Merkuuri päritolu (3)

Merkuur
Füüsika referaat
Lasnamäe Üldgümnaasium
Kadi Kase

Sisukord

Merkuuri päritolu 3
3
3
Merkuuri uurimislugu 3
Merkuuri atmosfäär 5
Merkuuri mõõtmed 6
6
Temperatuur Merkuuril 7
Merkuuri orbiit 7
Pöörlemine 8
Kaaslased 8
Merkuuri vaadeldavus 8
Merkuuri heledus 10
Merkuuri pinnavormid 10
Päike Merkuurilt vaadatuna 13
Merkuuri magnetväli 13
Merkuuri tihedus ja struktuur 13
Merkuuri keemiline koostis 14
Huvitavad efektid Merkuuri taevas 14
Merkuur ja Kuu 15
Kasutatud kirjandus 16

Merkuuri päritolu

Merkuur on moodustunud umbes samamoodi nagu Maa. Planeedid moodustusid umbes 4,5 miljardit aastat tagasi. Sel ajal langes planeetidele palju hajusainet ja kivipuru, mis oli järele jäänud planeedid moodustanud udukogust. Tõenäoliselt eristusid päris alguses tihe metalliline tuum ja silikaatidest koor. Kui suurem kivirahe oli vaibumas, voolas laava planeedi pinnale, kattes vana koore. Sel ajal tekkisid kraatritevahelised tasandikud. Hiljem Merkuur jahtus . Tuum tõmbus kokku. See tõi kaasa koore pragunemise ning pikkade ja kõrgete kaljurünkade moodustumise . Pärast seda ujutas laava madalmikud üle ning moodustas siledad tasandikud. Seejärel tekkis mikrometeoriitide toimel tolmune pind, mida nimetatakse ka regoliidiks. Suuremad meteoriidid tekitasid kiirtega kraatreid . Merkuuri pind ei ole miljoneid aastaid enam muutunud, kui jätta kõrvale aeg-ajalt aset leidvad kokkupõrked meteoriitidega.

