كوكب عطارد

Send

الزئبق هو أقرب كوكب إلى شمسنا ، أصغر الكواكب الثمانية ، وواحد من أكثر العوالم تطرفًا في أنظمتنا الشمسية. على هذا النحو ، لعبت دورًا نشطًا في الأنظمة الأسطورية والفلكية في العديد من الثقافات.

على الرغم من ذلك ، يعتبر كوكب عطارد من أقل الكواكب المفهومة في نظامنا الشمسي. مثل كوكب الزهرة ، فإن مداره بين الأرض والشمس يعني أنه يمكن رؤيته في الصباح والمساء (ولكن ليس في منتصف الليل). ومثل الزهرة والقمر ، يمر أيضًا بمراحل ؛ وهي خاصية أربكت علماء الفلك في الأصل ، لكنها ساعدتهم في النهاية على إدراك الطبيعة الحقيقية للنظام الشمسي.

الحجم والكتلة والمدار:

بمتوسط نصف قطر 2440 كم وكتلة 3.3022 × 10²³ كغم ، عطارد هو أصغر كوكب في نظامنا الشمسي - يعادل حجمه 0.38 ترابًا. وعلى الرغم من أنها أصغر من أكبر الأقمار الصناعية الطبيعية في نظامنا - مثل Ganymede و Titan - إلا أنها أكبر. في الواقع ، كثافة الزئبق (عند 5.427 جم / سم³) هو ثاني أعلى مستوى في المجموعة الشمسية ، أقل بقليل من الأرض (5.515 جم / سم³).

يمتلك الزئبق المدار الأكثر غريب الأطوار من أي كوكب في النظام الشمسي (0.205). وبسبب هذا ، فإن المسافة من الشمس تتراوح بين 46 مليون كيلومتر (29 مليون ميل) في أقرب مكان (الحضيض) إلى 70 مليون كيلومتر (43 مليون ميل) في أبعد نقطة (الأوج). وبمتوسط سرعة مدارية تبلغ 47.362 كم / ثانية (29.429 ميل / ثانية) ، يستغرق الزئبق ما مجموعه 87.969 يومًا أرضيًا لإكمال مدار واحد.

مع سرعة دوران متوسطة تبلغ 10.892 كم / ساعة (6.768 ميل في الساعة) ، يستغرق الزئبق أيضًا 58.646 يومًا لإكمال دوران واحد. وهذا يعني أن عطارد لديه رنين دوران في المدار 3: 2 ، مما يعني أنه يكمل ثلاث دورات حول محوره لكل دورتين حول الشمس. لكن هذا لا يعني أن ثلاثة أيام تدوم نفس المدة التي تستغرقها سنتان على عطارد.

في الواقع ، فإن الانحراف الكبير ودورانها البطيء يعني أن الشمس تستغرق 176 يومًا أرضيًا حتى تعود الشمس إلى نفس المكان في السماء (المعروف أيضًا باسم اليوم الشمسي). هذا يعني أن يوم واحد على عطارد يبلغ ضعف عام واحد. يحتوي الزئبق أيضًا على أدنى ميل محوري لأي كوكب في النظام الشمسي - حوالي 0.027 درجة مقارنة بـ 3.1 درجة للمشتري (ثاني أصغر درجة).

تكوين وخصائص السطح:

كواحد من الكواكب الأرضية الأربعة في النظام الشمسي ، يتكون الزئبق من 70٪ تقريبًا من المواد المعدنية و 30٪ من مواد السيليكات. بناءً على كثافتها وحجمها ، يمكن إجراء عدد من الاستنتاجات حول هيكلها الداخلي. على سبيل المثال ، يقدر الجيولوجيون أن نواة عطارد تحتل حوالي 42 ٪ من حجمها ، مقارنة بـ 17 ٪ من الأرض.

