Mercurius is de planeet die het dichtst bij de zon staat. Als zodanig cirkelt hij sneller om de zon dan alle andere planeten, reden waarom de Romeinen hem naar hun snelvoetige boodschappergod hebben genoemd.
De Sumeriërs kenden Mercurius ook al minstens 5000 jaar geleden. Het werd vaak geassocieerd met Nabu, de god van het schrift. Mercurius kreeg ook aparte namen voor zijn verschijning als ochtendster en als avondster. Griekse astronomen wisten echter dat de twee namen naar hetzelfde lichaam verwezen, en Heraclitus, rond 500 v. Chr., dacht terecht dat zowel Mercurius als Venus om de zon draaiden, en niet om de aarde.
Fysische kenmerken van Mercurius
Omdat de planeet zo dicht bij de zon staat, kan de oppervlaktetemperatuur van Mercurius een verzengende 840 graden Fahrenheit (450 graden Celsius) bereiken. Maar omdat deze wereld geen echte atmosfeer heeft om warmte vast te houden, kan de temperatuur ’s nachts dalen tot min 170 graden Celsius, een temperatuurschommeling van meer dan 600 graden Celsius, de grootste in het zonnestelsel.
Mercurius is de kleinste planeet – hij is slechts iets groter dan de maan van de aarde. Omdat hij geen significante atmosfeer heeft om inslagen tegen te houden, is de planeet bezaaid met kraters. Ongeveer 4 miljard jaar geleden sloeg een asteroïde van ongeveer 100 km breed in op Mercurius met een inslag die gelijk staat aan 1 triljoen 1-megaton bommen, waardoor een enorme inslagkrater van ongeveer 1.550 km breed ontstond. Deze krater, die bekend staat als het Caloris-bekken, zou de hele staat Texas kunnen omvatten. Een andere grote inslag kan hebben bijgedragen aan het ontstaan van de vreemde draaiing van de planeet.
Zo dicht bij de zon als Mercurius is, ontdekte NASA’s MESSENGER ruimtevaartuig in 2012 waterijs in de kraters rond zijn noordpool, waar regio’s permanent in de schaduw kunnen staan van de hitte van de zon. De zuidpool kan ook ijzige plekken bevatten, maar de baan van MESSENGER liet wetenschappers niet toe om dat gebied te onderzoeken. Kometen of meteorieten kunnen daar ijs hebben afgeleverd, of waterdamp kan uit het binnenste van de planeet zijn geperst en aan de polen zijn bevroren.
Of Mercurius nog niet klein genoeg is, is hij niet alleen in het verleden gekrompen, maar krimpt hij ook nu nog. De kleine planeet bestaat uit één continentale plaat over een afkoelende ijzeren kern. Als de kern afkoelt, stolt hij, waardoor het volume van de planeet afneemt en hij krimpt. Het proces verfrommelt het oppervlak en creëert lobvormige littekens of kliffen, sommige honderden kilometers lang en tot een kilometer hoog, evenals Mercurius’ “Grote Vallei,” die met ongeveer 620 mijl lang, 250 mijl breed en 2 mijl diep (1000 bij 400 bij 3,2 km) groter is dan Arizona’s beroemde Grand Canyon en dieper dan de Great Rift Valley in Oost-Afrika.
“De jonge leeftijd van de kleine littekens betekent dat Mercurius zich bij de Aarde voegt als een tektonisch actieve planeet met nieuwe breuken die waarschijnlijk vandaag worden gevormd als Mercurius’ interieur blijft afkoelen en de planeet samentrekt,” zei Tom Watters, senior wetenschapper van het Smithsonian bij het National Air and Space Museum in Washington, D.C., zei in een verklaring.
Inderdaad, een 2016 studie van kliffen op het oppervlak van Mercurius suggereerde dat de planeet nog steeds kan rommelen met aardbevingen, of “Mercuryquakes.” Dit zou kunnen betekenen dat de aarde niet de enige tektonisch actieve planeet is, zeiden de auteurs van het onderzoek.
Bovendien werd het oppervlak van Mercurius in het verleden voortdurend opnieuw gevormd door vulkanische activiteit. Een andere studie uit 2016 suggereerde echter dat de vulkaanuitbarstingen van Mercurius waarschijnlijk ongeveer 3,5 miljard jaar geleden eindigden.
Mercurius is de op een na dichtste planeet na de aarde, met een enorme metalen kern van ruwweg 2.200 tot 2.400 mijl (3.600 tot 3.800 km) breed, of ongeveer 75 procent van de diameter van de planeet. Ter vergelijking: de buitenste schil van Mercurius is slechts 500 tot 600 km dik. De combinatie van zijn massieve kern en zijn overvloed aan vluchtige elementen heeft wetenschappers jarenlang voor een raadsel gesteld.
Een volkomen onverwachte ontdekking van de Mariner 10 was dat Mercurius een magnetisch veld bezat. Planeten genereren theoretisch alleen magnetische velden als ze snel ronddraaien en een gesmolten kern hebben. Maar Mercurius doet er 59 dagen over om te draaien en is zo klein – slechts ongeveer een derde van de grootte van de aarde – dat zijn kern al lang afgekoeld moet zijn.
“We hadden uitgezocht hoe de Aarde werkt, en Mercurius is een andere aardse, rotsachtige planeet met een ijzeren kern, dus we dachten dat het op dezelfde manier zou werken,” zei Christopher Russell, een professor aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, in een verklaring.
Een ongewone binnenkant zou kunnen helpen om de verschillen in het magnetische veld van Mercurius te verklaren in vergelijking met de Aarde. Waarnemingen van MESSENGER onthulden dat het magnetisch veld van de planeet op zijn noordelijk halfrond ongeveer drie keer sterker is dan op zijn zuidelijk halfrond. Russell is medeauteur van een model dat suggereert dat de ijzeren kern van Mercurius van vloeibaar in vast verandert aan de buitengrens van de kern in plaats van aan de binnengrens.
“Het is als een sneeuwstorm waarbij de sneeuw zich vormt aan de bovenkant van de wolk en het midden van de wolk en ook aan de onderkant van de wolk,” zei Russell. “Onze studie van Mercurius’ magnetisch veld geeft aan dat ijzer sneeuwt door deze vloeistof die Mercurius’ magnetisch veld aandrijft.”
De ontdekking in 2007 door aardse radarwaarnemingen dat Mercurius’ kern nog steeds gesmolten kan zijn, zou kunnen helpen zijn magnetisme te verklaren, hoewel de zonnewind een rol kan spelen bij het dempen van het magnetisch veld van de planeet.
Hoewel Mercurius’ magnetisch veld slechts 1 procent van de sterkte van dat van de aarde is, is het zeer actief. Het magnetisch veld van de zonnewind – de geladen deeltjes die van de zon stromen – raakt regelmatig het veld van Mercurius, waardoor krachtige magnetische tornado’s ontstaan die het snelle, hete plasma van de zonnewind naar het oppervlak van de planeet kanaliseren.
In plaats van een substantiële atmosfeer bezit Mercurius een ultradunne “exosfeer” die bestaat uit atomen die van zijn oppervlak worden geblazen door zonnestraling, de zonnewind en inslagen van micrometeoroïden. Deze ontsnappen snel de ruimte in en vormen een staart van deeltjes.
Een studie uit 2016 suggereerde dat de oppervlaktekenmerken van Mercurius over het algemeen in twee groepen kunnen worden verdeeld – de ene bestaat uit ouder materiaal dat bij hogere druk aan de kern-mantelgrens is gesmolten, en de andere uit nieuwer materiaal dat dichter bij het oppervlak van Mercurius is gevormd. Uit een andere studie uit 2016 bleek dat de donkere tint van Mercurius’ oppervlak te wijten is aan koolstof. Deze koolstof werd niet afgezet door inslaande kometen, zoals sommige onderzoekers vermoedden – in plaats daarvan kan het een overblijfsel zijn van de oerkorst van de planeet.
Mercurius’ baankenmerken
Mercurius draait elke 88 aarddagen rond de zon en reist door de ruimte met een snelheid van bijna 112.000 mph (180.000 km/h), sneller dan welke andere planeet dan ook. Zijn ovaalvormige baan is zeer elliptisch, en brengt Mercurius zo dicht als 29 miljoen mijl (47 miljoen km) en zo ver als 43 miljoen mijl (70 miljoen km) van de zon. Als men op Mercurius zou kunnen staan als hij het dichtst bij de zon staat, zou hij meer dan drie keer zo groot lijken als vanaf de aarde gezien.
Door de zeer elliptische baan van Mercurius en de ongeveer 59 aarddagen die hij nodig heeft om om zijn as te draaien, lijkt het alsof de zon op het verzengende oppervlak van de planeet kort opkomt, ondergaat en weer opkomt voordat hij in westelijke richting langs de hemel trekt. Bij zonsondergang lijkt de zon onder te gaan, weer kort op te komen, en dan weer onder te gaan.
In 2016 vond een zeldzame transit van Mercurius plaats, waarbij de planeet het gezicht van de zon kruiste. De overgang van Mercurius heeft mogelijk geheimen opgeleverd over zijn ijle atmosfeer, heeft geholpen bij de jacht op werelden rond andere sterren, en heeft NASA geholpen bij het aanscherpen van enkele van zijn instrumenten.
Samenstelling & structuur
Samenstelling van de atmosfeer (naar volume):
Volgens NASA is de atmosfeer van Mercurius een “oppervlaktegebonden exosfeer, in wezen een vacuüm.” Hij bevat 42 procent zuurstof, 29 procent natrium, 22 procent waterstof, 6 procent helium, 0,5 procent kalium, met mogelijk sporen van argon, kooldioxide, water, stikstof, xenon, krypton en neon.
Magnetisch veld: Ruwweg 1 procent van de sterkte van die van de aarde.
Inwendige structuur: IJzeren kern ruwweg 3.600 tot 3.800 km breed. Buitenste silicaat schil ongeveer 300 tot 400 mijl (500 tot 600 km) dik.
Orbit & rotatie
Gemiddelde afstand tot de zon: 35.983.095 mijl (57.909.175 km). Ter vergelijking: 0,38 afstand van de aarde tot de zon.
Perihelium (dichtste nadering van de zon): 28.580.000 mijl (46.000.000 km). Ter vergelijking: 0,313 maal die van de aarde
Aphelium (verste afstand van de zon): 43.380.000 mijl (69.820.000 km). Ter vergelijking: 0,459 maal die van de Aarde
Daglengte: 58,646 aarddagen
Onderzoek &exploratie
Het eerste ruimtevaartuig dat Mercurius bezocht was Mariner 10, die ongeveer 45 procent van het oppervlak in beeld bracht en het magnetisch veld detecteerde. NASA’s MESSENGER orbiter was het tweede ruimtevaartuig dat Mercurius bezocht. Toen het in maart 2011 aankwam, werd MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) het eerste ruimtevaartuig dat in een baan om Mercurius vloog. De missie kwam tot een abrupt einde op 30 april 2015, toen het ruimtevaartuig, dat geen brandstof meer had, neerstortte op het oppervlak van de planeet.
In 2012 ontdekten wetenschappers in Marokko een groep meteorieten waarvan ze denken dat ze afkomstig zouden kunnen zijn van de planeet Mercurius. Als dat zo is, zou het de rotsachtige planeet lid maken van een zeer selecte club met monsters beschikbaar op aarde; alleen de maan, Mars en de asteroïdengordel hebben geverifieerde rotsen.
In 2016 hebben wetenschappers het allereerste wereldwijde digitale-hoogtemodel van Mercurius vrijgegeven, dat meer dan 10.000 beelden combineerde die door MESSENGER waren verworven om kijkers mee te nemen over de wijd open ruimtes van de kleine wereld. Het model onthulde de hoogste en laagste punten van de planeet – het hoogste punt is te vinden net ten zuiden van de evenaar van Mercurius, zit 2,78 mijl (4,48 km) boven de gemiddelde hoogte van de planeet, terwijl het laagste punt zich bevindt in Rachmaninoff-bekken, de vermoedelijke thuisbasis van enkele van de meest recente vulkanische activiteit op de planeet, en ligt 3,34 mijl (5,38 km) onder het landschapsgemiddelde.
Aanvullende rapportage door Nola Taylor Redd, Space.com contributor