Merkuuri uurimislugu

Merkuur on tuntud hiljemalt sumerite ajast (3. aastatuhat eKr). Sumerid nimetasid Merkuuri "Ubu-idim-gud-ud". Varaseimad kirjapandud üksikasjalikud vaatlused kuuluvad babüloonlastele. Nendel oli Merkuuri nimetus gu-ad või gu-utu.
Vana-Kreekas oli Merkuuril kaks nime: Apollon hommikutaevas nähtava Merkuuri kohta ja Hermes õhtuse Merkuuri kohta. Rooma mütoloogias oli Merkuur kaubanduse, reisimise ja varaste jumal.Tõenäoliselt sai planeet oma nime sellest, et ta liigub nii kiiresti üle taeva. Astronoomid . Heracleitos uskus isegi, et Merkuur ja Veenus tiirlevad ümber Päikese, mitte ümber Maa, nagu varem arvati.
Merkuuri vaatlemine on läheduse tõttu Päikesele väga keeruline. Ta on Maalt nähtav üksnes päikesetõusu ja päikeseloojangu ajal.
Merkuuri orbiit on väga ekstsentriline , nii et selle raadius kõigub 46 ja 70 miljoni kilomeetri vahel. Orbiidi aeglast pretsessiooni (periheel tiirleb ümber Päikese kiirusega 527 nurksekundit sajandis, millest 42 nurksekundit ei olnud seletatav tuntud planeetide poolt põhjustatud häiretega) ümber Päikese ei suutnud Newtoni klassikaline mehaanika täielikult seletada. Seda efekti on teatud umbes 200 aastat. Mõnda aega arvati selle häirituse tõttu, et Merkuuri ja Päikese vahel on veel üks planeet nimega Vulkaan . Kuid Einsteini üldrelatiivsusteooria andis sellele vaatluste lahknevusele arvutustest teistsuguse seletuse . Merkuuri liikumist peeti tähtsaks vaatluslikuks tõendiks Einsteini teooriale .
Merkuuri on kasutatud ka relatiivsusteooria täiendavaks kontrollimiseks, sest Merkuuri pinnalt peegelduvad radarisignaalid peavad ülemise konjunktsiooni ajal Päikesest lähedalt mööduma. Üldrelatiivsusteooria järgi kõverdab Päikese gravitatsioon ruumi, mistõttu muutub pisut trajektoor ja teepikkus. Ka see eksperiment kinnitas üldrelatiivsusteooriat.
Merkuur on Päikesesüsteemi planeetidest kõige vähem uuritute seas. Selle läheduses on viibinud ainult üks kosmoseaparaat Mariner 10, mis startis 3. novembril 1973. Ta lendas Merkuurist 1974. aastal ja 1975. aastal 3 korda mööda. 29. märtsil 1974. aastal lendas ta planeedi pinnast mööda 705 km kauguselt . Teine möödalend oli 21. septembril 1974 ja kolmas 16. märtsil 1975. Üle 2700 fotoga kaardistati 45% planeedi pinnast. Et jätkata tema kaardistamist praeguste teleskoopide (Hubble'i teleskoop ) abil Maalt, selleks on ta Päikesele liiga lähedal - Päike kahjustaks teleskoopi. Kuni Mariner 10 möödalendudeni ei teatud, et Merkuuril on magnetväli.
1880. aastatel leidis Merkuuri pinda uurinud Giovanni Schiaparelli, et Merkuur peab pöörlemis- ja tiirlemisperioodi võrdsuse tõttu olema alati pööratud ühe küljega Päikese poole, nii nagu Kuu on alati pööratud ühe küljega Maa poole. 1962. aastal uuriti Merkuuri raadiokiirgust ning leiti, et Merkuuri pime pool on liiga soe selleks, et see nii saaks olla. Kui pime pool oleks alati Päikesest ära pööratud, peaks ta olema palju külmem. 1965. aastal määrasid Gordon Pettengill ja Rolf B. Dyce radarvaatluste abil Merkuuri pöörlemisperioodiks 59±5 Maa ööpäeva. Osutus, et pöörlemisperioodi ja tiirlemisperioodi suhe on 3:2. Orbiidi ekstsentrilisus hoiab seda suhet stabiilsena. Selles mängivad rolli Päikese poolt põhjustatud looded . Merkuur on ainus taevakeha Päikesesüsteemis, millel on tiirlemise ja pöörlemise resonants, mille proportsioon ei ole 1:1. Astronoomide esialgne arvamus tulenes asjaolust, et ajal, mil Merkuur oli kõige paremini vaadeldav, oli ta alati pööratud Maa poole ühe ja sama küljega. 1971. aastal täpsustati radarvaatluste abil Merkuuri pöörlemisperioodiks 58,65± 0,25 Maa ööpäeva. Mariner 10 lähivaatluste põhjal määrati pöörlemisperioodiks 58,646±0,005 Maa ööpäeva.
Võiks arvata, et Merkuuril ei saa olla vett ega jääd, sest atmosfäär on hõre ja Päike kütab planeedi pinna väga kuumaks. Ent 1991. aasta radarivaatlused annavad alust oletada, et Merkuuri põhjapoolusel (mida Mariner 10 ei kaardistanud) võib olla pinnal või pinna lähedal tolmu all pisut veejääd. Kui seal tõesti vett on, siis tõenäoliselt ta paikneb kraatripõhjades, mis jäävad alati päikesevarju, sest põhjapoolusel on Päike alati madalal horisondi kohal. Seal võib olla külmem kui -161ºC. Vett on sinna arvatavasti toonud komeedid . Võib ka olla, et vesi oli seal algusest peale olemas ning ei saanud madala temperatuuri tõttu ära aurata.
Et ükski kosmoseaparaat ei ole teinud tiiru ümber Merkuuri ega laskunud planeedi pinnale, on meie teadmised Merkuurist umbes samasugused nagu teadmised Kuust 1950. aasta paiku. NASA on otsustanud saata Merkuuri-lähedasele orbiidile kosmoseaparaadi Messenger, mis startis 3. augustil 2004 ja jõuab orbiidile 2009.

