Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i...

52

Transcript of Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i...

Page 1: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 2: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Astronomsko društvo “Alfa”

Departman za fiziku PMF-a u Nišu

Merkur - glasnik planeta

ili

prvi kamen od Sunca

Prof.dr Dragan Gajić

Page 3: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Merkur je planeta koja je najbli`a Suncu.

Od 2006. godine, kada je Pluton “izba~en” sa spiska planeta i prebačen u novoformiranu grupu patuljastih planeta, Merkur je i najmanja me|u osam planeta Sun~evog sistema. S obzirom da je najbli`e Suncu,u skladu sa Keplerovim zakonima o kretanju planeta, on je i planeta koja se najbr`e kre}e oko Sunca.

Page 4: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Upravo zbog brzine kretanja dobio je ime po rimskom bogu Mercuriusu, koji je bio pandan gr~kom bogu Hermesu i germanskom Wotanu. Hermes je bio glasnik bogova, tako da je zbog brzog kretanja po nebu imao, kao i Merkur, krilate sandale i kacigu. Kao takav bio je i za{titnik putnika. Bio je sin Jupitera (Zevsa) i nimfe Maje, ali se pominje i kao sin boga neba Cela (gr~. Urana). Nakon trogodi{nje gladi, zajedno sa Saturnom, darodavcem hleba, i boginjom poljoprivrede Cererom, 495. g.p.n.ere Merkur je zvani~no uvr{}en u rimski “panteon”, s obzirom da je povezivan sa plodno{}u. Zato su u njegovoj pratnji ~esto ovan ili jarac. Tada je u njegovu ~ast podignut hram u Circus Maximusu (Velikoj Areni). U blizini Kapenskih vrata na Via Appia (glavnom rimskom putu ka jugu) njemu je posve}en izvor.

Page 5: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Ime mu verovatno poti~e od lat. re~i merx (roba, pla}anje). Bio je za{titnik trgovaca, dobiti, ali i lopovluka i prevare (hm!). To je bio razlog da su u vreme majskih ida, na festivalu posve}enom Merkuru, vodom sa njegovog izvora trgovci prskali sebe i svoju robu da bi se za{titili od kazni i krivice zbog prevara. Tada su prinosili i `rtve Merkuru i njegovoj majci. Osim krilatih sandala i kacige njegov atribut bio je i kaducej, {tap sa dve upletene zmije. Dobio ga je na poklon od Apolona i bio je simbol mira.Nosio je i glasni~ki {tap, ponekad i maslinovugranu mira. Julije Cezar o njemu pi{e kao izumitelju umetnosti, pa ga ~esto prikazuju sa kistom. Napravio je i prvu liru.Srednjevekovni alhemi~ari su `ivu, nakon njenogotkri}a, nazvali njenim imenom i dodelili joj njegov astrolo{ki znak.

Page 6: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Planeta Merkur pominje se u asirskim spisima (plo~icama, XIV v.p.n.e.). U Vavilonu se pominje u X v.p.n.e. sa imenom Nabu, kojim je nazivan glasnikbogova. U anti~koj Gr~koj su u po~etkusmatrali da se radi o dva tela, pa su gau svitanje zvali Apolon, a u sumrak Hermes. Sa saznanjem da se radi o jednoj planeti zvali su ga Hermes. Kod Rimljana je nazivan po imenu boga Merkura. U indijskim spisima iz V v. Surja Sidanta navodi se pre~nik planete koji se od danas poznatog razlikuje za svega 41 km. U srednjevekovnoj islamskoj astronomiji nekoliko astronoma su analizirali orbitu Merkura.

Page 7: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Posmatranje povr{ine Merkura sa Zemlje je ote`ano zbog blzine Suncu i zbog ~injenice da je prema Zemlji uvek okrenuta ista strana ove planete. Prva detaljna saznanja o njegovoj povr{ini i fizi~kim karakteristikama dobijena su pomo}u NASA-nih sondi Mariner 10 (u{ao u orbitu 1974.) i MESSENGER (prvi put u{ao u orbitu 2008.). Prva teleskopska osmatranja Merkura obavio je Galilej po~etkom XVII veka. Pjer Gasendi je prvi posmatrao tranzit Merkurapreko Sun~evog diska 1631. godine. \ovani Cupi je 1639. godine je uo~io Merkurove mene. Istra`ivanja koja su usledila ([reter, Besel, Skijapareli, Antonijadi, i dr.) odnosila su se na mapiranje Merkurove povr{ine i utvr|ivanje orbitalnih karakteristika, {to je, kako se ispostavilo, ~esto bilo nepouzdano. Tek su radarska itra`ivanja dala pouzdanije podatke,