يعتقد أن الجزء الداخلي يتكون من حديد مصهور محاط بغطاء من سيليكات 500-700 كم. في الطبقة الخارجية توجد قشرة عطارد ، التي يعتقد أنها بسماكة 100 - 300 كم. كما يتميز السطح بالعديد من التلال الضيقة التي يصل طولها إلى مئات الكيلومترات. ويعتقد أن هذه تم تشكيلها بينما يبرد قلب عطارد وغطاءه ويتقلص في وقت كانت فيه القشرة الصلبة.

يحتوي جوهر عطارد على محتوى حديد أعلى من أي كوكب رئيسي آخر في النظام الشمسي ، وقد تم اقتراح العديد من النظريات لتفسير ذلك. النظرية الأكثر قبولًا هي أن عطارد كان في يوم من الأيام كوكبًا كبيرًا ضربه كوكب صغير يبلغ قطره عدة آلاف من الكيلومترات. يمكن أن يكون هذا التأثير قد جرد بعد ذلك الكثير من القشرة والغطاء الأصلي ، تاركًا وراءه مكونًا رئيسيًا.

نظرية أخرى هي أن عطارد ربما يكون قد تشكل من السديم الشمسي قبل أن يستقر ناتج الطاقة الشمسية. في هذا السيناريو ، كان عطارد في الأصل ضعف كتلته الحالية ، لكنه كان سيتعرض لدرجات حرارة تتراوح بين 25000 إلى 35000 كلفن (أو تصل إلى 10000 كلفن) كما تقلص البروتوسون. هذه العملية كانت ستبخر الكثير من صخور سطح عطارد ، مما يقللها إلى حجمها وتكوينها الحاليين.

الفرضية الثالثة هي أن السديم الشمسي تسبب في السحب على الجسيمات التي كان عطارد يتراكم منها ، مما يعني أن الجسيمات الأخف وزعت ولم تتجمع لتكوين عطارد. بطبيعة الحال ، هناك حاجة إلى مزيد من التحليل قبل أن يتم تأكيد أو استبعاد أي من هذه النظريات.

في لمحة ، يبدو عطارد مشابهًا لقمر الأرض. لها منظر طبيعي جاف مليء بفوهات اصطدام الكويكبات وتدفقات الحمم القديمة. إلى جانب السهول الواسعة ، تشير هذه إلى أن الكوكب كان غير نشط جيولوجيًا لمليارات السنين. ومع ذلك ، على عكس القمر والمريخ ، اللذان يمتلكان امتدادات كبيرة من الجيولوجيا المماثلة ، يبدو سطح عطارد أكثر اختلاطًا. وتشمل السمات الشائعة الأخرى الظهرية (المعروفة أيضًا باسم "التلال المجعدة") ، والمرتفعات الشبيهة بالقمر ، والمونتات (الجبال) ، والكواكب (السهول) ، والروبيات (الجرف) ، والفاليس (الوديان).

تأتي أسماء هذه الميزات من مصادر متنوعة. يتم تسمية الحفر للفنانين والموسيقيين والرسامين والمؤلفين ؛ يتم تسمية التلال للعلماء ؛ سميت المنخفضات بعد أعمال الهندسة المعمارية ؛ يتم تسمية الجبال لكلمة "ساخن" بلغات مختلفة ؛ تم تسمية الطائرات لعطارد بلغات مختلفة ؛ تتم تسمية الجرف لسفن البعثات العلمية ، وتسمى الوديان بعد مرافق التلسكوب الراديوي.

خلال وبعد تكوينه قبل 4.6 مليار سنة ، تعرض زئبق للقصف الشديد بالمذنبات والكويكبات ، وربما مرة أخرى خلال فترة القصف الثقيل المتأخر. خلال هذه الفترة من تكوين الحفرة المكثفة ، تلقى الكوكب تأثيرات على سطحه بالكامل ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم وجود أي جو لإبطاء تأثير الصدمات. خلال هذا الوقت ، كان الكوكب نشطًا بركانيًا ، وكانت الصهارة التي تم إصدارها ستنتج السهول الملساء.

