanın neden olduğu volkanik lav akıntıları mı yoksa büyük bir çarpışma eriyiği tabakası mı olduğu net değildir. ⓘ
Caloris Havzası'nın karşı ucunda "Garip Arazi" olarak bilinen olağandışı, tepelik araziden oluşan geniş bir bölge bulunmaktadır. Bunun kökenine ilişkin hipotezlerden biri, Caloris çarpması sırasında oluşan şok dalgalarının Merkür'ün etrafını dolaşarak havzanın antipodunda (180 derece uzakta) birleştiğidir. Ortaya çıkan yüksek gerilimler yüzeyi çatlatmıştır. Alternatif olarak, bu arazinin, bu havzanın antipodunda ejektaların yakınsaması sonucu oluştuğu öne sürülmüştür. ⓘ
Genel olarak 46 çarpma havzası tespit edilmiştir. Dikkate değer bir havza, 400 km genişliğinde, çok halkalı Tolstoj Havzası'dır; bu havzanın kenarından 500 km'ye kadar uzanan bir püskürme örtüsü ve düz ova malzemeleriyle doldurulmuş bir tabanı vardır. Beethoven Havzası da benzer büyüklükte bir püskürme örtüsüne ve 625 km çapında bir kenara sahiptir. Ay gibi Merkür'ün yüzeyi de muhtemelen güneş rüzgârı ve mikrometeorit çarpmaları da dâhil olmak üzere uzay ayrışma süreçlerinin etkilerine maruz kalmıştır. ⓘ
Ovalar
Merkür'de jeolojik olarak farklı iki ova bölgesi vardır. Kraterler arasındaki bölgelerdeki hafif inişli çıkışlı, tepelik düzlükler Merkür'ün en eski görünür yüzeyleridir ve ağır kraterli araziden öncedir. Bu kraterler arası düzlükler, daha önceki birçok krateri yok etmiş gibi görünmektedir ve çapı yaklaşık 30 km'nin altında olan daha küçük kraterlerin genel bir azlığını göstermektedir. ⓘ
Düz ovalar, çeşitli büyüklükteki çöküntüleri dolduran ve Ay maria'sına güçlü bir benzerlik gösteren yaygın düz alanlardır. Ay maria'sının aksine, Merkür'ün düz ovaları daha eski kraterler arası düzlüklerle aynı albedoya sahiptir. Kesin olarak volkanik özelliklerin olmamasına rağmen, bu düzlüklerin lokalizasyonu ve yuvarlak, lobat şekli volkanik kökenleri güçlü bir şekilde desteklemektedir. Merkür'ün tüm düzlükleri, Caloris havzasından önemli ölçüde daha sonra oluşmuştur; bu durum, Caloris püskürme örtüsünden kayda değer ölçüde daha küçük krater yoğunlukları ile kanıtlanmaktadır. ⓘ
Sıkıştırma özellikleri
Merkür'ün yüzeyinin alışılmadık bir özelliği de düzlükler boyunca uzanan çok sayıdaki sıkıştırma kıvrımları ya da ruplardır. Merkür'ün iç kısmı soğudukça büzülmüş ve yüzeyi deforme olmaya başlayarak kırışık sırtlar ve bindirme faylarıyla ilişkili loblu yarıklar oluşturmuştur. Yarıklar 1000 km uzunluğa ve 3 km yüksekliğe ulaşabilir. Bu sıkıştırma özellikleri, kraterler ve düz ovalar gibi diğer özelliklerin üzerinde görülebilir, bu da daha yeni olduklarını gösterir. Bu özelliklerin haritalanması, Merkür'ün yarıçapında ~1 ila 7 km aralığında toplam bir küçülme olduğunu göstermiştir. Büyük bindirme sistemleri boyunca çoğu faaliyet muhtemelen yaklaşık 3,6-3,7 milyar yıl önce sona ermiştir. Onlarca metre yüksekliğinde ve birkaç km uzunluğunda, 50 milyon yıldan daha eski görünen küçük ölçekli bindirme fay izleri bulunmuştur, bu da iç kısımdaki sıkışmanın ve bunun sonucunda yüzey jeolojik aktivitesinin günümüze kadar devam ettiğini göstermektedir. ⓘ
Lunar Reconnaissance Orbiter, Ay'da benzer ancak daha küçük bindirme faylarının bulunduğunu keşfetmiştir. ⓘ
Volkanizma
Merkür'de düşük profilli kalkan volkanlarından piroklastik akışlar olduğuna dair kanıtlar vardır. 51 piroklastik birikinti tespit edilmiş olup, bunların %90'ı çarpma kraterleri içinde bulunmaktadır. Piroklastik birikintilere ev sahipliği yapan çarpma kraterlerinin bozunma durumu üzerine yapılan bir çalışma, Merkür'de piroklastik aktivitenin uzun bir aralıkta meydana geldiğini göstermektedir. ⓘ
Caloris Havzası'nın güneybatı kenarındaki "kenarsız çöküntü", her biri ayrı ayrı 8 km çapa kadar olan, üst üste binmiş en az dokuz volkanik bacadan oluşmaktadır. Bu nedenle bir "bileşik volkan "dır. Menfez tabanları eşiklerinin en az 1 km altındadır ve patlayıcı püskürmelerle şekillendirilmiş veya magmanın bir kanala geri çekilmesiyle oluşan boşluklara çökerek değiştirilmiş volkanik kraterlere daha yakın bir benzerlik gösterirler. Bilim insanları volkanik kompleks sisteminin yaşını belirleyememiş ancak bir milyar yıl civarında olabileceğini bildirmişlerdir. ⓘ
Yüzey koşulları ve ekzosfer
Merkür'ün yüzey sıcaklığı en uç noktalarda 100 ila 700 K (-173 ila 427 °C; -280 ila 800 °F) arasında değişir: 0°N, 0°W veya 180°W. Atmosferin olmaması ve ekvator ile kutuplar arasındaki dik sıcaklık gradyanı nedeniyle kutuplarda hiçbir zaman 180 K'nin üzerine çıkmaz. Güneş altı noktası perihelion sırasında (0°W veya 180°W) yaklaşık 700 K'ye ulaşır, ancak aphelion'da (90° veya 270°W) sadece 550 K'dir. Gezegenin karanlık tarafında sıcaklıklar ortalama 110 K'dir. Merkür'ün yüzeyindeki güneş ışığı yoğunluğu güneş sabitinin (1.370 W-m-2) 4,59 ila 10,61 katı arasında değişir. ⓘ