Merkuuri atmosfäär

Väikese paokiiruse ja kõrge pinnatemperatuuri tõttu on Merkuuri atmosfäär äärmiselt hõre ning koosneb põhiliselt vesinikust, heeliumist, kaaliumist, naatriumist, hapnikust, süsinikdioksiidist, neoonist ja argoonist. Jälgi on ka krüptoonist ja ksenoonist. Gaasimolekulid põrkuvad Merkuuri pinnaga sagedamini kui üksteisega. Võib öelda, et Merkuuril atmosfäär praktiliselt puudub. Nagu näitavad Mariner 10-l tehtud eksperimendid , on Merkuuri atmosfääri kogurõhk umbes 2×10–9 millibaari ehk Maa omast 500 miljardit korda väiksem, mis Maal tähendab laboris tekitatud vaakumi rõhku. Atmosfääri molekulid eralduvad pidevalt kosmosesse. Näiteks kaaliumi - või naatriumi aatomite keskmine "eluiga" on Merkuuri päeva ajal umbes 3 tundi (ja periheelis pool sellest).
Haihtuvat atmosfääri täiendab pidevalt mitu mehhanismi: Merkuuri magnetväli hoiab kinni päikesetuult; suuremate kehade ja mikroosakeste kokkupõrked Merkuuri pinnaga tekitavad auru; auru eraldub ka temperatuurist tingitud aurumise tõttu. On ka võimalik, et gaasi eraldub sügavalt planeedi seest. Heelium võib tulla nii päikesetuulest kui ka radioaktiivsest uraanist ja tooriumist pinnasekivimites.
Merkuuril puuduvad tuule poolt tekitatud pinnavormid, nagu liivaluited ja liiva- või tolmujutid. Seetõttu arvatakse, et Merkuuril ei ole ka varem olnud märkimisväärset atmosfääri.

Merkuuri mõõtmed

Maa-tüüpi planeetide suuruse võrdlus (vasakult paremale): Merkuur, Venus , Maa, Marss.
Merkuur on Päikesesüsteemi kõige väiksem planeet. Ta on Maa kaaslasest Kuust pisut suurem (läbimõõt on umbes 40% võrra suurem). Merkuur on Päikesele lähim planeet (suuruselt kaheksas). Merkuur on oma läbimõõdult väiksem Jupiteri kaaslasest Ganymedesest ja Saturni kaaslasest Titaanist, aga massilt suurem.
Merkuuri läbimõõt ekvaatori tasandil on 4879,4 km (38,252% Maa läbimõõdust). Planeedi pindala on 75 miljonit ruutkilomeetrit.
Mass on 3,303× 1023 kg (18 korda väiksem (5,5271%) Maa massist). Mass mõõdeti kosmoseaparaadi Mariner 10 trajektoori häirituse järgi lähedastel möödumistel planeedist 1974 ja 1975.
Raskusjõud Merkuuri ekvaatoril on 2,78 m/s² (2,57 korda väiksem kui Maa ekvaatoril). Et raskusjõud on palju suurem kui Kuul, siis väljapaisatud materjal jõuab 65%-ni sellest kaugusest mis Kuul. Raskuskiirendus on 3,71 m/s² (0,38 raskuskiirendusest Maal).
Esimene kosmiline kiirus on 3,0 km/s. Paokiirus (planeedi gravitatsiooniväljast lahkumiseks vajalik kiirus) on 4,25 km/s (0,38 paokiirusest Maal).
Merkuuri ja Maa võrdlus.

Temperatuur Merkuuril

Atmosfääri hõreduse tõttu (hõre atmosfäär ei talleta soojust) kõigub temperatuur suuresti. Merkuuri keskmine pinnatemperatuur on 452 kelvinit (179°C), minimaalne 90°K (-173°C; enne koitu) ja maksimaalne 700°K (427°C; sellel temperatuuril on võimalik tina sulatada). Päeval on keskmine pinnatemperatuur 623°K, öösel 193°K. Veenusel on küll pisut kuumem, kuid temperatuur on seal stabiilsem.
Merkuuri elliptilise orbiidi ning pöörlemis- ja tiirlemisperioodi vahekorra tõttu esinevad teatavatel pikkuskraadidel temperatuuri aastased ja ööpäevased perioodilised muutused.