تتراوح الحفر على عطارد في القطر من التجاويف الصغيرة على شكل الوعاء إلى أحواض التصادم متعددة الحلقات على بعد مئات الكيلومترات. أكبر حفرة معروفة هي حوض كالوريس ، الذي يبلغ قطره 1.550 كم. كان التأثير الذي خلقته قويًا جدًا لدرجة أنه تسبب في اندلاع الحمم البركانية على الجانب الآخر من الكوكب وترك حلقة متحدة المركز يزيد طولها عن 2 كم تحيط بفوهة الارتطام. بشكل عام ، تم تحديد حوالي 15 حوض تأثير على تلك الأجزاء من الزئبق التي تم مسحها.

على الرغم من صغر حجمها ودورانها البطيء لمدة 59 يومًا ، إلا أن عطارد يمتلك مجالًا مغناطيسيًا كبيرًا ، ويبدو عالميًا ، والذي يبلغ حوالي 1.1٪ من قوة الأرض. من المحتمل أن يتم إنشاء هذا المجال المغناطيسي بواسطة تأثير دينامو ، بطريقة مشابهة للمجال المغناطيسي للأرض. سينتج تأثير الدينامو هذا عن تداول قلب السائل الغني بالحديد في الكوكب.

المجال المغناطيسي لعطارد قوي بما فيه الكفاية ليصرف الرياح الشمسية حول الكوكب ، وبالتالي يخلق الغلاف المغناطيسي. إن الغلاف المغناطيسي للكوكب ، على الرغم من صغره بما يكفي ليتناسب مع الأرض ، إلا أنه قوي بما يكفي لاحتجاز بلازما الرياح الشمسية ، مما يساهم في التجوية الفضائية لسطح الكوكب.

الغلاف الجوي ودرجة الحرارة:

الزئبق ساخن جدًا وصغير جدًا للحفاظ على الجو. ومع ذلك ، فإن لها غلاف خارجي هش ومتغير يتكون من الهيدروجين والهيليوم والأكسجين والصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم وبخار الماء ، مع مستوى ضغط مشترك يبلغ حوالي 10^-14 بار (واحد كوادريليون من الضغط الجوي للأرض). ويعتقد أن هذا الغلاف الخارجي يتكون من جزيئات تم التقاطها من الشمس ، والغازات البركانية والحطام الذي انطلق إلى المدار من خلال تأثيرات النيازك الدقيقة.

لأنه يفتقر إلى جو قابل للحياة ، ليس لدى عطارد طريقة للاحتفاظ بالحرارة من الشمس. ونتيجة لذلك وللمركزية العالية ، يعاني الكوكب من اختلافات كبيرة في درجة الحرارة. في حين أن الجانب الذي يواجه الشمس يمكن أن يصل إلى درجات حرارة تصل إلى 700 كلفن (427 درجة مئوية) ، بينما ينخفض الجانب في الظل إلى 100 كلفن (-173 درجة مئوية).

على الرغم من ارتفاع درجات الحرارة هذه ، تم تأكيد وجود جليد الماء وحتى الجزيئات العضوية على سطح عطارد. لا تتعرض أرضيات الحفر العميقة في القطبين أبدًا لأشعة الشمس المباشرة ، ولا تزال درجات الحرارة هناك أقل من المتوسط الكوكبي.

يعتقد أن هذه المناطق الجليدية تحتوي على حوالي 10¹⁴–10¹⁵ كجم من الماء المجمد ، ويمكن تغطيته بطبقة من العقيدة التي تمنع التسامي. لم يُعرف أصل الجليد على عطارد حتى الآن ، ولكن المصدرين الأكثر احتمالًا هما من تسرب المياه من باطن الكوكب أو ترسبه بسبب تأثيرات المذنبات.

ملاحظات تاريخية:

مثل الكثير من الكواكب الأخرى المرئية للعين المجردة ، لدى عطارد تاريخ طويل من ملاحظة علماء الفلك البشريين. يعتقد أن أقدم ملاحظات مسجلة عن عطارد هي من قرص مول أبين ، خلاصة وعلم الفلك والتنجيم البابلي.

