البيانات الفلكية الأساسية
الزئبق كوكب متطرف من عدة نواحٍ. نظرًا لقربها من الشمس - متوسط المسافة المدارية 58 مليون كيلومتر (36 مليون ميل) - لديها أقصر سنة (فترة ثورة 88 يومًا) وتتلقى أشعة الشمس الأكثر كثافة من جميع الكواكب. يبلغ نصف قطر كوكب الأرض حوالي 2.440 كم (1516 ميلاً) ، وهو أصغر كوكب كبير ، أصغر حتى من أكبر قمر المشتري ، جانيميد ، أو أكبر قمر زحل ، تيتان. بالإضافة إلى ذلك ، الزئبق كثيف بشكل غير عادي. على الرغم من أن كثافته المتوسطة هي تقريبًا كثافة الأرض ، إلا أن كتلته أقل وبالتالي تكون أقل ضغطًا بواسطة جاذبيته. عندما يتم تصحيحه للضغط الذاتي ، فإن كثافة عطارد هي الأعلى في أي كوكب. يتم احتواء ما يقرب من ثلثي كتلة عطارد في قلبه الحديد إلى حد كبير ، والذي يمتد من مركز الكوكب إلى دائرة نصف قطرها حوالي 2100 كيلومتر (1300 ميل) ، أو حوالي 85 في المائة من الطريق إلى سطحه. يبلغ سمك القشرة الخارجية الصخرية للكوكب - قشرة سطحها وغطاءها الأساسي - حوالي 300 كيلومتر (200 ميل) فقط.
تحديات المراقبة
كما يظهر من سطح الأرض ، يختبئ عطارد في الغسق والشفق ، ولا يحصل على أكثر من 28 درجة تقريبًا في المسافة الزاوية من الشمس. يستغرق الأمر 116 يومًا تقريبًا للاستطالة المتتالية - أي أن يعود عطارد إلى نفس النقطة بالنسبة للشمس - في سماء الصباح أو المساء. تسمى هذه الفترة السينودسية لعطارد. كما أن قربها من الأفق يعني أيضًا أن عطارد يُرى دائمًا من خلال المزيد من الغلاف الجوي المضطرب للأرض ، مما يطمس الرؤية. حتى فوق الغلاف الجوي ، فإن المراصد المدارية مثل تلسكوب هابل الفضائي مقيدة بالحساسية العالية لأجهزتها من التوجيه بالقرب من الشمس كما هو مطلوب لمراقبة عطارد. نظرًا لأن مدار عطارد يقع داخل الأرض ، فإنه يمر أحيانًا مباشرة بين الأرض والشمس. هذا الحدث ، الذي يمكن فيه ملاحظة الكوكب بشكل تلسكوبي أو بواسطة أدوات المركبات الفضائية كنقطة سوداء صغيرة تعبر القرص الشمسي الساطع ، يسمى العبور (انظر الكسوف) ، ويحدث حوالي اثنتي عشرة مرة في القرن. سيحدث العبور القادم من عطارد في عام 2019.
يمثل الزئبق أيضًا صعوبات للدراسة بواسطة مسبار فضائي. نظرًا لأن الكوكب يقع عميقًا في مجال جاذبية الشمس ، هناك حاجة إلى قدر كبير من الطاقة لتشكيل مسار مركبة فضائية لنقلها من مدار الأرض إلى كوكب عطارد بطريقة يمكن أن تذهب إلى مدار حول الكوكب أو تهبط على عليه. كانت أول مركبة فضائية تزور ميركوري ، مارينر 10 ، تدور في مدار حول الشمس عندما قامت بثلاث رحلات جوية قصيرة للكوكب في 1974-1975. في تطوير البعثات اللاحقة إلى عطارد ، مثل مركبة الفضاء US Messenger التي تم إطلاقها في عام 2004 ، قام مهندسو رحلات الفضاء بحساب المسارات المعقدة ، والاستفادة من مساعدة الجاذبية (انظر رحلات الفضاء: رحلات الكواكب) من رحلات الطيران المتكررة من فينوس وميركوري على مدار عدة سنوات. في تصميم مهمة Messenger ، بعد إجراء الملاحظات من مسافات معتدلة أثناء التحليق الكوكبي في عامي 2008 و 2009 ، دخلت المركبة الفضائية في مدار ممدود حول عطارد لإجراء تحقيقات عن قرب في عام 2011. بالإضافة إلى ذلك ، الحرارة الشديدة ، ليس فقط من الشمس ولكن كما تم إعادة تصميمها من Mercury نفسها ، وتحدى مصممي المركبات الفضائية للحفاظ على الأجهزة باردة بما يكفي للعمل.
التأثيرات المدارية و الدورانية
مدار كوكب عطارد هو الأكثر ميلًا للكواكب ، ويميل حوالي 7 درجات من مسير الشمس ، وهو المستوى الذي يحدده مدار الأرض حول الشمس ؛ كما أنها أكثر مدار كوكبي غريب الأطوار أو ممدود. نتيجة للمدار الممدود ، تظهر الشمس أكثر من ضعفي سطوعها في سماء عطارد عندما يكون الكوكب أقرب إلى الشمس (عند الحضيض) ، عند 46 مليون كيلومتر (29 مليون ميل) ، مما هو عليه عندما يكون بعيدًا عن الشمس (عند الأوج) ، على مسافة 70 مليون كيلومتر تقريبًا (43 مليون ميل). تتسبب فترة دوران الكوكب التي تبلغ 58.6 يومًا أرضيًا فيما يتعلق بالنجوم - أي طول يوم فلكي - في انحراف الشمس ببطء غربًا في سماء عطارد. نظرًا لأن عطارد يدور أيضًا حول الشمس ، فإن فترتي الدوران والثورة تجمعان بحيث تستغرق الشمس ثلاثة أيام فلكية عطارد ، أو 176 يومًا أرضيًا ، لتكوين دائرة كاملة - طول يومها الشمسي.
كما هو موضح في قوانين كبلر لحركة الكواكب ، يسافر عطارد حول الشمس بسرعة شديدة بالقرب من الحضيض بحيث تبدو الشمس عكسية المسار في سماء عطارد ، تتحرك لفترة وجيزة شرقاً قبل استئناف تقدمها الغربي. يُطلق على الموقعين على خط الاستواء عطارد حيث يحدث هذا التذبذب عند الظهر الأقطاب الساخنة. مع استمرار وجود الشمس العلوية هناك ، وتسخينها بشكل تفضيلي ، يمكن أن تتجاوز درجات حرارة السطح 700 كلفن (K ؛ 800 درجة فهرنهايت ، 430 درجة مئوية). الموقعان الاستوائيان على بعد 90 درجة من القطبين الحارين ، ويسمىان بالقطبين الحارين ، لا يحصلان على نفس القدر من السخونة. من منظور الأعمدة الدافئة ، تكون الشمس منخفضة بالفعل في الأفق وعلى وشك أن تضيء عندما تنمو أكثر سطوعًا وتؤدي عكس مسارها القصير. بالقرب من القطبين الدائريين الشمالي والجنوبي لعطارد ، تكون درجات حرارة الأرض أكثر برودة ، أقل من 200 كلفن (−100 درجة فهرنهايت ، −70 درجة مئوية) ، عندما تضاء بواسطة أشعة الشمس الرعوية. تنخفض درجات حرارة السطح إلى حوالي 90 كلفن (−300 درجة فهرنهايت ، −180 درجة مئوية) خلال ليالي عطارد الطويلة قبل شروق الشمس.
نطاق درجة حرارة عطارد هو الأكثر تطرفًا من الكواكب الأرضية الداخلية الأربعة في النظام الشمسي ، لكن الجانب الليلي من الكوكب سيكون أكثر برودة إذا أبقى عطارد وجهًا واحدًا دائمًا نحو الشمس والآخر في الظلام الدامس. حتى أثبتت ملاحظات الرادار الأرضية على خلاف ذلك في الستينيات ، كان الفلكيون يعتقدون منذ فترة طويلة أن هذا هو الحال ، والذي سيتبع إذا كان دوران عطارد متزامنًا - أي إذا كانت فترة دورانه هي نفس فترة ثورة 88 يومًا. تم تضليل المراقبين التلسكوبيين ، الذين يقتصرون على عرض عطارد بشكل دوري في ظل الظروف التي تمليها المسافة الزاوية لعطارد من الشمس ، لاستنتاج أن رؤيتهم لنفس السمات التي لا يمكن تمييزها بالكاد على سطح عطارد في كل مناسبة عرض تشير إلى دوران متزامن. كشفت دراسات الرادار أن فترة دوران الكوكب البالغة 58.6 يومًا لا تختلف فقط عن فترته المدارية ولكن أيضًا ثلثيها بالضبط.
إن الانحراف المداري للزئبق والجزر الشمسي القوي - التشوهات التي تثيرها جاذبية الكوكب بسبب جاذبية الشمس - تفسر على ما يبدو سبب دوران الكوكب ثلاث مرات لكل مرتين يدور فيه حول الشمس. من المفترض أن يكون الزئبق قد نسج بشكل أسرع عندما كان يتشكل ، ولكن تم إبطائه من قبل قوى المد والجزر. بدلاً من التباطؤ إلى حالة دوران متزامن ، كما حدث للعديد من الأقمار الصناعية الكوكبية ، بما في ذلك قمر الأرض ، أصبح عطارد محاصرًا بمعدل دوران 58.6 يومًا. على هذا المعدل ، تسحب الشمس بشكل متكرر وبقوة خاصة على الانتفاخات التي يسببها المد في قشرة عطارد عند الأعمدة الساخنة. تم تعزيز فرص اصطياد اللف في فترة 58.6 يومًا بشكل كبير من خلال احتكاك المد والجزر بين الوشاح الصلب والنواة المنصهرة للكوكب الصغير.