Page 8: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Orbitalne karakteristike Merkura

Page 9: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Merkur je planeta koja je najbli`a Suncu. U afelu je od Suncaudaljen oko 69.82 miliona km, {to je oko 1.5 puta ve}e od njegovog rastojanja od Sunca u perihelu (oko 46 miliona km). Njegova orbita najvi{e odstupa od kru`nice u odnosu na orbite svih ostalih planeta (ekscentricitet 0.2). Period obilaska Merkura oko Sunca (njegova godina) je oko 88 zemaljskih dana, a period rotacije oko sopstvene ose (njegov dan) je oko58.65 zemaljskih dana. To zna~i da Merkur sporo rotira oko sopstvene ose, ali se brzo kre}e oko Sunca. Osa rotacije je skoro normalana na ravan njegove orbite.

Page 10: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Ugao izme|u ose rotacije i normale na ravan orbite iznosi svega 0.027o. Posledica toga je da na Merkuru nema smene godi{njih doba, {to je poja~ano ~injenicom da ova planeta prakti~no nema atmosferu, koja bi obezbe|ivala termi~ku inertnost. To zna~i Sunce ne obasjava i ne greje polove, pa je temperatura na njima uvek ispod – 93oC.

U skladu sa II Keplerovim zakonom, zbog velike izdu`enostiMerkurove putanje, najve}a brzina njegovog kretanja u perihelu (oko 59 km/s) drasti~no je ve}a od najmanje brzine u afelu (oko 38.9 km/s).

Zbog toga bi, gledano sa odre|enih ta~aka na površini, samo u toku jednog dana na Merkuru tri puta mogla da se vidi kulminacija Sunca na horizontu i njegov pad (bez zalaska).

Page 11: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Naime, ~etiri zemaljska dana pre ulaska u perihel orbitalna brzina postaje ve}a od brzine rotacije i Sunce po~inje da se prividno kre}e unazad. ^etiri dana nakon prolaska kroz perihel orbitalna brzina se dovolјno smanji, pa Sunce nastavlјa da se prividno normalno kre}e. Amplituda retrogradnog kretanja je mala, pa izgleda da je Sunce gotovo fiksirano u zenitu i da ima najve}i sjaj. To je normalno jer je tada planeta u perihelu. Ovo se de{ava na dve ta~ke ekvatora, koje sumeđusobno udalјene 180° geog. du`ine, u dva razli~ita perioda Merkurove godine. One su zbog du`eg izlaganja Suncu tokom njegove kulminacije ujedno i najtoplije ta~ke na površini.

Postoje i dve ta~ke na ekvatoru, udalјene po 90° geog. du`ine od njih, iznad kojih je Sunce u zenitu samo onda kada je Merkur u afelu. Tada je kretanje Sunca iznad horizonta najbr`e i te ta~ke dobijaju najmanje Sun~eve toplote..

Page 12: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Interesantna osobina kretanja Merkura je da du`ina perioda njegove rotacije oko Sunca (Merkurov dan, 58.646 zem. dana) i du`ina perioda njegovog obilaska oko Sunca (Merkurova godina, 87.969 zem. dana) stoje u rezonantnom odnosu 3:2. Tozna~i da dve Merkurove godine traju tri Merkurova dana, tj. da Merkurova godina traje Merkurovih dan i po.

\ovani Skijapareli je 80-tih godina XIX v. snimao preciznije mape povr{ine Merkura i tada je ustanovio da on ima sinhronu rotaciju, tj. da mu je zbog plimskihnih sila, rotacija sinhronizovana sa revolucijom oko Sunca (sli~no situaciji sa Zemljom i Mesecom). Smatrao je da rotacija i revolucija traju isto, 88 dana (rezonanca 1:1).