تشير الملاحظات ، التي تم إجراؤها على الأرجح خلال القرن الرابع عشر قبل الميلاد ، إلى الكوكب باسم "كوكب القفز". تعود السجلات البابلية الأخرى ، التي تشير إلى الكوكب باسم "نابو" (بعد الرسول إلى الآلهة في الأساطير البابلية) إلى الألفية الأولى قبل الميلاد. ويرجع السبب في ذلك إلى كون كوكب عطارد أسرع كوكب يتحرك عبر السماء.

بالنسبة لليونانيين القدماء ، عُرف ميركوري بشكل مختلف باسم "Stilbon" (وهو اسم يعني "اللمعان") ، و Hermaon ، و Hermes. كما هو الحال مع البابليين ، جاء هذا الاسم الأخير من رسول البانثيون اليوناني. واصل الرومان هذا التقليد ، حيث سموا الكوكب Mercurius بعد رسول الآلهة سريع القدمين ، الذي كانوا يساويونه مع هيرميس اليوناني.

في كتابه فرضيات الكواكبكتب عالم الفلك اليوناني المصري بطليموس عن إمكانية عبور الكواكب عبر وجه الشمس. بالنسبة لكل من عطارد والزهرة ، اقترح أنه لم يلاحظ أي عبور لأن الكوكب إما كان صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن رؤيته أو لأن العبور العابر نادر جدًا.

إلى الصينية القديمة ، كان يعرف عطارد باسم تشن شينغ ("نجمة الساعة") ، وارتبطت باتجاه الشمال وعنصر الماء. وبالمثل ، تشير الثقافات الصينية والكورية واليابانية والفيتنامية الحديثة إلى الكوكب حرفيا باسم "نجم الماء" القائم على العناصر الخمسة. في الأساطير الهندوسية ، تم استخدام اسم Budha لعطارد - الإله الذي كان يعتقد أنه يرأس يوم الأربعاء.

وينطبق الشيء نفسه على القبائل الجرمانية ، التي ربطت الإله أودين (أو Woden) مع كوكب عطارد والأربعاء. قد تكون المايا قد مثلت عطارد على شكل بومة - أو ربما أربع بومات ، اثنتان لجانب الصباح واثنتان للمساء - كانت بمثابة رسول للعالم السفلي.

في علم الفلك الإسلامي في العصور الوسطى ، وصف عالم الفلك الأندلسي أبو إسحاق إبراهيم الزرقلي في القرن الحادي عشر مدار عطارد المتمركز حول الأرض بأنه بيضاوي ، على الرغم من أن هذه البصيرة لم تؤثر على نظريته الفلكية أو حساباته الفلكية. في القرن الثاني عشر ، لاحظ ابن باجة "كوكبين كبقع سوداء على وجه الشمس" ، والذي تم اقتراحه لاحقًا كمرور عطارد و / أو الزهرة.

في الهند ، طورت عالمة الفلك في مدرسة كيرالا نيلاكانثا سوماياجي في القرن الخامس عشر نموذجًا كوكبيًا مركزياً جزئيًا حيث يدور عطارد حول الشمس ، والذي يدور بدوره حول الأرض ، على غرار النظام الذي اقترحه تايكو براهي في القرن السادس عشر.

الملاحظات الأولى باستخدام التلسكوب حدثت في أوائل القرن السابع عشر بواسطة جاليليو جاليلي. على الرغم من أنه لاحظ مراحل عند النظر إلى الزهرة ، لم يكن تلسكوبه قويًا بما يكفي لرؤية عطارد يمر بمراحل مماثلة. في عام 1631 ، قام بيير جاسيندي بأول رصد تلسكوبي لعبور كوكب عبر الشمس عندما رأى عبورًا لعطارد ، والذي تنبأ به يوهانس كيبلر.

