Merkur ist der sonnennächste Planet. Als solcher umkreist er die Sonne schneller als alle anderen Planeten, weshalb die Römer ihn nach ihrem schnellfüßigen Botengott benannt haben.
Auch die Sumerer kannten Merkur seit mindestens 5.000 Jahren. Er wurde oft mit Nabu, dem Gott der Schrift, in Verbindung gebracht. Merkur erhielt auch verschiedene Namen für sein Auftreten als Morgen- und als Abendstern. Die griechischen Astronomen wussten jedoch, dass sich die beiden Namen auf ein und denselben Körper bezogen, und Heraklit war um 500 v. Chr. der Meinung, dass sowohl Merkur als auch Venus um die Sonne und nicht um die Erde kreisen.
Physikalische Eigenschaften des Merkur
Durch die Nähe zur Sonne kann die Oberflächentemperatur des Merkur bis zu 450 Grad Celsius (840 Grad Fahrenheit) betragen. Da diese Welt jedoch kaum eine echte Atmosphäre hat, die die Wärme einfangen könnte, können die Temperaturen nachts auf minus 170 Grad Celsius fallen, ein Temperaturunterschied von mehr als 600 Grad Celsius, der größte im Sonnensystem.
Merkur ist der kleinste Planet – er ist nur etwas größer als der Erdmond. Da er keine nennenswerte Atmosphäre hat, die Einschläge aufhält, ist der Planet mit Kratern übersät. Vor etwa 4 Milliarden Jahren schlug ein etwa 100 Kilometer breiter Asteroid mit einer Wucht ein, die der von 1 Billion 1-Megatonnen-Bomben entspricht, und hinterließ einen riesigen Einschlagskrater mit einer Breite von etwa 1.550 Kilometern (960 Meilen). Dieser Krater, der als Caloris-Becken bekannt ist, könnte den gesamten Bundesstaat Texas umfassen. Ein weiterer großer Einschlag könnte dazu beigetragen haben, dass sich der Planet so seltsam dreht.
So nah an der Sonne wie Merkur ist, entdeckte die NASA-Raumsonde MESSENGER im Jahr 2012 Wassereis in den Kratern um seinen Nordpol, wo Regionen möglicherweise dauerhaft von der Sonnenhitze abgeschattet werden. Auch am Südpol könnten sich Eistaschen befinden, aber die Umlaufbahn von MESSENGER erlaubte es den Wissenschaftlern nicht, dieses Gebiet zu untersuchen. Kometen oder Meteoriten könnten Eis dorthin gebracht haben, oder Wasserdampf könnte aus dem Inneren des Planeten ausgegast und an den Polen ausgefroren sein.
Als ob Merkur nicht schon klein genug wäre, schrumpfte er nicht nur in seiner Vergangenheit, sondern schrumpft auch heute noch weiter. Der winzige Planet besteht aus einer einzigen Kontinentalplatte über einem abkühlenden Eisenkern. Wenn der Kern abkühlt, verfestigt er sich, wodurch sich das Volumen des Planeten verringert und er schrumpft. Durch diesen Prozess wurde die Oberfläche zerknittert und es entstanden lappenförmige Narben oder Klippen, die teilweise Hunderte von Kilometern lang und bis zu einer Meile hoch sind, sowie das „Große Tal“ des Merkurs, das mit einer Länge von etwa 620 Meilen, einer Breite von 250 Meilen und einer Tiefe von 2 Meilen (1.000 x 400 x 3,2 km) größer ist als der berühmte Grand Canyon in Arizona und tiefer als der Große Grabenbruch in Ostafrika.
„Das junge Alter der kleinen Narben bedeutet, dass Merkur sich der Erde als tektonisch aktiver Planet anschließt, auf dem sich heute wahrscheinlich neue Verwerfungen bilden, da das Innere des Merkurs weiter abkühlt und der Planet sich zusammenzieht“, sagte Tom Watters, leitender Wissenschaftler am Smithsonian National Air and Space Museum in Washington, D.C.,
Eine Studie aus dem Jahr 2016 über Klippen auf der Merkuroberfläche deutet darauf hin, dass der Planet noch immer von Erdbeben erschüttert wird, den sogenannten „Merkurbeben“. Dies könnte bedeuten, dass die Erde nicht der einzige tektonisch aktive Planet ist, so die Autoren der Studie.