Merkuuri orbiit

• Merkuuri keskmine kaugus Päikesest: 57 919 000 km (0,387 Maa keskmist kaugust Päikesest)
  
• Merkuuri suurim kaugus Päikesest: 70 000 000 km (0,47 Maa vähimast kaugusest Päikesest)
  
• Merkuuri vähim kaugus Päikesest: 46 000 000 km (0,31 Maa suurimast kaugusest Päikesest)
  
• Merkuuri vähim kaugus Maast: 82 000 000 km
  
• Merkuuri suurim kaugus Maast: 217 000 000 km
  
• Merkuuri orbiidi ekstsentrilisus: 0,2056 (12,7 korda suurem Maa orbiidi ekstsentrilisusest)
  
• Merkuuri orbiidi pikkus: 360 000 000 km (0,38 Maa orbiidi pikkust)
  
• Merkuuri sideeriline tiirlemisperiood : 87,97 Maa ööpäeva (87 ööpäeva ja 23,3 tundi; 0,24 Maa sideerilisest tiirlemisperioodist; 7 601 000 000 sekundit; lühim planeetide seas)
  
• Merkuuri keskmine sünoodiline tiirlemisperiood (aeg, mille jooksul Merkuur jõuab Maale järele ja möödub Maast; näiteks alumiste konjunktsioonide vaheline intervall ) 115,88 Maa ööpäeva
  
• Keskmine orbitaalkiirus: 47,88 km/s (suurim planeetide seas)
  
• Orbiidi kalle Maa orbiidi suhtes (ekliptika suhtes): 7,004°
  

Merkuuri orbiit jääb Maa orbiidi sisse.

Pöörlemine

Nagu näitasid kosmoseaparaadilt Mariner 10 edastatud fotod, on Merkuuri pöörlemisperiood 58 Maa ööpäeva ja 15,5088 tundi (58,6462 ööpäeva; 58 ööpäeva 15 tundi 36 minutit; 5 067 360 s), mis moodustab 2/3 tiirlemisperioodist. See vaatlus kinnitas teoreetilisi kaalutlusi, mille kohaselt Merkuuri pöörlemine ja tiirlemine on Päikese tekitatud loodetest põhjustatud resonantsis proportsiooniga 3:2.
Pöörlemistelg on orbiidi tasandiga peaaegu risti (ekvaatori kalle 2 kraadi). Seetõttu on ekvaatoril kaks teineteise vastas olevat punkti, kus periheelis on alati keskpäev, ja kaks 90 kraadi võrra nihutatud punkti, kus afeelis on alati keskpäev. Samuti tuleneb pöörlemistelje asendist, et Merkuuril ei ole aastaaegu nagu Maal.
Merkuuri ööpäev ühest päikesetõusust teiseni kestab 176 Maa ööpäeva (kaks tiirlemisperioodi pikkust). Pöörlemiskiirus on seega äärmiselt väike.
Kauges minevikus võis Merkuuri pöörlemine olla kiirem. Oletatakse, et pöörlemisperiood võis olla 8 tundi. Päikese poolt põhjustatud loodete tõttu on see aeglustunud.

Kaaslased

Merkuuril ei ole kaaslasi.

Merkuuri vaadeldavus

Kuigi kauguse ja näiva suuruse poolest on Merkuur võrreldav Marsiga, on ta läheduse tõttu Päikesele Maalt palju raskemini vaadeldav.
Merkuuri on võimalik vaadelda aastas kahel või kolmel perioodil lühikest aega kas heledas koidu- või ehataevas madalal silmapiiri kohal. Eestis on ta jälgitav ainult kevadise ja sügisese pööripäeva paiku, mil hämarik on lühike. Ta on nähtav tavalise pikksilmaga ning ka palja silmaga. Pikksilmast on soodsatel tingimustel äratuntavad üksnes mõned tumedad pinnad, eeskätt varjupiiri lähedal. Teleskoobist on näha üksnes sirp , mitte aga pinnavorme. Merkuuril on faasid nagu Kuul (vaata Kuu faasid. Alumises konjunktsioonis paistab ta õhukese sirbina. Suurimal näival kaugusel Päikesest on ketas poolvalgustatud. Ülemises konjunktsioonis on nähtav kogu pind.
Merkuur palja silmaga nähtuna sügisese pööripäeva aegu.
Merkuur eemaldub Päikesest maksimaalselt 27 kraadi 45 sekundi kaugusele. Harva on ta üle ühe tunni võrra Päikesest ees või rohkem kui ühe tunni võrra järel. Enne päikesetõusu või pärast päikeseloojangut paistab Merkuur nii madalal, et tema kiirgus peab läbima 10 korda paksema Maa atmosfääri kihi kui juhul, kui ta paistaks otse pea kohal.
Merkuuri üleminek Päikesest 8.–9. novemril 2006 nähtuna kosmoseaparaadilt SOHO.
Näiv suurus on 5–15 sekundit. Alumises konjunktsioonis on see umbes 10 sekundit (1/180 Kuu näivast suurusest ), ülemises konjunktsioonis umbes 4,5 sekundit (1/380 Kuu näivast suurusest).
Kui alumine konjunktsioon toimub kahest orbiidisõlmest ühe lähedal (keskmiselt iga 7 aasta tagant, näiteks 7. mail 2003 ja 8. novembril 2006), saab teda tugeva päikesefiltriga varustatud teleskoobist näha musta viilukesena Päikese eest möödumas. Järgmine kord on 9. mail 2016.