في عام 1639 ، استخدم جيوفاني زوبي تلسكوبًا لاكتشاف أن الكوكب له أطوار مدارية شبيهة بالزهرة والقمر. أثبتت هذه الملاحظات بشكل قاطع أن عطارد يدور حول الشمس ، مما ساعد على إثبات نهائي أن نموذج كوبرنيكان هيليوسنتريك للكون هو النموذج الصحيح.

في الثمانينيات من القرن التاسع عشر ، رسم جيوفاني شياباريللي خريطة الكوكب بشكل أكثر دقة ، واقترح أن فترة دوران عطارد كانت 88 يومًا ، وهي نفس الفترة المدارية بسبب قفل المد والجزر. استمر رسم خريطة سطح عطارد بواسطة أوجينيوس أنتونيادي ، الذي نشر كتابًا في عام 1934 تضمن الخرائط وملاحظاته الخاصة. تأخذ العديد من المعالم السطحية للكوكب ، وخاصة معالم البياض ، أسمائها من خريطة أنطونيادي.

في يونيو 1962 ، أصبح العلماء السوفييت في أكاديمية اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية للعلوم أول من يرتد إشارة الرادار قبالة عطارد وتلقيها ، والتي بدأت عصر استخدام الرادار لرسم خريطة الكوكب. بعد ثلاث سنوات ، أجرى الأمريكيان جوردون بيتنجيل و R. دايس رصدات الرادار باستخدام التلسكوب الراديوي لمرصد Arecibo. أظهرت ملاحظاتهم بشكل قاطع أن فترة دوران الكوكب كانت حوالي 59 يومًا وأن الكوكب لم يكن لديه دوران متزامن (كان يعتقد على نطاق واسع في ذلك الوقت).

لم تسلط الملاحظات الضوئية الأرضية مزيدًا من الضوء على الزئبق ، لكن علماء الفلك الراديوي الذين يستخدمون قياس التداخل في أطوال موجات الموجات الدقيقة - وهي تقنية تمكن من إزالة الإشعاع الشمسي - تمكنوا من تمييز الخصائص الفيزيائية والكيميائية للطبقات تحت السطحية إلى عمق عدة أمتار.

في عام 2000 ، أجرى مرصد ماونت ويلسون ملاحظات عالية الدقة ، والتي قدمت وجهات النظر الأولى التي حلت السمات السطحية على أجزاء غير مسبوقة من الكوكب. تم رسم معظم الكوكب بواسطة تلسكوب الرادار Arecibo ، بدقة 5 كم ، بما في ذلك الرواسب القطبية في فوهات مظللة لما يعتقد أنه جليد مائي.

استكشاف:

قبل تحقيقات الفضاء الأولى التي تجاوزت عطارد ، ظل العديد من خصائصه المورفولوجية الأساسية غير معروفة. كان أولها وكالة ناسا مارينر 10، التي طارت عبر الكوكب بين عامي 1974 و 1975. خلال مسارها الثلاثة القريبة من الكوكب ، كانت قادرة على التقاط الصور القريبة الأولى لسطح عطارد ، والتي كشفت عن تضاريس شديدة الانحدار ، ووشاح عملاقة ، وسطح آخر الميزات.

لسوء الحظ ، بسبب طول مارينر 10الفترة المدارية ، أضاء نفس وجه الكوكب في كل من مارينر 10النهج الوثيق. وقد جعل ذلك ملاحظة كلا جانبي الكوكب مستحيلة ، وأسفر عن رسم خرائط لأقل من 45٪ من سطح الكوكب.

خلال نهجها الوثيق الأول ، اكتشفت الأدوات أيضًا مجالًا مغناطيسيًا ، لمفاجأة الجيولوجيين الكوكبيين. تم استخدام نهج الإغلاق الثاني في المقام الأول للتصوير ، ولكن في النهج الثالث ، تم الحصول على بيانات مغناطيسية واسعة النطاق. كشفت البيانات أن المجال المغناطيسي للكوكب يشبه إلى حد كبير مجال الأرض ، الذي يحرف الرياح الشمسية حول الكوكب.