Page 13: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

To je zna~ilo da bi Merkur bio okrenut uvek istom stranom ka Suncu (kao {to Mesec “okre}e isto lice” Zemlji). Danas znamo da to nije tako, ali je dugo preovladavalo upravo njegovo mi{ljenje. Međutim, radarska osmatranja na radio teleskopu Aresibo iz 1965. godine utvrdila su da je period rotacije Merkura oko 59 dana i da rezonancija u kretanju nije 1:1, nego 3:2. Rezonancija je stabilna i posledica je velike izdu`enosti Merkurove putanje. Do rezonancije izme|u rotacije i revolucije dolazi tokom dugog perioda, {to je pra}eno preure|enjem unutra{nje gra|e tela.

Zbog dugotrajnog plimskog delovanjacentar mase pomera se u odnosu na geometrijski centar tela. Kada je orbita kru`na ili skoro kru`na plimsko delovanje du` cele orbite je jednako i dolazi do rezonance 1:1. Me|utim, kod putanja sa velikim ekscentricitetom, plimske sile su najja~e u polo`aju perihela.

Page 14: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Do ranijeg, pogrešnog zaklјu~ka astronomi su do{li jer su Merkur posmatrali uvek u najpovolјnijoj ta~ki putanje, kada je on pokazivao istu stranu prema Zemlji. Razlog za ovakvo pona{anje je slu~ajna podudarnost.

Sideri~ki dan (period rotacije) Merkura predstavlja vreme koje je potrebno da on napravi punu rotaciju oko sopstvene ose i iznosi pomenutih 58. 646 zemaljskih dana.

Sa druge strane, sinodi~ka godina Merkura je vreme potrebno da se on na|e u istoj ta~ki neba, promatrano sa Zemlje. Zbog Zemljinog kretanja oko Sunca sideri~ki i sinodički periodi nebeskih tijela se razlikuju.

Sinodi~ka godina Merkura iznosi 115.88 zemaljskih dana, {to je blisko njegovom dvostrukom sideri~kom danu. To je bio razlog za zabunu prilikom vizuelnog odre|ivanja perioda rotacije Merkura.

Page 15: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Vizuelno posmatranje unutra{njih planeta (Merkur i Venera) ote`ano je zbog njihove blizine Suncu. One se sa Zemlje najbolje vide kada su prividno najdalje od Sunca. To su polo`aji najve}e isto~ne i zapadne elongacije. U blizini najve}e isto~ne elongacije planeta se najbolje vidi posle zalaska Sunca, a u polo`aju najve}e zapadne elongacije pre izlaska Sunca.Merkur, koji je najbli`i Suncu, ima maksimalnu elongaciju (ugaono rastojanje od Sunca) od samo 27.8o (u afelu), odnosno 17.9o (u perihelu), pa se mo`e posmatrati samo sat i po pre izlaska i posle zalaska Sunca i to nisko iznad horizonta. Za razliku od njega Venerina elongacija je 48o.

Page 16: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Venera se lepo vidi na zapadnom nebu puna tri sata nakon zalaska Sunca (“Ve~ernja~a”) i isto toliko u jutarnjim ~asovima (“Zornja~a”). Ona je posle Sunca i Meseca najsjajnije telo na na{em nebu (njena maksimalna prividna magnituda je – 4.7).

Prividna magnituda malenog Merkura varira od -2.6 (sjajnije od najsjajnije zvezde Srijus) do 5.7 (na granici vidljivosti golim okom). To zna~i da je Venera od 8.2 do 6031.6 puta sjajnija od Merkura. Uz lo{e osmatra~ke uslove jasno je za{to se on ote`ano posmatra.

Page 17: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Merkur je unutra{nja planeta tako da, gledano sa Zemlje, prolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv zbog blizine Sun~evom disku. Optimalni uslovi za njegovo posmatranje su u fazama prve i poslednje ~etvrti, kada se nalazi u maksimalnim elongacijama.

Page 18: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Merkurova konjukcija (najbli`i polo`aj) u odnosu na Zemlјu u proseku se ponavlјa na svakih 116 zemalјskih dana, ali se taj interval menja od 105 do 129 dana, zbog velike izdu`enosti njegove putanje. Najmanja udalјenost između Merkura i Zemlјe je 77,3 miliona km. Sledeće najbliže Merkurovo rastojanje u odnosu na Zemlјu desi}e se 2679. god. kada }e biti na rastojanju od 82,1 milion kilometara.Jo{ sredinom XIX v. ustanovljeno je da se u sistemu reference vezanom za Sunce u ravni orbite putanja Merkura sporo pomera u smeru rotacije planete grade}i rozetu (skretanje perihela).