Merkuuri heledus

Merkuur on Päikesesüsteemi tumedaim planeet: ta peegeldab päikesevalgusest ainult 5–6%. Planeedi pind on tumedam isegi basaldist . Visuaalne geomeetriline albeedo on 0,10. Tähesuurus on –1,9. Keskmises vastasseisus on näiv heledus 1,71m. Merkuuri värvus varieerub tumehallist ja kollaseni.
Merkuur on tumehalli või kollast värvi.

Merkuuri pinnavormid

Merkuuri pinnavormide üle saab otsustada ainult optiliste , soojuskiirgus - ja raadiokiirgusvaatluste põhjal. Et samu meetodeid on rakendatud ka Kuu ja Maa puhul ning kombineeritud kivimi- ja pinnasenäidistega, on võimalik teha järeldusi Merkuuri kivimite ja pinnase kohta.
Kuigi teleskoobis ei paista Merkuuril mingeid pinnavorme (eristatavad on ainult heledad ja tumedad laigud), on kosmosest tehtud fotodelt selgunud, et Merkuuri pind sarnaneb Kuu pinnaga: seal leidub teravate piirjoontega kraatreid ja mäeahelikke. Pinda katab tolm. Merkuuri pind on tervikuna väga vana. Laamtektoonika puudub.
Merkuuri pinnas.
Kraatrid on erineva vanusega. Mõnel nooremal on teravad ääred, millest lähtuvad kiired nagu Kuul. Teised on meteoriitide poolt kulutatud äärtega. Merkuuri kraatrid on suuremad kui Kuu omad, sest Päikesele lähemal liiguvad taevakehad kiiremini.
Kõige silmatorkavam teadaolev pinnavorm on suurim kraater Palavuse nõgu (ladina keeles Caloris Planitia, inglise keeles Caloris Basin, saksa keeles Calorisbecken või Caloris-Becken) põhjapoolkeral, hiiglaslik kraater, mille läbimõõt on umbes 1350 km. Caloris tähendab ladina keeles 'soojuse'. Nõgu on nime saanud sellest, et ta on Merkuuri afeeli ajal Päikesele kõige lähema Merkuuri punkti läheduses. See punkt on alati samas kohas. Oletatakse, et kraater sarnaneb Kuu suurtele "meredele". Palavuse nõol on selgesti eristatavad kolme kilomeetri kõrgused kontsentrilised rõngad ja radiaallineamendid. Nõo põhjas on vagude ja kurdudega siledad tasandikud. Kraater tekkis tõenäoliselt kokkupõrkel üle 100 km läbimõõduga taevakehaga. Väljapaiskunud aines jõudis 600 kuni 800 kilomeetri kaugusele. Kraater kattus osaliselt laavaga. Kokkupõrkest tingitud seismilised lained koondusid planeedi vastasküljel antipoodpunktis, moodustades lõhutud, kaootilise maastikuga nn veidra piirkonna, kus Merkuuri koor paiskus segi ning murdus tükkideks.