Merkür'ün yüzeyindeki gün ışığı sıcaklığı genellikle son derece yüksek olmasına rağmen, gözlemler Merkür'de buz (donmuş su) bulunduğunu kuvvetle düşündürmektedir. Kutuplardaki derin kraterlerin tabanları hiçbir zaman doğrudan güneş ışığına maruz kalmaz ve buradaki sıcaklıklar küresel ortalamanın çok altında, 102 K'nin altında kalır. Bu da buzun birikebileceği soğuk bir tuzak oluşturur. Su buzu radarı güçlü bir şekilde yansıtır ve 1990'ların başında 70 metrelik Goldstone Güneş Sistemi Radarı ve VLA tarafından yapılan gözlemler kutupların yakınında yüksek radar yansıması olan bölgeler olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu yansıtıcı bölgelerin tek olası nedeni buz olmasa da, gökbilimciler bunun en olası neden olduğunu düşünüyorlar. ⓘ
Buzlu bölgelerin yaklaşık 1014-1015 kg buz içerdiği ve süblimleşmeyi engelleyen bir regolit tabakası ile kaplı olabileceği tahmin edilmektedir. Karşılaştırma yapmak gerekirse, Dünya'daki Antarktika buz tabakası yaklaşık 4×1018 kg kütleye sahiptir ve Mars'ın güney kutup başlığı yaklaşık 1016 kg su içerir. Merkür'deki buzun kökeni henüz bilinmemektedir, ancak en olası iki kaynak, gezegenin iç kısmından suyun dışarı atılması veya kuyruklu yıldızların çarpmasıyla birikmesidir. ⓘ
Merkür, yerçekiminin uzun süreler boyunca önemli bir atmosferi muhafaza edemeyeceği kadar küçük ve sıcaktır; yaklaşık 0,5 nPa'dan (0,005 pikobar) daha düşük bir yüzey basıncında hidrojen, helyum, oksijen, sodyum, kalsiyum, potasyum ve diğerlerini içeren zayıf bir yüzey sınırlı ekzosfere sahiptir. Bu ekzosfer sabit değildir-atomlar sürekli olarak kaybolur ve çeşitli kaynaklardan yenilenir. Hidrojen atomları ve helyum atomları muhtemelen güneş rüzgarından gelir, Merkür'ün manyetosferine yayılır ve daha sonra uzaya geri kaçar. Merkür'ün kabuğundaki elementlerin radyoaktif bozunumu, sodyum ve potasyumun yanı sıra bir başka helyum kaynağıdır. MESSENGER yüksek oranda kalsiyum, helyum, hidroksit, magnezyum, oksijen, potasyum, silikon ve sodyum bulmuştur. Yüzeyine çarpan kuyruklu yıldızlar, güneş rüzgârından gelen hidrojen ve kayadan gelen oksijenden su oluşturan püskürtme ve sürekli gölgede kalan kutup kraterlerindeki su buzu rezervuarlarından süblimleşme gibi süreçlerin bir kombinasyonu ile salınan su buharı mevcuttur. O+, OH- ve H3O+ gibi suyla ilişkili iyonların yüksek miktarlarda tespit edilmesi sürpriz oldu. Merkür'ün uzay ortamında tespit edilen bu iyonların miktarları nedeniyle, bilim insanları bu moleküllerin güneş rüzgârı tarafından yüzeyden veya dış atmosferden püskürtüldüğünü tahmin etmektedir. ⓘ
Sodyum, potasyum ve kalsiyum 1980-1990'larda atmosferde keşfedilmiş olup, bunların öncelikle Encke Kuyruklu Yıldızı'ndan gelenler de dahil olmak üzere mikrometeorit çarpmaları sonucu yüzeydeki kayaların buharlaşmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. 2008 yılında MESSENGER tarafından magnezyum keşfedilmiştir. Çalışmalar, zaman zaman sodyum emisyonlarının gezegenin manyetik kutuplarına karşılık gelen noktalarda lokalize olduğunu göstermektedir. Bu durum manyetosfer ile gezegenin yüzeyi arasında bir etkileşim olduğunu göstermektedir. ⓘ
29 Kasım 2012'de NASA, MESSENGER'dan gelen görüntülerin kuzey kutbundaki kraterlerin su buzu içerdiğini tespit ettiğini doğruladı. MESSENGER'ın baş araştırmacısı Sean Solomon'un The New York Times'ta yer alan açıklamasına göre buzun hacmi "Washington, D.C.'yi iki buçuk mil derinliğinde donmuş bir blokla kaplamaya" yetecek kadar büyüktür. ⓘ
Manyetik alan ve manyetosfer
Küçük boyutuna ve 59 gün süren yavaş dönüşüne rağmen Merkür önemli ve görünüşe göre küresel bir manyetik alana sahiptir. Mariner 10 tarafından yapılan ölçümlere göre, Dünya'nınkinin yaklaşık %1,1'i kadar güçlüdür. Merkür'ün ekvatorundaki manyetik alan gücü yaklaşık 300 nT'dir. Dünya'nınki gibi Merkür'ün manyetik alanı da çift kutupludur. Dünya'nın aksine Merkür'ün kutupları gezegenin dönüş ekseni ile neredeyse aynı hizadadır. Hem Mariner 10 hem de MESSENGER uzay sondalarının ölçümleri manyetik alanın gücünün ve şeklinin sabit olduğunu göstermiştir. ⓘ
Bu manyetik alanın Dünya'nın manyetik alanına benzer bir şekilde bir dinamo etkisiyle oluşması muhtemeldir. Bu dinamo etkisi, gezegenin demir açısından zengin sıvı çekirdeğinin dolaşımından kaynaklanacaktır. Gezegenin yüksek yörünge eksantrikliğinin neden olduğu özellikle güçlü gelgit ısınma etkileri, çekirdeğin bir kısmını bu dinamo etkisi için gerekli sıvı halde tutmaya hizmet edecektir. ⓘ
Merkür'ün manyetik alanı, güneş rüzgarını gezegenin etrafından saptırarak bir manyetosfer oluşturacak kadar güçlüdür. Gezegenin manyetosferi, Dünya'nın içine sığacak kadar küçük olsa da, güneş rüzgarı plazmasını hapsedecek kadar güçlüdür. Bu da gezegenin yüzeyinin uzayda yıpranmasına katkıda bulunur. Mariner 10 uzay aracı tarafından yapılan gözlemler, gezegenin gece tarafındaki manyetosferinde bu düşük enerjili plazmayı tespit etti. Gezegenin manyetokuyruğundaki enerjik parçacık patlamaları gezegenin manyetosferinin dinamik bir niteliğe sahip olduğunu göstermektedir. ⓘ