Sli~na pona{anja uo~avaju se i kod drugih tela, a klasi~na mehanika ih obja{njava perturbacionim uticajem drugih tela.

Page 19: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Pokazalo se da skretanje perihela Merkura zbog perturbacionog delovanja poznatih planeta iznosi oko 500'' na svakih sto god. I. Leverje je sredinom XIX v. ukazao da je ovo skretanje ve}e od onog koje predvi|a klasi~na mehanika na osnovu poznatih gravitacionih perturbacija od ostalih poznatih planeta.

On je 1860. g. tvrdio da je otkrio planetu Vulkan unutar Merkurove putanje. Po njemu onaobilazi oko Sunca za 19 dana i 7h i dgovorna je za dodatno skretanje perihela Merkura.

Javio se mali problem: niko posmatranjima nije mogao da potvrdi Leverjeovo otkri}e.

Page 20: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

S. Njukomb je 1882. godine potvrdio da ovo dodatno skretanje perihela Merkura iznosi 42.98'' za jedan vek. Po{to unutar Merkurove putanje nisu na|ena tela koja bi mogla da dovedu do takvog poreme}aja, Njukomb je smatrao da se radio perturbacionom uticaju difuzne materije neplanetarnog porekla. Po{to sve ovo nije uspe{no moglo da objasnipomenuti efekat, izneto je ~ak i mi{ljenje da je neophodno promeniti zakon gravitacije, u smislu manjih modifikacija gravitacionog potencijala.

Po Ajn{tajnovoj OTR do skretanja perihela dolazi zbog toga {to Sunce u svojoj blizini "krivi“ prostor-vreme. Merkur se u njegovoj blizini kre}e po geodeziku (najkra}oj putanji) takoiskrivljenog prostor-vremena. Manifestacija takvog kretanja je blago pomeranje njegove elipti~ne putanje u oblasti ve}eggravitacionog potencijala.

Prema OTR dobijen je izraz za skretanje perihela planeta u toku jednog peroda rotacije oko Sunca.

Page 21: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

OTR predvi|a najve}e skretanje perihela upravo kod Merkura i ono po toj teoriji iznosi 43.03''. Danas je postignut visokstepen pri merenju posmatranog efekta. Tako je gre{ka kod merenih vrednosti opti~kim metodama reda veli~ine oko 1%, a u radiolokacionim metodama do 0.5%. U slu~aju Merkuramerena vrednost skretanja perihela iznosi 43.11'' za sto godina. S obzirom na visok stepen podudarnosti teorijskih predvi|anja i eksperimentalnih merenja, obja{njenje skretanja perihela kod Merkura uzima se kao najzna~ajnija potvrda ispravnosti OTR.

Bio je to apsolutni trjumf Ajn{tajnove Op{te teorije relativnosti.

Page 22: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Fizi~ke karakteristike Merkura

Page 23: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Merkur je najmanja planeta Sun~evog sistema. Ekvatorijalni radijus mu je 2439.7 km. Manji je ~ak od dva najve}a satelita u S. sistemu: Ganimeda (Jupiter) i Titana (Saturn). Zemlja imaoko 18, a Jupiter ~ak preko 25 000 puta ve}u zapreminu od Jupitera. Polupre~nik mu je za oko 40% ve}i od Mese~evog.

Zbog spore rotacije oblik planete je skoro idealna sfera. Masa Merkura je svega 5.5% mase Zemlje. Prose~na gustina (5.427 g/cm3) mu je tek ne{to manja od Zemljine (5.515 g/cm3). Zemlja je najgu{}a planeta S. sistemu.

Page 24: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Velika gustina Merkura poti~e od velike koli~ine gvo`|a u njegovoj unutra{njosti. Gustina mu je ne{to manja od Zemljine, koja u svojoj unutra{njosti tako|e ima velike koli~ine gvo`|a. Unutra{njost Zemlja je komprimovanija, jer joj znatno ve}a masa delovanjem sopstvene gravitacije obezbe|uje mnogo ve}u kompresiju u unutra{njosti. To nije u tolikoj meri prisutno kod Merkura, ali njegova velika gustina upu}uje da je u njegovoj unutra{njosti veliko gvozdeno jezgro.