Merkuuril on tohutuid käänulisi, kaarekujulisi 20–500 km pikkusi ja kuni 3 km kõrgusi astanguid, mis nähtavasti moodustusid miljardite aastate eest, kui Merkuuri tuum jahtus ning tõmbus kokku, tekitades koorele kurrud . Need pinnavormid on tekkinud kokkusurumise tulemusena. Seda näitab asjaolu, et nad lõikavad läbi kraatreid ja teisi pinnavorme. Pinna vähenemise ulatust hinnatakse 0,1 protsendile (mis vastab 1 kilomeetrile planeedi raadiusest). Oletatavasti on niisuguseid astanguid kogu planeedil.
Suuremat osa Merkuuri pinnast katavad eri aegadest pärit tasandikud. Noorematel tasandikel on vähem kraatreid. Neid liigitatakse kraatritevahelisteks tasandikeks ja siledateks tasandikeks. Kraatritevahelistel tasandikel, mis katavad tohutu suuri alasid, on kraatreid suhteliselt vähe ning nende läbimõõt on alla 15–20 km. Mõned nendest on sama vanad kui kraatriterikkad alad, teised aga nooremad . Tõenäoliselt tekkisid nad varasemat maastikku katvate laavavoogude tagajärjel. Siledad tasandikud on veel nooremad ja neil on vähem kraatreid. Nad paiknevad Palavuse nõo ümbruses ning on võib-olla moodustunud ülespaisatud materjali allalangemisel pärast suurt kokkupõrget. Mõnes kohas täidab kraatreid sileda pinnaga hangunud laava. Nad meenutavad Kuu meresid.
 Üks suurimatest iseärasustest Merkuuri pinnal on Caloris Kauss (paremal); tema diameeter on umbes 1300 km. Arvatakse, et ta on sarnane suurte kaussidega Kuul. Nagu kuukausid, tekkis ka see arvatavasti väga suure kokkupõrke tulemusena Päikessüsteemi algstaadiumis . Selle kokkupõrke tulemusel tekkis arvatavasti ka täpselt planeedi vastasküljel asuv veider territooriumi (all, paremal).
Täiesti ainuomased Merkuurile on kuni kahe kilomeetri kõrgused ja sadade kilomeetrite pikkused astangud, mida pole leitud ei Kuul ega Marsil. Sageli lõikavad astangud erineva iseloomuga piirkondi. Tõenäoliselt on need tekkinud Merkuuri kokkutõmbumisel planeedi rauast tuuma jahtumisel. Astangutele on nimed pandud kuulsate maadeuurijate laevade järgi. Näiteks “ Santa Maria” Kolumbuse lipulaeva auks. “ Viktoria ” Magalhäesi ainsana tagasipöördunud laeva meenutamiseks jmt. Kraatreid ristitakse Rahvusvaheliste Astronoomia Uniooni põhjal tuntud kirjanike, kunstnike, muusikute nimedega. Nii on Merkuuril Bethoveni, Puskini , Shakespeare`i, Raffaeli , Rodini , Lermontovi , Händeli jt. Nimelised kraatrid. (Palavuse bassein ja mõned kraatrid on saanud oma nime enne eespoolmainitud otsuse vastuvõtmist). 1984. aastaks oli Merkuuril pandud nimi 268 pinnamoodustisele.