MESSENGER, 6 Ekim 2008'de gezegene yaptığı ikinci uçuş sırasında Merkür'ün manyetik alanının son derece "sızıntılı" olabileceğini keşfetti. Uzay aracı, 800 km genişliğe ya da gezegenin yarıçapının üçte birine varan manyetik "kasırgalarla" - gezegenin manyetik alanını gezegenler arası uzaya bağlayan bükülmüş manyetik alan demetleri - karşılaştı. Teknik olarak akı transferi olayları olarak bilinen bu bükülmüş manyetik akı tüpleri, gezegenin manyetik kalkanında güneş rüzgarının girebileceği ve manyetik yeniden bağlantı yoluyla Merkür'ün yüzeyini doğrudan etkileyebileceği açık pencereler oluşturur. MESSENGER gözlemleri Merkür'de yeniden bağlanma oranının on kat daha yüksek olduğunu göstermiştir, ancak Güneş'e yakınlığı MESSENGER tarafından gözlemlenen yeniden bağlanma oranının yalnızca üçte birini oluşturmaktadır. ⓘ
Yüzeyindeki maddeler
Merkür'ün yüzeydeki kurtulma hızı gezegenin düşük kütlesi nedeniyle Dünya'nın ancak %40'ı kadardır. Bu düzeydeki bir çekim gücü, gezegen yüzeyindeki 400 °C'yi aşan sıcaklıklar karşısında gazların uzaya kaçmasına engel olamayacak denli güçsüzdür. Bu nedenle Merkür'ün çoğunlukla orta ağırlıktaki elementler içeren (oksijen, sodyum, potasyum) son derece seyrek bir atmosferi bulunmaktadır. Bu atmosfer durağan olmaktan çok, Merkür'ün konumunda etkisi güçlü olan güneş rüzgarı ve yüksek yüzey ısıları nedeniyle gezegen yüzeyinden koparılan ve kısa sürede uzay boşluğuna kaybedilen atomlardan oluşmuş, sürekli yenilenen bir yapıdadır. Bu şekliyle, Merkür atmosferini Dünya'nın egzosferi ile karşılaştırmak olasıdır. ⓘ
Yörünge, dönüş ve boylam
Merkür, Güneş Sistemi'ndeki tüm gezegenler arasında en dış merkezli yörüngeye sahiptir; Güneş'e olan uzaklığı 46.000.000 ila 70.000.000 km (29.000.000 ila 43.000.000 mil) arasında değişen Merkür'ün dış merkezliliği 0,21'dir. Bir yörüngeyi tamamlaması 87,969 Dünya günü sürer. Diyagram, Merkür'ün yörüngesini aynı yarı-büyük eksene sahip dairesel bir yörünge ile üst üste bindirilmiş olarak göstererek dışmerkezliğin etkilerini göstermektedir. Merkür'ün perihelion'a yakınken daha yüksek hızda olduğu, her 5 günlük aralıkta kat ettiği daha büyük mesafeden anlaşılmaktadır. Diyagramda Merkür'ün Güneş'e olan değişen uzaklığı, Merkür'ün Güneş'e olan uzaklığı ile ters orantılı olan gezegenin büyüklüğü ile temsil edilmektedir. Güneş'e olan bu değişken mesafe, Merkür'ün yüzeyinin Güneş tarafından yükseltilen ve Dünya'daki Ay'ınkinden yaklaşık 17 kat daha güçlü olan gelgit şişkinlikleri tarafından bükülmesine yol açmaktadır. Gezegenin kendi ekseni etrafındaki dönüşünün 3:2 spin-yörünge rezonansı ile birleştiğinde, yüzey sıcaklığının karmaşık değişimlerine de neden olur. Rezonans, Merkür'de tek bir güneş gününün (Güneş'in iki meridyen geçişi arasındaki uzunluk) tam olarak iki Merkür yılı veya yaklaşık 176 Dünya günü sürmesine neden olur. ⓘ
Merkür'ün yörüngesi Dünya'nın yörünge düzlemine (ekliptik) 7 derece eğimlidir ve bilinen sekiz güneş gezegeni arasında en büyüğüdür. Sonuç olarak, Merkür'ün Güneş'in önünden geçişi ancak gezegen Dünya ile Güneş arasında bulunduğu sırada, yani Mayıs ya da Kasım aylarında ekliptik düzleminden geçerken gerçekleşebilir. Bu da ortalama her yedi yılda bir gerçekleşir. ⓘ
Merkür'ün eksenel eğimi neredeyse sıfırdır ve ölçülen en iyi değer 0,027 derece kadar düşüktür. Bu, 3,1 derece ile tüm gezegenler arasında ikinci en küçük eksenel eğime sahip olan Jüpiter'den önemli ölçüde daha küçüktür. Bu, Merkür'ün kutuplarındaki bir gözlemci için Güneş'in merkezinin hiçbir zaman ufkun 2,1 yay dakikasından daha fazla yükselmediği anlamına gelir. ⓘ
Merkür'ün yüzeyindeki belirli noktalarda, bir gözlemci Güneş'in ufkun üçte ikisinden biraz daha fazla yükseldiğini, sonra geri döndüğünü ve tekrar yükselmeden önce battığını ve bunların hepsinin aynı Merkür günü içinde olduğunu görebilir. Bunun nedeni perihelion'dan yaklaşık dört Dünya günü önce Merkür'ün açısal yörünge hızının açısal dönme hızına eşit olması ve böylece Güneş'in görünür hareketinin durmasıdır; perihelion'a yaklaştıkça Merkür'ün açısal yörünge hızı açısal dönme hızını aşar. Böylece Merkür'deki varsayımsal bir gözlemciye Güneş geriye doğru hareket ediyormuş gibi görünür. Perihelion'dan dört Dünya günü sonra Güneş'in normal görünür hareketi devam eder. Merkür eşzamanlı dönüşte olsaydı benzer bir etki meydana gelirdi: Devir boyunca dönüşün dönüşümlü olarak kazanılması ve kaybedilmesi boylamda 23,65°'lik bir sapmaya neden olurdu. ⓘ
Aynı nedenden ötürü, Merkür'ün ekvatorunda boylamda 180 derece aralıklı iki nokta vardır; bunlardan birinde, Merküryen yıllarda (bir Merküryen günde bir kez) perihelion civarında Güneş tepeden geçer, sonra görünür hareketini tersine çevirir ve tekrar tepeden geçer, sonra ikinci kez tersine döner ve üçüncü kez tepeden geçer, tüm bu süreç için toplam yaklaşık 16 Dünya günü gerekir. Diğer alternatif Merküryen yıllarında da aynı şey bu iki noktadan diğerinde gerçekleşir. Retrograd hareketin genliği küçüktür, bu nedenle genel etki, iki ya da üç hafta boyunca Güneş'in tepede neredeyse sabit kalması ve Merkür'ün Güneş'e en yakın olduğu perihelion'da olması nedeniyle en parlak halini almasıdır. Güneş'in en parlak olduğu bu uzun süreli maruziyet, bu iki noktayı Merkür'ün en sıcak yerleri haline getirir. Maksimum sıcaklık, günlük sıcaklık gecikmesi nedeniyle Güneş öğleden sonra yaklaşık 25 derecelik bir açıda olduğunda, gün doğumundan 0,4 Merkür günü ve 0,8 Merkür yılı sonra meydana gelir. Buna karşılık, ekvator üzerinde, ilk noktalardan 90 derece boylam uzaklığında, Güneş'in Merkür'ün gökyüzündeki görünür hareketinin nispeten hızlı olduğu alternatif yıllarda, Güneş'in yalnızca gezegen aphelion'dayken tepeden geçtiği iki nokta daha vardır. Bir önceki paragrafta anlatıldığı gibi Güneş'in ufuktan geçerken görünür geri hareketinin gerçekleştiği ekvator üzerindeki bu noktalar, yukarıda anlatılan ilk noktalardan çok daha az güneş ısısı alırlar. ⓘ