Osnovnu gra|u Merkura ~ine metali (70%), a udeo silikata je 30%. Procene su da je gvozdeno jezgro radijusa 1 800 km. Oko njega je omota~ debljine 500-700 km (uglavnom od silikata), a iznad njega je silikatna kora debljine 100-300 km.

Page 25: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Dugo se smatralo da je jezgro u ~vrstom stanju, ali novija istra`ivanja ukazuju da je ono u te~nom stanju.

Po jednoj teoriji protomerkur je imao odnos silikata i gvo`|a koji je bio karakteristi~an i za metalne hondrite, pramateriju iz vremena nastanka S.s. Tada je masa planete bila preko dva puta ve}a od dana{nje. Po ovoj teoriji u toj ranoj fazi do{lo je do sudara sa planetezimalom, oko {est puta manje mase od mase protomerkura.Prilikom sudara veliki deo kore i omota~a otrgnut je od planete.

Ostatak je predstavljalo jezgro kao dominantni deo planete.

Page 26: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Prema drugoj teoriji, zbog blizine Sunca temperature na povr{ini protomerkura bile su i do 10.000 K. To je dovelo do topljenja i isparavanja stena na povr{ini. Isparenja su formirala atmosferu koju je oduvao Sun~ev vetar. Sonda MESSENGER je na povr{ini planete otkrila kalijum i sumpor u ve}im koncentracijama od o~ekivanih. To ne ide u prilog pomenutim teorijama, po{to bi oba elementa zbog visokih temperatura napustila planetu.

Zbog blizine Sunca, visokih temperatura i male mase, Merkur nije mogao da zadr`i atmosferu. Njegova II kosmi~ka brzina je svega 4.25 km/s (na Zemlji je 11.2 km/s), a povr{insko gravitaciono ubrzanje je 3.7 m/s2 (na Zemlji 9.81 m/s2). To je razlog da je primarna atmosfera napustila planetu. Danas seona javlja samo u tragovima. Atmosfere planeta bitno uti~u na temperaturni re`im na povr{ini planeta. Po{to na Merkuru ona skoro da ne postoji prakti~no ni{ta ne mo`e da ubla`i Sun~evo zra~enje, povr{ina planete izlo`ena je najve}imtemperaturnim varijacijama me|u svim planetama S.s.

Page 27: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Po{to na povr{inu Merkura sa Sunca dospeva energija zra~enja9126.6 W/m2 (na Zemlji solarna konstanta iznosi 1367 W/m2) izbog odsustva atmosfere u podru~jima oko ekvatora na Merkurovoj dnevnoj strani temperatura dosti`e +427oC. Na tojtemperaturi bili bi istopljeni cink (419oC), kalaj (oC), olovo (327oC). Ali je zato na no}noj strani u ovim oblastima temperatura -173oC. Bez obzira na surove temperaturne uslove, snimci sa sondi iukazuju da u dubokim kraterima na polovima postoji smrznuta voda. Na osnovu pove}ane refleksije zra~enja u ovimoblastima postojanje leda u kraterima potvrdili su i radari na Zemlji.

Page 28: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Smatra se da su koli~ine leda u kraterima 1014 – 1015kg (na Antarktiku je masa leda 4x1028 kg). Led na Merkuru pokriven je tankim slojem regolita, {to spre~ava sublimaciju leda. Krateri na polovima uvek su u senci, po{to je osa rotacije normalna na ravan orbite. Led verovatno poti~e od pada kometa. Zbog male mase i visokih temperatura Merkurova slaba gravitacija ne uspeva da du`e vreme zadr`i atmosferu, tako da se ona sre}e u tragovima (pritisak je 10-14 - 10-15 bara), nestabilna je i stalno se osipa.

Page 29: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Gubitak atmosfere nadokna|uje se preko solarnog vetra (H i He), degazacijom tla (zagrevanjem usled Sun~evog zra~enja, radioaktivnog raspada, udara meteorita). Sonde Mariner 10 i posebno MESSENGER utvrdile su u vi{im slojevima (egzosferi) emisije ve}ih koli~ina kalcijuma, magnezijuma, … Posebno iznena|uju}a je emisija natrijuma na udaljenostima preko 50 000 km od povr{ine planete na no}noj strani (nasuprot Suncu). ^estice su verovatno “oduvane” solarnom radijacijom.

