| |
|
Mercurius is de binnenste planeet van ons zonnestelsel:
ze draait zo'n
drie keer dichter bij de zon dan de aarde. Eigenlijk
weten we maar heel weinig van deze planeet: ze is moeilijk te observeren
vanop de aarde omdat ze altijd zo dicht bij de zon staat. Bovendien is
er tot nu toe nog maar één ruimtesonde langs Mercurius gevlogen,
namelijk de Mariner 10 (1974). Er zijn momenteel twee nieuwe missies
gepland, één van de NASA
(Messenger) en één van de ESA en NASDA
(BepiColombo).
|
|
|
Mercurius in cijfers
|
|
| Gemiddelde afstand tot de zon: |
|
57 910 000 km |
| Omloopstijd om de zon: | |
87,969 dagen |
| Duur van asomwenteling: | |
58,6462 dagen |
| Equatoriale diameter: | |
4 879 km |
| Massa: | |
3,303 × 1023 kg |
|
|
|
|
| |
 
Enkele foto's van Mercurius, genomen door Mariner 10. [foto's: JPL]
Baan en rotatie
Mercurius heeft een aantal vreemde rotatiefenomenen, die er bijvoorbeeld
voor zorgen dat een "dag" (tijd tussen twee zonsdoorgangen door het zuiden)
er langer duurt dan een "jaar" (omloopstijd om de zon). De rotatie om de as
duurt 59 aardse dagen, terwijl de rotatie om de zon 88 aardse dagen
duurt. De eigen rotatie van Mercurius zorgt er dus voor dat de zon veel
trager aan de hemel verschuift dan op de aarde: tussen twee zonsopgangen
liggen 176 aardse dagen, oftewel drie asomwentelingen!
Mercurius heeft ook een erg excentrische baan:
haar excentriciteit
bedraagt 0.21. Daardoor verschilt de schijnbare diameter van de zon in
grootte doorheen het Mercuriusjaar.
|
|
Een dagje op Mercurius
|
|
|
Stel dat je een huisje bouwt ergens op
een mooi plekje midden in het Calorisbekken op Mercurius. Je ziet de zon
opkomen in het oosten. Ze lijkt bijna drie keer zo groot als hier op aarde,
en ongeveer zeven keer helderder. De
zonsopkomst gaat maar zeer traag en duurt ongeveer even lang als een
aardse dag. Door het ontbreken van een atmosfeer zie je helemaal geen
mooie kleuren in de lucht: de zon is een felwitte bal licht op een
zwarte hemelachtergrond, en sterren blijven de hele dag door zichtbaar.
De zon klimt heel langzaam verder tot ze, 44 aardse dagen later,
op haar hoogste punt in het zuiden komt. Haar schijnbare diameter is
inmiddels gegroeid tot drie keer de grootte die we op aarde zien.
Op de middag doet de zon erg vreemd: ze vertraagt, komt tot stilstand,
en gaat eventjes achteruit! Na een kleine lus te hebben beschreven,
beweegt ze weer gewoon verder naar het westen, waar ze 1 368 uur na haar
opkomst weer ondergaat.
Op een andere plaats op Mercurius kan je de zon
de lus zien beschrijven terwijl ze aan het opkomen is: de zon komt op,
gaat vier aardse dagen later weer onder, en komt zes dagen later opnieuw
op!
Deze eigenaardige lus die de zon beschrijft is te verklaren doordat de
planeet op dat moment in haar perihelium staat, dat is het punt op haar
baan waar ze het dichtst bij de zon staat. Nu zegt de tweede wet van
Kepler dat een planeet op haar baan om de zon sneller beweegt als ze
dichter bij de zon komt, en trager als ze verder van de zon staat.
Wanneer Mercurius haar perihelium nadert, gaat ze net zo snel dat ze
eventjes haar beweging rond haar as inhaalt, zodat de zon achteruit
lijkt te lopen.
|
|
|
|
Temperatuur
Overdag loopt de temperatuur op Mercurius op tot ongeveer 350 °C, op sommige plaatsen
zelfs 430 °C. 's Nachts is het er echter bijzonder koud: dan zakt de
temperatuur tot zo'n -73 °C. Er zijn verschillende oorzaken voor
dit enorme temperatuursverschil:
-
Mercurius staat heel dicht bij de zon. Deze ziet er aan de hemel ook
bijna drie keer zo groot uit als bij ons op aarde, en is er zowat zeven
keer helderder.
-
Mercurius heeft geen atmosfeer die de warmte overdag verspreidt en 's
nachts vasthoudt.
-
Mercurius heeft een erg trage rotatie. Daardoor blijft een oppervlak
heel erg lang in de zon en krijgt het geen kans om af te koelen. Het
zijn trouwens altijd dezelfde plaatsen op Mercurius die bij het
perihelium, wanneer de planeet het dichtst bij de zon staat, naar de
zon zijn toegekeerd. De temperatuur ligt hier gemiddeld dus hoger dan
op andere plaatsen op Mercurius en loopt op tot 470 °C. Deze twee
plekken worden daarom ook de hete polen genoemd, naar analogie met
de magnetische en de geografische polen.