Merkür ortalama 116 Dünya gününde bir alt kavuşuma (Dünya'ya en yakın yaklaşma) ulaşır, ancak bu aralık gezegenin eksantrik yörüngesi nedeniyle 105 gün ile 129 gün arasında değişebilir. Merkür Dünya'ya 82.200.000 kilometre (0,549 astronomik birim; 51,1 milyon mil) kadar yaklaşabilir ve bu mesafe yavaş yavaş azalmaktadır: Bir sonraki 82.100.000 km (51,0 milyon mil) yaklaşma 2679'da, 82.000.000 km (51 milyon mil) yaklaşma ise 4487'de olacaktır, ancak 28.622'ye kadar Dünya'ya 80.000.000 km'den (50 milyon mil) daha yakın olmayacaktır. Dünya'dan görüldüğü şekliyle geri hareket süresi, alt kavuşumun her iki tarafında 8 ila 15 gün arasında değişebilir. Bu geniş aralık gezegenin yüksek yörünge dış merkezliliğinden kaynaklanır. Esasen Merkür Güneş'e en yakın gezegen olduğu için, zaman içinde bir ortalama alındığında, Merkür Dünya'ya en yakın gezegendir ve bu ölçüyle Güneş Sistemi'ndeki diğer gezegenlerin her birine en yakın gezegendir. ⓘ
Boylam konvansiyonu
Merkür için boylam konvansiyonu, boylam sıfırını yukarıda açıklandığı gibi yüzeydeki en sıcak iki noktadan birine koyar. Ancak, bu bölge Mariner 10 tarafından ilk kez ziyaret edildiğinde, bu sıfır meridyen karanlıktaydı, bu nedenle meridyenin tam konumunu tanımlamak için yüzeyde bir özellik seçmek imkansızdı. Bu nedenle, daha batıdaki Hun Kal adı verilen ve boylam ölçümü için tam referans noktası sağlayan küçük bir krater seçildi. Hun Kal'ın merkezi 20° batı meridyenini tanımlamaktadır. 1970 tarihli bir Uluslararası Astronomi Birliği kararı, Merkür'de boylamların batı yönünde pozitif olarak ölçülmesini önermektedir. Bu nedenle ekvator üzerindeki en sıcak iki yer 0° W ve 180° W boylamlarıdır ve ekvator üzerindeki en soğuk noktalar 90° W ve 270° W boylamlarıdır. Ancak, MESSENGER projesi doğu-pozitif kuralını kullanmaktadır. ⓘ
Spin-yörünge rezonansı
Uzun yıllar boyunca Merkür'ün Güneş'e eşzamanlı olarak kilitlendiği, her yörüngede bir kez döndüğü ve Ay'ın aynı yüzünün her zaman Dünya'ya dönük olması gibi her zaman aynı yüzünü Güneş'e dönük tuttuğu düşünülmüştür. 1965'te yapılan radar gözlemleri gezegenin 3:2 spin-yörünge rezonansına sahip olduğunu, Güneş etrafındaki her iki turunda üç kez döndüğünü kanıtladı. Merkür'ün yörüngesinin eksantrikliği bu rezonansı kararlı hale getirir - Güneş gelgitinin en güçlü olduğu perihelion'da Güneş Merkür'ün gökyüzünde neredeyse hareketsizdir. ⓘ
Nadir görülen 3:2 rezonans gelgit kilitlenmesi, Merkür'ün kütle dağılımının kalıcı bir dipol bileşeni üzerinde etkili olan Merkür'ün eksantrik yörüngesi boyunca gelgit kuvvetinin farklılığı ile dengelenir. Dairesel bir yörüngede böyle bir varyans yoktur, bu nedenle böyle bir yörüngede stabilize olan tek rezonans 1:1'dir (örneğin, Dünya-Ay), gelgit kuvveti bir cismi "merkez-cisim" çizgisi boyunca gerdiğinde, cismin en az eylemsizlik eksenini ("en uzun" eksen ve yukarıda bahsedilen dipolün ekseni) her zaman merkezi gösterecek şekilde hizalayan bir tork uygular. Bununla birlikte, Merkür'ün yörüngesinde olduğu gibi belirgin bir dış merkezlilik söz konusu olduğunda, gelgit kuvveti perihelion'da maksimuma ulaşır ve bu nedenle 3:2 gibi rezonansları stabilize ederek gezegenin perihelion'dan geçerken en az eylemsizlik eksenini kabaca Güneş'e doğrultmasını sağlar. ⓘ
Gökbilimcilerin Merkür'ün eşzamanlı olarak kilitlendiğini düşünmelerinin asıl nedeni, Merkür gözlem için en iyi konumda olduğunda, 3:2 rezonansında her zaman neredeyse aynı noktada olması ve dolayısıyla aynı yüzü göstermesiydi. Bunun nedeni, tesadüfen, Merkür'ün dönüş periyodunun Dünya'ya göre sinodik periyodunun neredeyse tam yarısı olmasıdır. Merkür'ün 3:2 spin-yörünge rezonansı nedeniyle, bir güneş günü yaklaşık 176 Dünya günü sürer. Bir sidereal gün (dönme periyodu) yaklaşık 58,7 Dünya günü sürer. ⓘ
Simülasyonlar, Merkür'ün yörünge dış merkezliliğinin diğer gezegenlerden gelen pertürbasyonlar nedeniyle milyonlarca yıl boyunca neredeyse sıfırdan (dairesel) 0,45'in üzerine kadar kaotik bir şekilde değiştiğini göstermektedir. Bunun Merkür'ün 3:2 spin-yörünge rezonansını (daha olağan olan 1:1 yerine) açıkladığı düşünülüyordu, çünkü bu durumun yüksek eksantriklik döneminde ortaya çıkması daha olasıdır. Bununla birlikte, gerçekçi bir gelgit tepkisi modeline dayanan doğru modelleme, Merkür'ün tarihinin çok erken bir aşamasında, oluşumundan sonraki 20 (daha büyük olasılıkla 10) milyon yıl içinde 3:2 spin-yörünge durumuna yakalandığını göstermiştir. ⓘ