Page 30: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Iako Merkur ima veliko gvozdeno jezgro, zbog spore rotacije njegovo magnetno polje je slabo (oko 1% ja~ine magnetnog polja Zemlje). Radi se o globalnom dipolnom polju ~ija je ja~ina najve}a na ekvatoru (oko 300 nT). Magnetna osa se skoro poklapa sa osom rotacije. Slabo mag. polje u kombinaciji sa pritiskom solarnog vetra, oko sedam puta ja~eg od onog na Zemlji, doveli su do nastanka planetarne magnetosfere.. Njene dimenzije su takve da bi cela mogla da se smesti u planetu Zemlju.

Bez obzira na slabo polje magnetosfera koliko-toliko uspeva da deflektuje Sun~ev vetar i da zarobi deo njegove plazme. M. polje je nastalo dinamo efektom. Plimsko delovanje u te~nom delu jezgra dovodi do njegove ekscentri~nosti i cirkulacije elemenata u njemu, {to stvara mag. polje.

Page 31: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Povr{inska morfologija Merkura

Merkurova povr{ina je sive boje, saalbedom (sposobnost refleksije) koji varira, tako da se uo~avaju oblasti razli~itog sjaja. Danas je Merkur tektonski miran, tako da se reljef nije bitno menjao u poslednjih milijardu godina.

Karakteristi~ni oblici reljefa su brojni krateri razli~itih dimenzija. Dobijaju imena po poznatim umetnicima. Brojni su i naborani grebeni (dorsum). Nazvani su po istaknutim nau~nicima koji su prou~avali Merkur. Depresije (fose) imaju imena po oblicima arhitekture. Planine (montes) se zovu po razli~itim nazivima za pojam vreline. Ravnice (planicije) dobijaju imena po bogovima pandanima Merkuru, a doline(vales) po poznatim opservatorijama na Zemlji.

Page 32: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Svakako da je jedan od najpoznatijih oblika reljefa veliki basen Kaloris, u oblasti [ekspir. Radi se o ogromnom udarnom krateru veli~ine Teksasa. Pre~nik mu je oko 1550 km.Jedan je od najve}ih udarnih kratera u Sun~evom sistemu.Dimenzije udarnog asteroida bile su oko 100 km. Nastao je pre 3.6 do 3.9 milijardi godina. Otkriven je 1974. g. pomo}u snimaka sonde Mariner 10. Izba~eni materijal razlio se radijalno na 1 000 km izvan ruba kratera.

Page 33: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Udar je bio toliko jak da je izazvao seriju vulkana ~ija je lavapokrila basen i na rubu stvorila koncentri~na uzvi{enja visine 2km. Dno basena pokriveno je bazaltnom lavom, koja je sa hla|enjem ispucala.

Interesantno je da se u perihelu Kaloris nalazi u subsolarnoj ta~ki, tako da su tu najvi{e temperature na celoj planeti. Otuda je ime ove oblasti adekvatno.

Page 34: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Udar asteroida izazvao je udarne seizmi~ke talase koji suobi{li celu planetu i susreli se u antipodnoj ta~ki. Sudar talasadoveo je do sna`nih seizmi~kih podrhtavanja povr{inskih delova kore. Usledila su velika razaranja i stvaranje brdovitog, kr{evitog podru~ja ^udna zemlja (Weird Terrain). Povr{ina ovog terena je oko 250 000 km2.

Na vidljivoj povr{ini uo~eno je 15 udarnih basena, koji su ~esto ome|eni koncentri~nim vencima. Materijal izba~enprilikom udara prostire se i do 500 km.

Page 35: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Brojni udarni krateri pokrivaju ~itavu povr{inu Merkura. To mu daje izgled koji neodoljivo podse}a na Mesec. Razlike ipak ima. Gravitaciono polje Merkura je oko dva puta ja~e od Mese~evog. Zbog toga su krateri pli}i, sa manje izba~enog materijala, a planine su ni`e. S obzirom da nema atmosfere nema ni erozije, tako da se izgled planete nije menjao milijardama godina. Odre|ene promene nastaju tzv. kosmi~kom erozijom (solarni vetar, interplanetarna pra{ina).

Page 36: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Ve}ina velikih poznatih kratera je posledica velikog bombardovanja pre 4.25 milijardi godina, koje je trajalo 400 miliona godina i koje je zazhvatilo ~itav solarni sistem. Dokaz za to je postojanje manjih (i mla|ih) sekundarnih kratera, grebena i pukotina koji se prostiru preko povr{ine dna kratera koji su nakon udara naliveni bazaltom.