Samenstelling
Net zoals de andere aardachtige planeten bestaat Mercurius vooral uit metaal
en steen: rond een uitzonderlijk dikke ijzerkern ligt een mantel van steen. De
opvallende grootte van de metaalkern van Mercurius is wellicht te verklaren door
een gigantische botsing: de zeer jonge Mercurius werd met een geweldige kracht
geraakt door een ander object. Daarbij smolten de ijzerkernen samen en ging een
groot deel van de stenen mantel verloren.
Ontstaan en geschiedenis
Mercurius is zoals alle aardachtige planeten ongeveer 4,2 miljard jaar geleden
ontstaan uit de samenklontering van planetesimalen die in het binnenste gedeelte
van het zonnestelsel rondzweefden. Wellicht is de protoplaneet in het begin van
haar bestaan in botsing gekomen met een andere protoplaneet. Daarbij smolten de
ijzerkernen van de beide lichamen samen, terwijl de steenmantel grotendeels verloren
ging: deze werd aangetrokken door de nabije zon.
In zijn vroegste geschiedenis stond Mercurius bloot aan een hevig kosmisch
bombardement. Uit die periode stammen de zwaar bekraterde hoogvlakten. De
kraters zorgden ook voor het uitvloeien van magma (zoals bij de zeeën op de maan).
Tegelijkertijd begon de planeet ook gevoelig af te koelen. Door die afkoeling
kromp het inwendige van de planeet, zodat de korst, die niet meekromp, scheuren
begon te vertonen.
Tenslotte volgde nog de inslag waaruit het Calorisbekken ontstond (vermoedelijk zo'n
3,8 miljard jaar geleden), waarbij naast de reusachtige inslagkrater
ook het heuvelachtig terrein aan de andere kant van de planeet ontstond. Het Caloris-bekken
zelf werd deels opgevuld met uitvloeiend magma.
Het oppervlak van Mercurius is sindsdien waarschijnlijk niet veel meer veranderd.
Daardoor is het een van de oudste oppervlakken in het zonnestelsel. Het is ook bijzonder
snel gevormd: tussen het ontstaan van de planeet en de grote inslag van het Calorisbekken
verliepen niet meer dan 500 miljoen jaar.
Magnetisch veld
Aangezien Mercurius zo klein en oud is, werd aangenomen dat de planeet afgekoeld
zou zijn en dat de ijzeren kern dus volledig gestold zou zijn. Daardoor zou
de planeet ook geen magnetisch veld meer hebben: planetair magnetisme wordt
immers grotendeels veroorzaakt door het dynamo-effect in vloeibare metalen.
Toen de Mariner 10 in 1974 echter dichter bij de planeet kwam, detecteerde de magnetometer
aan boord een zwak, maar niettemin duidelijk magnetisch veld. De sterkte bedraagt
ongeveer 1 % van dat van de aarde, en de vorm wijst erop dat het net zoals dat van
de aarde gegenereerd wordt in het inwendige van de planeet. Dat wijst erop dat
de planeet wellicht toch nog beschikt over een dunne laag vloeibaar metaal,
waarschijnlijk een zeer dunne mantel omheen de kern.
Het oppervlak
Het oppervlak van Mercurius bestaat zoals bij de andere terrestrische
planeten uit een vaste korst.
Zoals gezegd is Mercurius nog maar één keer door een ruimtetuig bezocht:
in 1974 vloog de Mariner 10 voorbij de planeet, en
nam de sonde een
reeks foto's van het oppervlak van de planeet. Omdat Mariner 10 niet
in een baan om Mercurius werd geplaatst, kon niet het hele oppervlak
worden gefotografeerd: we kennen nog maar ongeveer 70 % van de
planeet!
Op het eerste gezicht ziet Mercurius er sterk uit zoals onze maan: grijs
en vol met kraters. Van naderbij bekeken valt echter op dat er relatief
veel kraterloze stukken zijn, die dus gevormd zijn na het kosmische
bombardement uit het ontstaan van het zonnestelsel.
Deze vlakten zijn, net als op de maan, van vulkanische oorsprong en bestaan uit basalt.
Een heel erg opvallend kenmerk op Mercurius is het Calorisbekken, een
enorme inslagkrater van 1 300 km groot. Rondom het bekken ligt nog een
gebied van 700 km breed waar scheuren, schokgolven en ejecta van de
inslag duidelijk te zien zijn. Aan de achterkant van de planeet, waar de
schokgolven van de inslag op elkaar botsten, ligt een vreemdsoortig
verfrommeld gebied met langwerpige heuvels en valleien.