Darüber hinaus wurde die Oberfläche des Merkur in der Vergangenheit durch vulkanische Aktivitäten ständig neu geformt. Eine andere Studie aus dem Jahr 2016 legt jedoch nahe, dass die Vulkanausbrüche auf Merkur wahrscheinlich vor etwa 3,5 Milliarden Jahren endeten.
Merkur ist der zweitdichteste Planet nach der Erde, mit einem riesigen metallischen Kern, der etwa 3.600 bis 3.800 km breit ist, was etwa 75 Prozent des Durchmessers des Planeten entspricht. Im Vergleich dazu ist die äußere Hülle des Merkurs nur 300 bis 400 Meilen (500 bis 600 km) dick. Die Kombination aus seinem massiven Kern und dem Reichtum an flüchtigen Elementen hat die Wissenschaftler jahrelang vor ein Rätsel gestellt.
Eine völlig unerwartete Entdeckung, die Mariner 10 machte, war, dass Merkur ein Magnetfeld besitzt. Planeten erzeugen theoretisch nur dann Magnetfelder, wenn sie sich schnell drehen und einen geschmolzenen Kern besitzen. Aber Merkur braucht 59 Tage, um sich zu drehen, und ist so klein – nur etwa ein Drittel so groß wie die Erde -, dass sein Kern schon längst abgekühlt sein müsste.
„Wir hatten herausgefunden, wie die Erde funktioniert, und Merkur ist ein weiterer terrestrischer, felsiger Planet mit einem Eisenkern, also dachten wir, dass er genauso funktionieren würde“, sagte Christopher Russell, Professor an der University of California, Los Angeles, in einer Erklärung.
Ein ungewöhnliches Inneres könnte helfen, die Unterschiede im Magnetfeld des Merkurs im Vergleich zur Erde zu erklären. Beobachtungen von MESSENGER haben gezeigt, dass das Magnetfeld des Planeten auf seiner nördlichen Hemisphäre etwa dreimal so stark ist wie auf seiner südlichen. Russell ist Mitautor eines Modells, das darauf hindeutet, dass sich der Eisenkern des Merkurs an der äußeren Grenze des Kerns von flüssig in fest umwandelt und nicht an der inneren.
„Es ist wie bei einem Schneesturm, bei dem sich der Schnee oben in der Wolke, in der Mitte der Wolke und auch unten in der Wolke bildet“, sagte Russell. „
Die Entdeckung im Jahr 2007 durch Radarbeobachtungen auf der Erde, dass Merkurs Kern noch geschmolzen sein könnte, könnte helfen, seinen Magnetismus zu erklären, obwohl der Sonnenwind eine Rolle bei der Abschwächung des Magnetfeldes des Planeten spielen könnte.
Obwohl Merkurs Magnetfeld nur ein Prozent der Stärke des Erdmagnetfeldes hat, ist es sehr aktiv. Das Magnetfeld des Sonnenwindes – die geladenen Teilchen, die von der Sonne wegströmen – berührt regelmäßig das Feld des Merkurs und erzeugt starke magnetische Wirbelstürme, die das schnelle, heiße Plasma des Sonnenwindes auf die Oberfläche des Planeten leiten.
Anstatt einer festen Atmosphäre besitzt Merkur eine hauchdünne „Exosphäre“, die aus Atomen besteht, die von der Sonnenstrahlung, dem Sonnenwind und Mikrometeoriteneinschlägen von seiner Oberfläche abgesprengt werden. Diese entweichen schnell in den Weltraum und bilden einen Schweif aus Partikeln.
Eine Studie aus dem Jahr 2016 legt nahe, dass die Oberflächenmerkmale des Merkurs im Allgemeinen in zwei Gruppen eingeteilt werden können – die eine besteht aus älterem Material, das bei höherem Druck an der Kern-Mantel-Grenze geschmolzen ist, und die andere aus neuerem Material, das sich näher an der Oberfläche des Merkurs gebildet hat. Eine weitere Studie aus dem Jahr 2016 ergab, dass die dunkle Färbung der Merkuroberfläche auf Kohlenstoff zurückzuführen ist. Dieser Kohlenstoff wurde nicht, wie von einigen Forschern vermutet, durch den Einschlag von Kometen abgelagert, sondern ist möglicherweise ein Überbleibsel der ursprünglichen Kruste des Planeten.
Bahneigenschaften des Merkur
Merkur umkreist die Sonne alle 88 Erdtage und bewegt sich dabei mit fast 180.000 km/h durch den Weltraum, schneller als jeder andere Planet. Seine ovale Umlaufbahn ist stark elliptisch und führt den Merkur bis auf 47 Millionen km (29 Millionen Meilen) an die Sonne heran und bis auf 70 Millionen km (43 Millionen Meilen) von ihr weg. Wenn man auf Merkur stehen könnte, wenn er der Sonne am nächsten ist, würde er mehr als dreimal so groß erscheinen wie von der Erde aus gesehen.
Aufgrund der stark elliptischen Umlaufbahn des Merkurs und der etwa 59 Erdtage, die er für seine Drehung um die eigene Achse benötigt, scheint die Sonne auf der glühenden Oberfläche des Planeten kurz aufzugehen, unterzugehen und wieder aufzugehen, bevor sie in westlicher Richtung über den Himmel wandert. Bei Sonnenuntergang scheint die Sonne unterzugehen, kurz aufzugehen und dann wieder unterzugehen.
Im Jahr 2016 fand ein seltener Merkurtransit statt, bei dem der Planet das Gesicht der Sonne kreuzte. Merkurs Transit könnte Geheimnisse über seine dünne Atmosphäre gelüftet, die Suche nach Welten um andere Sterne unterstützt und der NASA geholfen haben, einige ihrer Instrumente zu verfeinern.
Zusammensetzung & Struktur
Atmosphärische Zusammensetzung (nach Volumen):
Nach Angaben der NASA ist die Atmosphäre von Merkur eine „oberflächengebundene Exosphäre, im Wesentlichen ein Vakuum.“ Sie enthält 42 Prozent Sauerstoff, 29 Prozent Natrium, 22 Prozent Wasserstoff, 6 Prozent Helium, 0,5 Prozent Kalium, mit möglichen Spuren von Argon, Kohlendioxid, Wasser, Stickstoff, Xenon, Krypton und Neon.
Magnetfeld: Ungefähr 1 Prozent der Stärke des Erdmagnetfeldes.
Innerer Aufbau: Eisenkern etwa 3.600 bis 3.800 km (2.200 bis 2.400 Meilen) breit. Äußere Silikathülle etwa 300 bis 400 Meilen (500 bis 600 km) dick.
Orbit & Rotation
Durchschnittliche Entfernung von der Sonne: 35.983.095 Meilen (57.909.175 km). Im Vergleich dazu: 0,38 Entfernung der Erde von der Sonne.
Perihel (größte Annäherung an die Sonne): 28.580.000 Meilen (46.000.000 km). Im Vergleich dazu: 0,313 mal so weit wie die Erde
Aphelion (weiteste Entfernung von der Sonne): 43.380.000 Meilen (69.820.000 km). Im Vergleich dazu: 0,459-mal so lang wie die Erde
Tageslänge: 58,646 Erdtage
Forschung &Erkundung
Die erste Raumsonde, die Merkur besuchte, war Mariner 10, die etwa 45 Prozent der Oberfläche abbildete und sein Magnetfeld entdeckte. Der MESSENGER-Orbiter der NASA war die zweite Raumsonde, die den Merkur besuchte. Als er im März 2011 eintraf, war MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) die erste Raumsonde, die den Merkur umkreiste. Die Mission fand am 30. April 2015 ein jähes Ende, als die Sonde, der der Treibstoff ausgegangen war, auf die Oberfläche des Planeten stürzte.
Im Jahr 2012 entdeckten Wissenschaftler in Marokko eine Gruppe von Meteoriten, von denen sie annehmen, dass sie vom Planeten Merkur stammen könnten. Sollte dies der Fall sein, würde der Gesteinsplanet zu einem Mitglied eines sehr erlesenen Clubs mit auf der Erde verfügbaren Proben werden; nur der Mond, der Mars und der Asteroidengürtel verfügen über verifizierte Gesteine.
Im Jahr 2016 veröffentlichten Wissenschaftler das erste globale digitale Höhenmodell des Merkur, das mehr als 10.000 von MESSENGER aufgenommene Bilder kombinierte, um den Betrachter über die weiten Räume der winzigen Welt zu führen. Das Modell enthüllte die höchsten und niedrigsten Punkte des Planeten – der höchste befindet sich südlich des Äquators und liegt 4,48 km über der durchschnittlichen Höhe des Planeten, während der niedrigste Punkt im Rachmaninoff-Becken liegt, wo vermutlich einige der jüngsten vulkanischen Aktivitäten auf dem Planeten stattfanden, und er liegt 5,38 km unter dem Landschaftsdurchschnitt.
Zusätzliche Berichte von Nola Taylor Redd, Mitarbeiterin von Space.com