Page 37: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Grebeni su mla|i oblici reljefa. Ima ih na stotine. Strmi su i prostiru se u pravcu sever-jug po celoj povr{ini planete. Visine su od nekoliko metara do par kilometara. [irina im je 5-10 km, a du`ina do 500 km. Nastali su u procesu hla|enja i skupljanja, kompresije planete (pre~nik joj se smanjio za oko 0.1%). Povr{ina se sabijala, pucala,pa su se delovi kore istiskivali preko susednih oblasti. Na formiranje reljefa mogu} je i uticaj plimskog delovanja Sunca. Zbog njegove blizine plimski uticaj je 17 puta ja~i nego na Zemlji.

Procesima hla|enja u unutra{njosti i izdizanja povr{ine verovatno su nastali su i uzvi{enja u obliku nabora. Najmla|i su oblici reljefa i registrovano ih je 17.

Page 38: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Ravnice (planitia) zauzimaju oko 6% povr{ine planete. Me|ukraterske su blago zatalasane. Nalaze se na ne{to vi{em tlu izme|u kratera. Izgled im nije promenjen udarima, iako spadaju u najstarije forme reljefa. Mogu}e ja da su nastale stapanjem lave iz vi{e vulkana ili povezivanjem manjih kratera. Ugla~ane ravnice su mla|e forme. Radi se o zaravnjenim povr{inama koje ispunjavaju udubljenja. Podsde}aju na Mese~eve mora. Ovalnog su oblika i nastale su izlivanjem vulkanske lave.

Page 39: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Tranziti Merkura

Povremeno unutra{nje planete (Merkur i Venera) prolaze između Zemlјe i Sunca. Tada se sa Zemlje mogu videti kao crne ta~ke (kru`i}i) koje prelaze preko Sun~evog diska. Po{to orbite Merkura i Venere ne le`e ba{ u ravni Zemljine putanje (ekliptika), ve} su malo isko{ene, ovi tranziti se ne vide prilikom svake njihove revolucije oko Sunca.

Page 40: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Tranzit je jo{ jedna interesantna posledica heliocentri~nosti na{eg planetarnog sistema.Uop{te, gledano sa Zemlje tranzit predstavlja prolaz manjeg tela preko diska ve}eg tela. Mo`emo govoriti o tranzitima satelita preko diskova spolja{njih planetaili o tranzitima unutra{njihplaneta (Merkura i Venere)preko diska Sunca. Tranzit je i prolazak nekog tela kroz mesni meridijan na Zemlji ili prolazak neke pojave preko centralnog meridijana svemirskog tela.

Page 41: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Tranziti Venere se de{avaju u parovima na svakih osam godina po {emi : 8 – 101.5 -8 - 121.5 godina.Tranzit Venere de{ava se manje od dva puta u veku. Poslednji je bio 2012. godine, a na naredni }emo ~ekati do 2117.S obzirom na to da je orbita Merkura oko Sunca manja i br`a, tranzit te planete je ~e{}i i de{ava se 13 do 14 puta u jednom veku, u maju ili novembru.

Page 42: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Prilikom tranzita na Sun~evom disku Venera se uo~ava kao kru`i}, a Merkur kao ta~kica.

Page 43: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Astronomima su tranziti bili zna~ajni jer su pomo}u njih precizno odre|ivali parametre orbite, udaljenosti i veli~ine planeta, postojanje njihove atmosfere, …

Page 44: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 45: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 46: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Kompletan tranzit Merkura biće vidlјiv iz istoka Severne Amerike, većeg dela Južne Amerike, Zapadne Evrope i zapadne obale Afike. Delimičan tranzit biće vidlјiv sa zapada Zapadne Amerike, cele Afike i većeg dela Azije.Ovaj astronomski događaj neće biti vidlјiv u istočnom delu Azije, Indoneziji i Australiji.

Tranzit Merkura 9. maja 2016. godine

Page 47: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 48: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 49: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv

Hvala na pa`wi!

Ovo je bilo predavanje prof. Gaji}a!

Page 50: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 51: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv
Page 52: Prof.dr Dragan Gajićnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2892/Merkur.pdfprolazi kroz mene (kao Mesec i Venera). Ali u vreme punog Merkura, kada je najsjajniji, on prakti~no nije vidljiv