 
Het Caloris-bekken (midden-links, half in de schaduw), en een
breuklijn. [foto's: JPL]
|
|
De inslag waaruit het Calorisbekken ontstond
|
|
|
Wat zou er gebeuren als de planetoïde die Mercurius raakte
bovenop de onschuldige gemeente Hove op aarde zou terechtkomen?
België, Nederland,
Luxemburg en een stuk van Engeland worden compleet verpulverd in de
inslagkrater. Gesmolten gesteente overspoelt Frankrijk, Duitsland, het
Verenigd Koninkrijk, Zwitserland en Denemarken: ze worden bedolven onder
een laag puin die tot 2 kilometer dik is. Enorme rotsblokken worden
weggeslingerd en komen terecht op IJsland, Boekarest, Moskou, Rome,
Caïro, ... Een reusachtige vloedgolf overspoelt de Britse eilanden,
Skandinavië, Groenland, de oostkust van Noord-Amerika en de noordkust
van Afrika. Aan de achterkant van de aarde wordt Australië hevig door
elkaar geschud en wordt het hele continent uit de oceaan geheven en
weer neergeploft. Dat veroorzaakt een tweede vloedgolf die ditmaal
Zuidoost-Azië, Japan, de westkust van Zuid-Amerika en Antarctica treft.
Uit enorme scheuren in de bodem, zowel in Europa als in Australië, komt
vloeibaar magma naar boven dat de krater begint op te vullen. De
gemiddelde temperatuur van de aardse atmosfeer stijgt tot 150 °C. Het
stof van de inslag en de nevel van de verdampende wereldzeeën blokkeren
het zonlicht en zorgen voor een broeikaseffect. De levensvormen die de
kosmische ramp zelf overleven zullen het bijzonder moeilijk
krijgen om voort te bestaan... Gelukkig is de kans dat zo'n inslag ook
werkelijk plaatsvindt, astronomisch klein.
|
|
|
|
Water op Mercurius
Mercurius, de planeet die het dichtst bij de zon staat, is niet een
plaats waar je waterijs zou verwachten. Toch hebben wetenschappers ontdekt
dat er op de polen van de warmste planeet wel eens ijs zou kunnen liggen.
Op radarbeelden zijn immers plekken te zien die heel erg lijken op de
reflecties die we ook op de polen van Mars zien. Ook op onze maan is er
ijs gevonden, en wel in diepe kraters op de zuidpool waar de zon nooit
boven de horizon komt. Ook op Mercurius zijn blijkbaar van die plekken
die in eeuwige duisternis gehuld zijn, en waar de temperatuur ver onder
het nulpunt blijft: het moet daar rond de -170 °C zijn. Het water is
wellicht grotendeels afkomstig van inslaande meteoren en kometen,
hoewel een deel mogelijk ook uit het inwendige van de planeet afkomstig is.
Exploratie
Omdat Mercurius zo dicht bij de zon ligt, is ze moeilijk
waar te nemen van op de aarde. Het was de Amerikaanse Mariner 10
die ons in 1974 een eerste glimp van het oppervlak van Mercurius
opleverde. De sonde passeerde de planeet drie keer, maar slaagde
er niet in het volledige oppervlak in kaart te brengen: door de
gekoppelde rotatie van Mercurius met de zon was bij elke passage
van Mariner 10 steeds dezelfde kant van de planeet verlicht.
Mariner 10 ontdekte het magnetisch veld en de zeer ijle atmosfeer
van Mercurius. Sindsdien is er nauwelijks onderzoek gebeurd naar
de planeet, hoewel aardse radars recent wel sporen van ijs ontdekten
op de polen van Mercurius.
Er staan momenteel twee nieuwe missies op stapel die Mercurius,
voor het eerst in meer dan 25 jaar, opnieuw een bezoekje zullen brengen.
De NASA wil in 2004 Messenger
lanceren, terwijl ESA en NASDA in 2009 of 2010
BepiColombo
naar de planeet sturen.
Messenger zal in 2007 en 2008 tweemaal voorbij Mercurius vliegen,
waarbij ze de planeet uitgebreid in kaart brengt. Ondertussen blijft
de sonde wel, zoals ook Mariner 10, in een baan om de zon. Verder
onderzoekt ze ook de atmosfeer en het magnetisch veld van Mercurius.
Pas in 2009 zal Messenger zich in een baan om de planeet parkeren.
Tijdens die fase zal vooral het Caloris-bassin uitgebreid onderzocht
worden.
Terwijl Messenger met zijn missie bezig is, zal de Europees-Japanse
BepiColombo vertrekken. Het is de bedoeling dat deze sonde het onderzoek
van Messenger voortzet, met twee orbiters en mogelijk ook een kleine
lander. BepiColombo zal vooral de geschiedenis en de samenstelling van
de planeet onderzoeken.
Verwante links
|