Sayısal simülasyonlar, Jüpiter ile gelecekteki seküler yörüngesel rezonans perihelion etkileşiminin Merkür'ün yörüngesinin eksantrikliğinin, gezegenin önümüzdeki beş milyar yıl içinde Venüs ile çarpışma olasılığının %1 olduğu noktaya kadar artmasına neden olabileceğini göstermektedir. ⓘ
Perihelion'un ilerlemesi
1859 yılında Fransız matematikçi ve astronom Urbain Le Verrier, Merkür'ün Güneş etrafındaki yörüngesinin yavaş ilerlemesinin Newton mekaniği ve bilinen gezegenlerden kaynaklanan pertürbasyonlarla tam olarak açıklanamadığını bildirdi. Olası açıklamalar arasında, bu pertürbasyonu açıklamak için Güneş'e Merkür'ünkinden daha yakın bir yörüngede başka bir gezegenin (veya belki de bunun yerine bir dizi daha küçük 'korpüskülün') var olabileceğini öne sürdü. (Düşünülen diğer açıklamalar arasında Güneş'in hafifçe eğik olması da vardı.) Uranüs'ün yörüngesindeki pertürbasyonlarına dayanarak Neptün'ü aramanın başarısı astronomların bu olası açıklamaya inanmalarına yol açtı ve varsayımsal gezegene Vulcan adı verildi, ancak böyle bir gezegen hiçbir zaman bulunamadı. ⓘ
Merkür'ün perihelion presesyonu Dünya'ya göre yüzyılda 5,600 arksaniye (1.5556°) ya da eylemsiz ICRF'ye göre yüzyılda 574.10±0.65 arksaniyedir. Newton mekaniği, diğer gezegenlerden gelen tüm etkileri hesaba katarak, yüzyıl başına 5,557 arksaniyelik (1.5436°) bir presesyon öngörmektedir. 20. yüzyılın başlarında Albert Einstein'ın genel görelilik teorisi, kütle çekimini uzay-zamanın eğriliğinin aracılık ettiği şeklinde resmileştirerek gözlemlenen presesyona bir açıklama getirmiştir. Etki küçüktür: Merkür için yüzyıl başına sadece 42,98 arksaniye; bu nedenle tam bir fazla dönüş için on iki milyondan biraz fazla yörünge gerekir. Benzer, ancak çok daha küçük etkiler diğer Güneş Sistemi cisimleri için de mevcuttur: Venüs için yüzyıl başına 8.62 arksaniye, Dünya için 3.84, Mars için 1.35 ve 1566 Icarus için 10.05. ⓘ
Yaşanabilirlik
NASA'ya göre Merkür, Dünya benzeri yaşam için uygun bir gezegen değil. Katmanlı bir atmosferi, aşırı sıcaklıkları ve yüksek güneş radyasyonu yerine yüzeyle sınırlı bir dış atmosferi vardır. Herhangi bir canlının bu koşullara dayanabilmesi olası değildir. ⓘ
Merkür yaşanabilir bir gezegen olabilir ve belki de gezegende ilkel mikroorganizmalar da olsa yaşam formları var olmuş olabilir. ⓘ
Gözlem
Merkür'ün görünen büyüklüğü, üst kavuşum çevresinde -2,48 (Sirius'tan daha parlak) ile alt kavuşum çevresinde +7,25 (çıplak gözle görülebilirlik sınırının altında) arasında değiştiği hesaplanmıştır. Ortalama görünen büyüklük 0,23 iken, 1,78'lik standart sapma herhangi bir gezegenin en büyüğüdür. Üst kavuşumda ortalama görünen büyüklüğü -1,89 iken alt kavuşumda +5,93'tür. Merkür'ün gözlemlenmesi Güneş'e olan yakınlığı nedeniyle karmaşıktır, çünkü çoğu zaman Güneş'in parıltısı içinde kaybolur. Merkür sabah ya da akşam alacakaranlığında yalnızca kısa bir süre gözlenebilir. ⓘ
Merkür, diğer bazı gezegenler ve en parlak yıldızlar gibi, tam güneş tutulması sırasında görülebilir. ⓘ
Ay ve Venüs gibi Merkür de Dünya'dan görüldüğünde evreler gösterir. Alt kavuşumda "yeni", üst kavuşumda ise "tam" durumdadır. Gezegen, geçiş sırasındaki yeni evresi dışında, Güneş tarafından örtüldüğünden bu iki durumda da Dünya'dan görünmez hale gelir. ⓘ
Merkür tam evresindeyken Dünya'dan görüldüğünde teknik olarak en parlak halindedir. Merkür tam evredeyken Dünya'dan en uzakta olmasına rağmen, görünür olan daha büyük aydınlık alan ve karşıt parlaklık artışı mesafeyi fazlasıyla telafi eder. Hilal evresindeyken en parlak görünen Venüs için ise tam tersi geçerlidir, çünkü Dünya'ya gibbous evresinde olduğundan çok daha yakındır. ⓘ
Bununla birlikte, Merkür'ün en parlak (tam evre) görünümü, Güneş'in aşırı yakınlığı nedeniyle pratik gözlem için esasen imkansız bir zamandır. Merkür en iyi ilk ve son çeyrek evrelerinde gözlenir, ancak bunlar daha az parlaklığa sahip evrelerdir. İlk ve son çeyrek evreleri sırasıyla Güneş'in doğusunda ve batısında en büyük uzanımda meydana gelir. Bu iki zamanda da Merkür'ün Güneş'ten uzaklığı perihelion'da 17.9° ile aphelion'da 27.8° arasında değişir. En büyük batı uzanımında Merkür en erken gün doğumundan önce doğar, en büyük doğu uzanımında ise en geç gün batımından sonra batar. ⓘ
Merkür Güney Yarımküre'den Kuzey'e göre daha sık ve daha kolay görülebilir. Bunun nedeni Merkür'ün batıya doğru en fazla uzamasının Güney Yarımküre'de yalnızca sonbaharın başlarında, doğuya doğru en fazla uzamasının ise Güney Yarımküre'de yalnızca kışın sonlarında gerçekleşmesidir. Her iki durumda da gezegenin yörüngesinin ufukla kesiştiği açı en üst düzeye çıkar ve ilkinde gün doğumundan birkaç saat önce doğmasına, ikincisinde ise Arjantin ve Güney Afrika gibi güney orta enlemlerden gün batımından birkaç saat sonrasına kadar batmamasına olanak tanır. ⓘ
Merkür'ü gözlemlemek için alternatif bir yöntem de gezegeni, koşulların açık olduğu gündüz saatlerinde, ideal olarak da en büyük uzanımı sırasında gözlemlemektir. Bu, 8 cm (3,1 inç) açıklığa sahip teleskoplar kullanıldığında bile gezegenin kolayca bulunmasını sağlar. Ancak, göz hasarına yol açma riski nedeniyle Güneş'in görülmesini engellemek için büyük özen gösterilmelidir. Bu yöntem, ekliptik düşük bir yükseklikte olduğunda (örneğin sonbahar akşamlarında) alacakaranlık gözleminin sınırlamasını atlar. ⓘ
Merkür'ün yer tabanlı teleskop gözlemleri yalnızca sınırlı ayrıntıya sahip aydınlatılmış kısmi bir disk ortaya çıkarır. Gezegeni ziyaret eden iki uzay aracından ilki 1974-1975 yılları arasında yüzeyinin yaklaşık %45'ini haritalayan Mariner 10'dur. İkincisi ise 2008-2009 yılları arasında üç Merkür uçuşundan sonra 17 Mart 2011'de gezegenin geri kalanını incelemek ve haritalamak üzere Merkür'ün yörüngesine giren MESSENGER uzay aracıdır. ⓘ
Hubble Uzay Teleskobu, Güneş'e çok yaklaşmasını engelleyen güvenlik prosedürleri nedeniyle Merkür'ü hiç gözlemleyemiyor. ⓘ
Bir yılda 0,15 devirlik kayma yedi yıllık bir döngü oluşturduğundan (0,15 × 7 ≈ 1,0), Merkür yedinci yılda, yedi yıl önce gösterdiği olgular dizisini neredeyse tam olarak (7 gün erken) izler. ⓘ
Gözlem geçmişi
Antik astronomlar
Merkür'ün bilinen en eski gözlemleri MUL.APIN tabletlerinde yer almaktadır. Bu gözlemler büyük olasılıkla MÖ 14. yüzyıl civarında Asurlu bir astronom tarafından yapılmıştır. MUL.APIN tabletlerinde Merkür'ü tanımlamak için kullanılan çivi yazısı adı UDU.IDIM.GU\U4.UD ("zıplayan gezegen") olarak yazılmıştır. Merkür'le ilgili Babil kayıtları MÖ 1. binyıla kadar uzanmaktadır. Babilliler gezegene mitolojilerindeki tanrıların habercisi Nabu adını vermişlerdir. ⓘ
Yunan-Mısırlı astronom Batlamyus, Gezegensel Hipotezler adlı eserinde Güneş'in yüzü boyunca gezegen geçişleri olasılığı hakkında yazmıştır. Merkür gibi gezegenlerin görülemeyecek kadar küçük olması ya da geçişlerin çok seyrek olması nedeniyle hiçbir geçişin gözlemlenmediğini öne sürmüştür. ⓘ
Antik Çin'de Merkür "Saat Yıldızı" (Chen-xing 辰星) olarak bilinirdi. Metafiziğin Beş Evre sisteminde kuzey yönü ve su evresi ile ilişkilendirilmiştir. Modern Çin, Kore, Japon ve Vietnam kültürleri gezegenden Beş elemente dayanarak kelimenin tam anlamıyla "su yıldızı" (水星) olarak bahseder. Hindu mitolojisinde Merkür için Budha ismi kullanılmış ve bu tanrının Çarşamba gününe başkanlık ettiği düşünülmüştür. Cermen paganizminin tanrısı Odin (ya da Woden) Merkür gezegeni ve Çarşamba ile ilişkilendirilmiştir. Mayalar Merkür'ü yeraltı dünyasına haberci olarak hizmet eden bir baykuş (ya da muhtemelen dört baykuş; ikisi sabah, ikisi akşam yönü için) olarak temsil etmiş olabilirler. ⓘ
Ortaçağ İslam astronomisinde, Endülüslü astronom Ebû İshâk İbrahim ez-Zerkâlî 11. yüzyılda Merkür'ün yer merkezli yörüngesini yumurta ya da pignon gibi oval olarak tanımlamıştır, ancak bu görüş onun astronomi teorisini ya da astronomik hesaplamalarını etkilememiştir. 12. yüzyılda İbn Bajjah "Güneş'in yüzünde siyah noktalar halinde iki gezegen" gözlemlemiş, bu gözlem daha sonra 13. yüzyılda Maragalı astronom Kutbeddin Şirazi tarafından Merkür ve/veya Venüs'ün geçişi olarak öne sürülmüştür. (Ortaçağdaki bu tür geçiş raporlarının çoğunun daha sonra güneş lekesi gözlemleri olarak kabul edildiğini unutmayın). ⓘ
Hindistan'da 15. yüzyılda Kerala okulu astronomu Nilakantha Somayaji, daha sonra 16. yüzyılın sonlarında Tycho Brahe tarafından önerilen Tychonic sistemine benzer şekilde, Merkür'ün Güneş'in yörüngesinde, Güneş'in de Dünya'nın yörüngesinde döndüğü kısmen güneş merkezli bir gezegen modeli geliştirmiştir. ⓘ
Yer tabanlı teleskopik araştırmalar
Merkür'ün ilk teleskopik gözlemleri 17. yüzyılın başlarında Galileo tarafından yapılmıştır. Venüs'e baktığında evreleri gözlemlemesine rağmen, teleskopu Merkür'ün evrelerini görecek kadar güçlü değildi. 1631 yılında Pierre Gassendi, Johannes Kepler tarafından öngörülen Merkür geçişini gördüğünde, bir gezegenin Güneş'ten geçişinin ilk teleskopik gözlemlerini yaptı. 1639'da Giovanni Zupi bir teleskop kullanarak gezegenin Venüs ve Ay'a benzer yörünge evrelerine sahip olduğunu keşfetti. Bu gözlem Merkür'ün Güneş etrafında döndüğünü kesin olarak göstermiştir. ⓘ
Astronomide nadir görülen bir olay, Dünya'dan görüldüğü gibi bir gezegenin diğerinin önünden geçmesidir (okültasyon). Merkür ve Venüs birkaç yüzyılda bir birbirlerinin önünden geçerler. 28 Mayıs 1737'deki olay, Greenwich Kraliyet Gözlemevi'nde John Bevis tarafından görülmüş olan, tarihsel olarak gözlemlenmiş tek olaydır. Merkür'ün Venüs tarafından bir sonraki okültasyonu 3 Aralık 2133 tarihinde olacaktır. ⓘ
Merkür'ü gözlemlemenin doğasında var olan zorluklar, diğer gezegenlerden çok daha az incelenmiş olduğu anlamına gelir. 1800 yılında Johann Schröter yüzey özelliklerini gözlemlemiş ve 20 kilometre yüksekliğinde (12 mil) dağlar gözlemlediğini iddia etmiştir. Friedrich Bessel, Schröter'in çizimlerini kullanarak dönme periyodunu hatalı bir şekilde 24 saat ve eksenel eğimi 70° olarak tahmin etmiştir. 1880'lerde Giovanni Schiaparelli gezegenin daha doğru bir haritasını çıkardı ve Merkür'ün dönme periyodunun gelgit kilitlenmesi nedeniyle yörünge periyoduyla aynı olan 88 gün olduğunu öne sürdü. Bu olgu eşzamanlı dönme olarak bilinir. Merkür'ün yüzeyini haritalama çabası, 1934 yılında hem haritaları hem de kendi gözlemlerini içeren bir kitap yayınlayan Eugenios Antoniadi tarafından sürdürüldü. Gezegenin yüzey özelliklerinin birçoğu, özellikle de albedo özellikleri, isimlerini Antoniadi'nin haritasından almıştır. ⓘ
Haziran 1962'de SSCB Bilimler Akademisi Radyo-Mühendislik ve Elektronik Enstitüsü'nde Vladimir Kotelnikov liderliğindeki Sovyet bilim insanları Merkür'e radar sinyali gönderip alan ilk bilim insanları oldular ve gezegenin radar gözlemlerini başlattılar. Üç yıl sonra, Amerikalı Gordon H. Pettengill ve Rolf B. Dyce tarafından Porto Riko'daki 300 metrelik Arecibo radyo teleskobu kullanılarak yapılan radar gözlemleri, gezegenin dönüş periyodunun yaklaşık 59 gün olduğunu kesin olarak gösterdi. Merkür'ün dönüşünün eşzamanlı olduğu teorisi yaygın olarak kabul görmüştü ve bu radyo gözlemleri açıklandığında astronomlar için sürpriz oldu. Eğer Merkür gelgitsel olarak kilitlenmiş olsaydı, karanlık yüzü son derece soğuk olurdu, ancak radyo emisyonu ölçümleri beklenenden çok daha sıcak olduğunu ortaya koydu. Gökbilimciler eşzamanlı dönüş teorisini bir kenara bırakmakta isteksiz davranmış ve gözlemleri açıklamak için güçlü ısı dağıtan rüzgârlar gibi alternatif mekanizmalar önermişlerdir. ⓘ
İtalyan astronom Giuseppe Colombo, dönüş değerinin Merkür'ün yörünge periyodunun yaklaşık üçte ikisi olduğunu belirtti ve gezegenin yörünge ve dönüş periyotlarının 1:1 yerine 3:2 rezonansa kilitlendiğini öne sürdü. Mariner 10'dan gelen veriler daha sonra bu görüşü doğrulamıştır. Bu da Schiaparelli ve Antoniadi'nin haritalarının "yanlış" olmadığı anlamına gelmektedir. Bunun yerine, gökbilimciler her iki yörüngede de aynı özellikleri görüp kaydetmişler, ancak Merkür'ün diğer yüzü Güneş'e dönükken görülenleri göz ardı etmişlerdir, çünkü yörünge geometrisi bu gözlemlerin kötü görüş koşulları altında yapıldığı anlamına gelmektedir. ⓘ
Yer tabanlı optik gözlemler Merkür'e daha fazla ışık tutmadı, ancak güneş radyasyonunun giderilmesini sağlayan bir teknik olan mikrodalga dalga boylarında interferometri kullanan radyo astronomları, yüzey altı katmanlarının fiziksel ve kimyasal özelliklerini birkaç metre derinliğe kadar ayırt edebildiler. İlk uzay sondası Merkür'ün yanından geçene kadar en temel morfolojik özelliklerinin çoğu bilinmiyordu. Dahası, son teknolojik gelişmeler yer tabanlı gözlemlerin geliştirilmesine yol açmıştır. 2000 yılında Mount Wilson Gözlemevi 1,5 metrelik Hale teleskobu tarafından yüksek çözünürlüklü şanslı görüntüleme gözlemleri yapılmıştır. Bu gözlemler, Merkür'ün Mariner 10 görevinde görüntülenmeyen kısımlarındaki yüzey özelliklerini çözümleyen ilk görüntüleri sağlamıştır. Gezegenin büyük bir kısmı Arecibo radar teleskobu tarafından 5 km (3,1 mil) çözünürlükle haritalanmış olup, su buzu olabilecek gölgeli kraterlerdeki kutup birikintileri de buna dahildir. ⓘ
Uzay sondaları ile araştırma
Güneş'e Dünya'dan çok daha yakın bir yörüngede dolandığı için Merkür'e Dünya'dan ulaşmak önemli teknik zorluklar içermektedir. Dünya'dan fırlatılan Merkür'e bağlı bir uzay aracının Güneş'in yerçekimsel potansiyel kuyusuna doğru 91 milyon kilometreden (57 milyon mil) fazla yol kat etmesi gerekir. Merkür'ün yörünge hızı 47,4 km/s (29,5 mi/s) iken Dünya'nın yörünge hızı 29,8 km/s (18,5 mi/s)'dir. Bu nedenle, uzay aracının Merkür'e ulaşmak ve ardından yörüngeye girmek için, örneğin Mars gezegen görevleri için gereken delta-v ile karşılaştırıldığında, hızda büyük bir değişiklik (delta-v) yapması gerekir. ⓘ
Güneş'in potansiyel kuyusundan aşağı doğru hareket ederek serbest kalan potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve Merkür'ün yanından geçmekten başka bir şey yapmak için delta-v değişikliği gerektirir. Bu delta-v bütçesinin bir kısmı Venüs'ün bir ya da daha fazla uçuşu sırasında yerçekimi desteğiyle sağlanabilir. Güvenli bir şekilde iniş yapmak ya da sabit bir yörüngeye girmek için uzay aracı tamamen roket motorlarına güvenecektir. Merkür'ün atmosferi yok denecek kadar az olduğu için aerobraking mümkün değildir. Merkür'e yapılacak bir yolculuk, Güneş Sistemi'nden tamamen kaçmak için gerekenden daha fazla roket yakıtı gerektirir. Sonuç olarak, şimdiye kadar sadece üç uzay sondası Merkür'ü ziyaret etmiştir. Önerilen alternatif bir yaklaşım, Güneş etrafında Merkür'le eşzamanlı bir yörüngeye ulaşmak için bir güneş yelkeni kullanmaktır. ⓘ
Mariner 10
Merkür'ü ziyaret eden ilk uzay aracı NASA'nın Mariner 10'udur (1974-1975). Uzay aracı Venüs'ün yerçekimini kullanarak yörünge hızını Merkür'e yaklaşabilecek şekilde ayarlamış ve böylece hem bu yerçekimsel "sapan" etkisini kullanan ilk uzay aracı hem de birden fazla gezegeni ziyaret eden ilk NASA görevi olmuştur. Mariner 10, Merkür'ün yüzeyinin ilk yakın çekim görüntülerini sağlamış, bu da gezegenin ağır kraterli yapısını hemen göstermiş ve daha sonra demir çekirdeği soğudukça gezegenin hafifçe büzülmesinin etkisine atfedilen dev yarıklar gibi diğer birçok jeolojik özelliği ortaya çıkarmıştır. Ne yazık ki, Mariner 10'un her yakın yaklaşımında gezegenin aynı yüzü aydınlatıldı. Bu durum gezegenin her iki yüzünün de yakından gözlemlenmesini imkânsız hale getirdi ve gezegenin yüzeyinin %45'inden daha azının haritalanmasıyla sonuçlandı. ⓘ
Uzay aracı Merkür'e üç kez yaklaştı ve bunlardan en yakını onu yüzeyin 327 km (203 mil) yakınına kadar götürdü. İlk yakın yaklaşmada, gezegen jeologlarını büyük bir şaşkınlığa uğratan aletler bir manyetik alan tespit etti - Merkür'ün dönüşünün önemli bir dinamo etkisi yaratmak için çok yavaş olması bekleniyordu. İkinci yakın yaklaşım öncelikle görüntüleme için kullanıldı, ancak üçüncü yaklaşımda kapsamlı manyetik veriler elde edildi. Veriler, gezegenin manyetik alanının Dünya'nınkine çok benzediğini ve güneş rüzgarını gezegenin etrafından saptırdığını ortaya koydu. Mariner 10 karşılaşmalarından sonra uzun yıllar boyunca Merkür'ün manyetik alanının kökeni birbiriyle yarışan çeşitli teorilerin konusu olmaya devam etti. ⓘ
24 Mart 1975'te, son yakınlaşmasından sadece sekiz gün sonra, Mariner 10'un yakıtı bitti. Yörüngesi artık doğru bir şekilde kontrol edilemediği için, görev kontrolörleri sondanın kapatılması talimatını verdi. Mariner 10'un halen Güneş'in yörüngesinde döndüğü ve birkaç ayda bir Merkür'ün yakınından geçtiği düşünülmektedir. ⓘ
MESSENGER
MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) adlı ikinci bir NASA Merkür görevi 3 Ağustos 2004'te fırlatıldı. Ağustos 2005'te Dünya'nın, Ekim 2006 ve Haziran 2007'de de Venüs'ün yanından geçerek Merkür'ün yörüngesine girmesi için doğru yörüngeye yerleştirildi. Merkür'ün ilk uçuşu 14 Ocak 2008'de, ikincisi 6 Ekim 2008'de ve üçüncüsü 29 Eylül 2009'da gerçekleşti. Mariner 10 tarafından görüntülenmeyen yarım kürenin büyük bölümü bu uçuşlar sırasında haritalanmıştır. Sonda 18 Mart 2011'de gezegenin etrafında eliptik bir yörüngeye başarıyla girdi. Merkür'ün yörüngedeki ilk görüntüsü 29 Mart 2011'de elde edildi. Sonda bir yıllık haritalama görevini tamamladı ve ardından 2013'e kadar bir yıllık uzatılmış bir göreve girdi. MESSENGER, Merkür'ün devam eden gözlemlerine ve haritalanmasına ek olarak 2012 güneş maksimumunu gözlemledi. ⓘ
Görev altı temel konuyu açıklığa kavuşturmak üzere tasarlanmıştır: Merkür'ün yüksek yoğunluğu, jeolojik geçmişi, manyetik alanının doğası, çekirdeğinin yapısı, kutuplarında buz olup olmadığı ve ince atmosferinin nereden geldiği. Bu amaçla sonda, Mariner 10'a kıyasla Merkür'ün çok daha büyük bir kısmının çok daha yüksek çözünürlüklü görüntülerini toplayan görüntüleme cihazları, kabuktaki elementlerin bolluğunu belirlemek için çeşitli spektrometreler ve yüklü parçacıkların hızlarını ölçmek için manyetometreler ve cihazlar taşıdı. Sondanın yörünge hızındaki değişikliklerin ölçümlerinin, gezegenin iç yapısının ayrıntılarını ortaya çıkarmak için kullanılması bekleniyordu. MESSENGER son manevrasını 24 Nisan 2015'te yaptı ve 30 Nisan 2015'te Merkür'ün yüzeyine çarptı. Uzay aracının Merkür'e çarpması 30 Nisan 2015 günü öğleden sonra saat 15:26'da (EDT) gerçekleşmiş ve 16 m (52 ft) çapında olduğu tahmin edilen bir krater bırakmıştır. ⓘ
BepiColombo
Avrupa Uzay Ajansı ve Japon Uzay Ajansı, biri gezegenin haritasını çıkarmak diğeri de manyetosferini incelemek üzere iki sondayla Merkür'ün yörüngesine girecek olan BepiColombo adlı ortak bir görev geliştirdi ve başlattı. 20 Ekim 2018'de fırlatılan BepiColombo'nun 2025 yılında Merkür'e ulaşması bekleniyor. Manyetometre sondasını eliptik bir yörüngeye bırakacak, ardından kimyasal roketler ateşlenerek harita sondasını dairesel bir yörüngeye yerleştirecek. Her iki sonda da bir karasal yıl boyunca çalışacaktır. Haritacı sonda, MESSENGER'dakine benzer bir dizi spektrometre taşır ve gezegeni kızılötesi, morötesi, X-ışını ve gama ışını dahil olmak üzere birçok farklı dalga boyunda inceleyecektir. BepiColombo planlanan altı Merkür uçuşundan ilkini 1 Ekim 2021'de gerçekleştirdi. ⓘ
ESA (Avrupa Uzay Ajansı) tarafından 2012 yılında fırlatılması planlanan ve Merkür'ün kendi ekseni etrafında dönüşünü aydınlatan Giuseppe Colombo'nun onuruna adlandırılan BepiColombo uzay aracı iki ayrı sondadan oluşacaktır. Merkür çevresinde iki değişik yörüngeye oturtulması planlanan sondalardan birinin gezegenin manyetosferi, diğerinin ise yüzey ve atmosferi ile ilgili gözlemler yapması öngörülmektedir. ⓘ
Adlandırma
Uluslararası Gökbilim Birliği (IAU), Merkür üzerindeki yüzey şekillerine verilen adların belli kurallara göre seçilmesini önermektedir:
- Kraterler: Ölmüş sanatçıların (besteci (örnek: Vivaldi, ressam, yazar) adları
- Dağlar: 'Caloris' (Latince 'sıcak' sözcüğünden)
- Sırtlar: Merkür araştırmalarına katkıda bulunmuş ölmüş bilim adamları
- Ovalar: Merkür gezegeninin veya tanrı Merkür'ün çeşitli dillerde adları
- Uçurumlar: Keşiflerde veya bilimsel araştırmalarda kullanılan ünlü gemilerin adları
- Vadiler: Radyoteleskop adları ⓘ