Päike Merkuurilt vaadatuna

Päikesevalgus on Merkuuri pinnal keskmiselt 6,3 korda intensiivsem kui Maal. Kogukiirgus on 3566 W/m². Päike paistab keskmiselt 2,5 korda suuremana kui Maalt. Päikese näiv suurus on afeelis 1,1 kraadi ja periheelis 1,7 kraadi (Maalt vaadates 0,5 kraadi), nii et saabuva päikeseenergia hulk on oluliselt erinev. Periheelis on päikesevalgus üle kahe korra intensiivsem kui afeelis. Need kaks pikkuskraadi, kus keskpäev on periheeli ajal, on seetõttu palju kuumemad kui need kaks pikkuskraadi, kus keskpäev on afeeli ajal.
Taevas on alati must, sest puudub tihe atmosfäär, mis valgust hajutaks. Koorekarva Veenus ja sinine Maa paistavad eredate tähtedena.

Merkuuri magnetväli

Merkuuril on nõrk magnetväli, mille tugevus on umbes 1 % Maa magnetvälja tugevusest, mis avastati Mariner 10 möödalendudel saadud andmete põhjal. Magnetväli on pöörlemistelje suhtes 7 kraadi kaldu ning moodustab magnetosfääri. Magnetosfäär ulatub pisut üle 1000 km võrra planeedi pinna kohale.
Varem arvati, et väiksuse tõttu on planeet üleni tahkestunud, mistõttu magnetvälja tekitavat dünamoefekti ei saa olla. On võimalik, et see magnetväli tekib nagu Maa omagi ringleva vedela tuumamaterjali poolt tekitatud dünamo tõttu. Praeguste hinnangute järgi ei ole Merkuuri tuum piisavalt kuum, et nikkel ja raud saaksid olla vedelas olekus. Võib-olla tekitavad magnetvälja madalama sulamistemperatuuriga ained, näiteks väävel. Dünamoteooriale on probleemiks ka Merkuuri pöörlemise aeglus . On ka võimalik, et Merkuuri magnetväli on jäänus varasemast dünamoefektist, mis on nüüdseks lakanud, kuid jätnud endast järele tahkestunud magnetilistest materjalidest koosneva püsimagneti.
Merkuuri magnetväli on mõistatuseks, sest ta sunnib oletama, et kas Merkuur on kunagi olnud palju suurem või Päike palju heledam, olles väljakutseks üldtunnustatud arusaamale Päikese ja planeetide tekkimisest.

Merkuuri tihedus ja struktuur

Merkuuri raudtuum on palju suurem kui Kuul ning seetõttu on ka Merkuuri tihedus palju suurem (keskmine tihedus on 5,43 g/cm³; Kuul 3,34 g/cm³). Tihedus on arvutatud, lähtudes raadiusest ja massist. Merkuur on Päikesesüsteemi suurtest taevakehadest tiheduse poolest Maa järel (5,52 g/cm³) teisel kohal. Tegelikult tuleneb Maa tihedus osaliselt kokkusurutusest gravitatsiooni toimel; kui seda ei oleks, siis oleks Merkuur tihedam kui Maa (ilma kokkusurumiseta oleks Merkuuri tihedus 5,5 g/cm³ ja Maa tihedus 4,0 g/cm³). Nähtavasti on Merkuuri tihe raudtuum (või mõnest muust tihedast materjalist tuum) suhteliselt suurem kui Maa oma, hõlmates suure osa planeedist (tuuma raadius 75% planeedi raadiusest ja tuuma ruumala 42% planeedi ruumalast). Raudtuuma raadius on 1800–1900 km ja ümbermõõt umbes 3600 km. Silikaatidest koor (paksus umbes 100 km) ja vahevöö on see-eest väiksem. Võib ka olla, et Merkuuri koor on suhteliselt suurem kui maakoor ning sisaldab märkimisväärsel hulgal tihedamat ainet nagu maakoorgi.
Läbilõige Merkuurist.

Merkuuri keemiline koostis

Merkuur koosneb umbes 60–70% ulatuses metallidest ja 30% ulatuses silikaatidest. Merkuuri kõrge metallisisalduse seletamiseks on mitu teooriat. Ühe teooria järgi oli metallide ja silikaatide vahekord algselt samasugune nagu tavalistel kondriitmeteooridel ning tema mass oli praegusest umbes 2,25 korda suurem, kuid ta põrkas Päikesesüsteemi varases staadiumis kokku planetoidiga, mille mass moodustas 1/6 sellest massist. See kokkupõrge jättis planeedi ilma suurest osast koorest ja vahevööst, jättes järele põhiliselt metallirikka tuuma. Analoogiline seletus on antud Kuu moodustumisele (hiiglase mõju teooria). Teise teooria järgi moodustus Merkuur Päikesesüsteemi algstaadiumis enne Päikese energiatoodangu stabiliseerumist. Merkuur oli algselt praegusest umbes kaks korda suurema massiga. Algpäikese kokkutõmbumisel võis temperatuur Merkuuri lähedal olla 2500 ja 3500 kelvini vahel, võib-olla lühemat aega koguni 10 000 kelvinit. Suur osa Merkuuri pinnasekivimitest aurustus ning tekkis kivimiauruatmosfäär, mille nebulaartuul kaasa viis.
Pinnastruktuuri sarnasuse tõttu arvatakse, et Merkuuri koore tihedus on umbes sama mis Kuu omal.

Huvitavad efektid Merkuuri taevas

Teatavates punktides Merkuuri pinnal saaks vaatleja näha ühe ja sama Merkuuri päeva jooksul kahte päikesetõusu. Asi on selles, et umbes neli ööpäeva enne periheeli on Merkuuri orbitaalkiirus täpselt võrdne pöörlemiskiirusega, nii et Päike lakkab taevas liikumast, ning periheelis ületab orbitaalkiirus pöörlemiskiiruse, nii et Päike hakkab taevas tagurpidi liikuma. Neli ööpäeva pärast periheeli taastub Päikese normaalne ida-läänesuunaline liikumine. Õiges kohas asuv vaatleja näeks, kuidas Päike pooleldi tõuseb, seejärel loojub tagasi samal horisondil ning lõpuks tõuseb uuesti, et jätkata oma normaalset ringkäiku. Need efektid kutsub esile Merkuuri orbiidi suur ekstsentrilisus koos pöörlemis- ja tiirlemisperioodi resonantsiga suhtes 3:2.
Mõnel laiuskraadil saaks vaatleja jälgida, kuidas Päike tõuseb ning muutub seniidile lähenedes üha suuremaks . Seniidis Päike jääb seisma, liigub veidi aega vastassuunas ning jääb uuesti seisma. Lõpuks liigub Päike aina väiksemaks jäädes uuesti horisondi poole. Tähed aga liiguvad taevas kolm korda kiiremini kui Päike. Teistes kohtades on jälle teistsugused efektid.

Merkuur ja Kuu

Kuud läbi teleskoobi näinud inimene võib “Mariner 10” poolt tehtud Merkuuri pilte kergesti pidada Kuu fotodeks, sest sarnasus on hämmastav. Ka Merkuuril näeme kraatreid ja meresid. Mitmest kraatrist lähtuvad kiired. Niisamuti on Merkuur kahepalgeline – üks poolkera on tihedalt kaetud kraatritega, teisel poolkeral leidub aga ulatuslikke tasaseid alasid, mis sarnanevad Kuu meredega. Loomulikult pole neis tilkagi vett, nagu arvasid kunagised Kuu- uurijad , vaid tegemist on hoopis tardunud laavaväljadega. Kraatrid Merkuuri ja teiste planeetide ning nende kaaslaste pinnal on tekkinud kokkupõrgetel meteoriitidega. Kraatreid ümbritsevad vallid on moodustunud põrkel väljaheidetud ainest. Umbes 4 miljardit aastat tagasi toimunud pommitamisele on järgnenud vulkaanilise aktiivsuse ajajärk, mille käigus väljavoolanud laava moodustaski mered. Suuri (üle 200 km läbimõõduga) kraatreid nimetatakse basseinideks. Neist suurim on Palavuse bassein läbimõõduga 1300 km, meenutab vihmade merd kuul. Teda ümbritsev vall tõuseb basseini lõhede ja seljandikega kaetud põhjast kahe km kõrgusele. Nimi Palavus tuleb sellest, et oma “hüplemiste” ajal on Päike seal lagipunktis ja see piirkond soojeneb seega kõige rohkem. Basseini tekitanud kokkupõrge mõne meteoriidiga oli nii võimas, et lööklained kontsentreerusid uuesti planeedi vastasküljel. Arvatavasti seepärast on Palavuse basseini antipoodiks piirkond, mida naljatades nimetatakse “veidraks alaks”. Seal on planeedi pind segamini paisatud, kraatrite vallid on küngaste ja vagude poolt tükeldatud.
Üldisele sarnasusele vaatamata on Kuul ja Merkuuril ka mitmeid erinevusi: isegi kõige tihedamini kraatritega kaetud Merkuuri piirkonnad pole kraatritest küllastunud, vaid sisaldavad tasaseid alasid. Palju vähem on 20-50 km läbimõõduga kraatreid. Mitmeid erinevusi põhjustab Kuuga võrreldes üle kahe korra suurem raskusjõud Merkuuri pinnal. Nii paiknevad kraatrite tekkimisel väljapaiskunud aine tagasilangemisel moodustunud sekundaarkraatrid peakraatrile lähemal kui Kuul. Suurte kraatrite vallid on madalamad ja nende keskel esineb mäetippe sagedamini.

Kasutatud kirjandus

• „ Universum “ – Rein Veskimäe, Tallinn 1997
  
• „Horisont“ – juuni 4/97
  
• „Illustreeritud Lasteentsüklopeedia“ – Dorling Kindersley, 1997
  
• www.miksike.ee
  
• www.teleskoop.com
  

16