في 24 مارس 1975 ، بعد ثمانية أيام فقط من اقتراب موعد الإغلاق النهائي ، مارينر 10 نفد الوقود ، مما دفع وحدات التحكم إلى إغلاق المسبار. مارينر 10 يعتقد أنه لا يزال يدور حول الشمس ، ويمر بالقرب من عطارد كل بضعة أشهر.

كانت مهمة وكالة ناسا الثانية إلى ميركوري هي ميركوري السطحية ، وبيئة الفضاء ، والكيمياء الجيولوجية ، والمدى (أو رسول) مسبار فضائي. كان الغرض من هذه المهمة هو توضيح ست قضايا رئيسية تتعلق بالزئبق ، وهي: كثافتها العالية وتاريخها الجيولوجي وطبيعة مجالها المغناطيسي وهيكل جوهرها وما إذا كان لديها جليد في أقطابها وأين جو هش يأتي من.

تحقيقا لهذه الغاية ، حمل المسبار أجهزة تصوير جمعت صورًا عالية الدقة أكثر بكثير من الكوكب مارينر 10، مقاييس طيف متنوعة لتحديد وفرة العناصر في القشرة ، وأجهزة قياس مغناطيسية وأجهزة لقياس سرعات الجسيمات المشحونة.

بعد أن انطلقت من كيب كانافيرال في 3 أغسطس 2004 ، قامت بأول رحلة لها من عطارد في 14 يناير 2008 ، والثانية في 6 أكتوبر 2008 ، والثالثة في 29 سبتمبر 2009. معظم نصف الكرة الأرضية لم يتم تصويره بواسطة مارينر 10 تم تعيينها أثناء هذه الرحلات الجوية. في 18 مارس 2011 ، دخل المسبار بنجاح إلى مدار بيضاوي الشكل حول الكوكب وبدأ في التقاط الصور بحلول 29 مارس.

بعد الانتهاء من مهمة رسم الخرائط لمدة عام ، دخلت بعد ذلك مهمة ممتدة لمدة عام واحد استمرت حتى عام 2013.رسول'جرت المناورة الأخيرة في 24 أبريل 2015 ، مما تركها بدون وقود ومسار غير منضبط أدى به حتمًا إلى الاصطدام بسطح عطارد في 30 أبريل 2015.

في عام 2016 ، تخطط وكالة الفضاء الأوروبية والوكالة اليابانية للفضاء والاستكشاف (JAXA) لإطلاق مهمة مشتركة تسمى BepiColombo. سوف يدور مسبار الفضاء الروبوتي ، الذي من المتوقع أن يصل إلى عطارد بحلول عام 2024 ، حول عطارد بمسبرين: مسبار رسم الخرائط ومسبار الغلاف المغناطيسي.

سيتم إطلاق مسبار الغلاف المغناطيسي في مدار بيضاوي الشكل ، ثم إطلاق صواريخه الكيميائية لإيداع مسبار رسم الخرائط في مدار دائري. ثم يواصل مسبار رسم الخرائط دراسة الكوكب في العديد من الأطوال الموجية المختلفة - الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما - باستخدام مجموعة من مقاييس الطيف مشابهة لتلك الموجودة على رسول.

نعم ، الزئبق كوكب من التطرف ومليء بالتناقضات. يتراوح من شديد الحرارة إلى شديد البرودة. لها سطح مصهور ولكن بها جليد ماء وجزيئات عضوية على سطحها ؛ وليس لها جو مميز ولكن تمتلك الغلاف الخارجي والغلاف المغناطيسي. إلى جانب قربها من الشمس ، فلا عجب في أننا لا نعرف الكثير عن هذا العالم الأرضي.

يمكن للمرء أن يأمل فقط أن التكنولوجيا موجودة في المستقبل بالنسبة لنا للاقتراب من هذا العالم ودراسة تطرفاته بشكل أكثر شمولاً.

في غضون ذلك ، إليك بعض المقالات حول Mercury التي نأمل أن تجدها ممتعة ومضيئة وممتعة للقراءة:

موقع وحركة الزئبق: