Меркурий

   Меркурий е най-близката планета до Слънцето. Като такава, тя обикаля около Слънцето по-бързо от останалите планети, поради което римляните са я нарекли на бързоногия вестител бог Меркурий. Планетата е позната поне от шумерски времена, приблизително преди 5000 години, където тя често е била свързвана с Набу - богът на писането. Меркурий също така е получавал отделни имена заради появата си едновременно като утринна и вечерна звезда. Гръцките астрономи все пак са знаели, че двете имена са обозначение за едно и също тяло. Хераклит е вярвал, че Венера и Меркурий обикалят около Слънцето, а не около Земята.

Обща информация:

   Меркурий е най-малката планета - малко по-голяма е от Луната. Меркурий обикаля около Слънцето на всеки 88 Земни дни, пътувайки през пространството с близо 180 000 км/ч, по-бързо от всяка друга планета. Нейната овална по форма орбита е силно елиптична, доближавайки Меркурий до Слънцето на 47 млн. км. и отдалечавайки го от него на 70 млн км. Ако можете да сте на Меркурий, когато той е най-близко до Слънцето, то ще изглежда 3 пъти по-голямо, отколкото ако е гледано от Земята. Средното разстояние от Слънцето до Меркурий е 57 909 175 км, което е 0,38 от разстоянието между Земята и Слънцето.  За всеки две обиколки около Слънцето, Меркурий прави три завъртания около оста си и до 1965 година се е смятало, че една и съща страна на Меркурий е постоянно обърната към Слънцето. Меркурий може да бъде наблюдаван от Земята да пресича Слънчевия диск 13 пъти за един век, като това събитие е наречено транзит и следващото такова ще бъде на 9-ти Май 2016 година.

    Масата на Меркурий е 0,055 от тази на Земята.  Един кубически сантиметър от планетата тежи 5,4 грама. Гравитацията на Меркурий е само 38% от тази на Земята. Планетата няма познати сателити. Около Меркурий няма пръстени, подобни на тези на Сатурн. Няма открити свидетелства за живот на Меркурий, като е и малко вероятно животът, какъвто го познаваме, да може да оцелее на тази планета.

   Оста на Меркурий има най-малкият наклон от всяка от планетите в Слънчевата система (около 1/30 от градуса), но притежава най-големият орбитален ексцентрицитет. Поради малкия наклон на оста си, планетата не изпитва смяна на сезони по същия начин като Земята. Тъй като Меркурий се движи по орбита около Слънцето, която лежи в равнината на Земната, както и на тази на Венера, тя може да се появи в Земното небе само сутрин и вечер, но не може да бъде видяна посред нощ.

Вътрешна структура:

   Меркурий е една от четирите вътрешни планети и е скалисто тяло, също като Земята. Планетата се състои от около 70% металически и 30% силикатен материал. Меркурий е втората по плътност планета след Земята, с огромно металическо ядро широко приблизително 3700 км. или 75% от диаметъра на планетата. В сравнение външната обвивка на Меркурий е само 500-600 км дебела. Проучване публикувано през 2007 година предполага, че Меркурий има разтопено ядро. Учените сега вярват, че ядрото съдържа по-леки елементи, като сярата, което би понижило температурата на разтопяване на елементите от ядрото. То има най-високо съдържание на желязо от всички планети в Слънчевата система. Теория предполага, че газовият облак, формирал нашето Слънце, е оказал привличане върху частиците формирали Меркурий, което значи, че по-леките частици са били изгубени от акретиращия материал и не са се включили във формирането на планетата.

    Изглежда Меркурий се е свил, докато се е охлаждал през милиардите години след неговото раждане. Това е предизвикало намачкване на повърхността и образуване на вдлъбнатини, някои от които са стотици километри дълги и дълбоки до километър и половина.

Повърхностна геология:

   Повърхността на Меркурий изглежда много подобно на тази на Луната, притежавайки обширни равнини и големи кратери, което показва, че той е бил геологически неактивен в продължение на милиарди години. Наскоро е бил открит един необичаен кратер с корита излизащи от него като лъчи, който е бил наречен от учените "паякът". По-късно той получава името Аполодор.

  Тъй като няма значителна атмосфера, която да спира ударите, планетата е маркирана с кратери. Преди около 4 милиарда години, 100-километров астероид удря Меркурий със сила равна на 1 трилион 1-мегатонови бомби, създавайки огромен кратер широк 1550 км. Известен като басейна Калорис, този кратер може да побере целия щат Тексас.

Условия на повърхността и "атмосфера" (екзосфера):

   Тъй като планетата е толкова близко до Слънцето, температурата на повърхността й може да достигне изгарящите 450 градуса по Целзий. Все пак тъй като този свят няма истинска атмосфера, която да задържи тази топлина, през нощта температурите спадат рязко до -170 градуса по Целзий, температурно колебание от повече от 600 С, най-голямото в Слънчевата система. Полюсите на планетата са постоянно с температура под -93 градуса по Целзий. Меркурий не е най-горещата планета в Слънчевата система. Макар, че е по-далеч от Слънцето, Венера изпитва по-високи температури на повърхността си. Толкова близко до Слънцето, колкото е Меркурий, ледът може да съществува само в неговите кратери. През 1991 г. астрономи използващи радарни наблюдения открили, че воден лед може да се крие на северния и южния полюс на Меркурий във вътрешността на дълбоки кратери, които са постоянно в сянка. Комети или метеорити може да са доставили лед там, или водна пара може да е била изпусната от вътрешността на планетата и да е замръзнала при полюсите. Вярва се, че ледените региони на планетата съдържат около 10^14-10^15 кг. лед. За сравнение, парчето лед покриващо Антарктика на Земята тежи около 4*10^18 кг, а южната полярна шапка на Марс съдържа около 10^16 кг вода. На 29.11.2012 г. НАСА потвърди, че изображения от Месинджър са засекли, че кратерите на северния полюс на планетата съдържат воден лед. Учените са изчислили, че обемът на леда е достатъчен за покриването на столицата Вашингтон с леден блок висок 4 км.

   Вместо значителна атмосфера, Меркурий притежава ултра-тънка "екзосфера", състояща се от атоми, издухани от повърхността му от слънчевата радиация, слънчевия вятър и микрометеоритни сблъсъци. Тези атоми бързо изчезват в космоса, формирайки опашка от частици. Екзосферата се състои от 42% кислород, 29% натрий, 22% водород, 6% хелий, 0,5% калий и е с възможни следи от аргон, въглероден диоксид, вода, азот, ксенон, криптон и неон.

Магнитно поле и магнитосфера:

   Сондата Маринър 10 е направила напълно неочакваното откритие, че Меркурий притежава магнитно поле. Теоретично планетите генерират магнитни полета само ако се въртят бързо и притежават разтопено ядро. Но на Меркурий му отнема 59 дена да се завърти и е толкова малък - едва 1/3 от размера на Земята - че неговото ядро би трябвало да е изстинало много отдавна. Наскорошно откритие през 2007 година от базирани на Земята радарни наблюдения, че ядрото на Меркурий може би все още е разтопено, би могло да помогне за обясняването на този магнетизъм. Въпреки, че магнитното поле на Меркурий е само 1% от силата на Земното , то е много активно. Магнитното поле в слънчевия вятър - заредените частици излъчвани от Слънцето - периодично се сблъсква с полето на Меркурий, създавайки силни магнитни торнадота, които провеждат бързата гореща плазма на слънчевия вятър до повърхността на планетата. Когато йоните ударят повърхността, те избиват неутрално заредените атоми и ги изпращат високо в небето.

   Магнитното поле на Меркурий е достатъчно силно за да отразява слънчевия вятър около планетата, образувайки по този начин магнитосфера. Въпреки, че тя е достатъчно малка за да се побере в обема на Земята, магнитосферата е достатъчно силна за да улови плазмата от слънчевия вятър. Наблюдения направени от космическия апарат Маринър 10 са засекли тази нискоенергийна плазма в магнитосферата на нощната страна на планетата. Изблици на енергийни частици са били открити в магнитната опашка на планетата, което показва динамичните качества на магнитосферата на Меркурий.

  

  

   Космически мисии:

Маринър 10

   Първият апарат посетил Меркурий е Маринър 10 (1974-1975г.). Той е използвал гравитацията на Венера за да настрои своята орбитална скорост така, че да може да достигне Меркурий. Това го прави първият космически апарат, който използва ефекта на "гравитационната прашка" и първата мисия на НАСА, която посещава няколко планети. Маринър 10 осигурява първите близки изображения на повърхността на Меркурий, като е фотографирал около 45% от нея и е показал нейната  кратерна природа и е разкрил много видове геологически форми, като огромните бразди, които по-късно са били приписани на ефекта от свиването на планетата, причинено от охлаждането на металическото му ядро. За съжаление апаратът не е могъл да заснеме по-голяма част от повърхността на планетата, поради дължината на орбиталния си период. Заради него при всяко приближаване на сондата до планетата, една и съща страна на Меркурий е била осветявана от Слънцето.

   На 27.03.1974 г., 2 дни преди първото близко прелитане покрай Меркурий, инструментите на Маринър 10 са започнали да засичат големи количества от неочаквана ултравиолетова радиация около планетата. Първоначално това било приписано на луна на Меркурий, но по-късно било установено, че източникът на радиацията е звездата 31 Кратерис.

   Космическият апарат е направил 3 приближавания до Меркурий, най-близкото от които е било на 327 км. от повърхността. При първото приближаване инструментите са засекли магнитно поле около планетата, което е било нещо неочаквано по онова време. Второто близко прелитане е било използвано основно за заснемане на повърхността на планетата, а при третото са били събрани по-подробни данни за магнитното поле.

   На 24.03.1975 г., само 8 дена след последното близко прелитане, Маринър 10 останал без гориво. Понеже неговата орбита вече не можела да бъде точно контролирана, ръководителите на мисията изпратили инструкции до апарата да се изключи. Смята се, че Маринър 10 все още обикаля около Слънцето, като преминава близко до Меркурий на всеки няколко месеца.

Месинджър

   Апаратът на НАСА Месинджър е вторият посетил Меркурий. Той е бил изстрелян на 3-ти август 2004 година от космическата площадка в Кейп Канаверъл. Той е направил прелитане около Земята през август 2005 г. и около Венера през октомври 2006 и юни 2007 г. за да се озове в правилната траектория за да достигне орбита около Меркурий. Първото прелитане около Меркурий се е случило на 14-ти януари 2008 г., второто на 06-ти октомври 2008 г. и третото на 29-ти септември 2009 г. Повечето от хемисферата незаснета от Маринър 10 е била картографирана при тези прелитания. Пробата успешно е навлязла в елиптична орбита около планетата на 18-ти март 2011 г. Първото орбитално изображение на Меркурий е било заснето на 29-ти март 2011 г.

   Мисията е проектирана да изясни 6 ключови въпроса: високата плътност на Меркурий, неговата геологична история, природата на магнитното му поле, структурата на неговото ядро, има ли лед на полюсите и откъде идва тънката му атмосфера. Пробата притежава заснемащи устройства, които събират изображения с много по-висока резолюция и на много по-голяма част от повърхността отколкото сондата Маринър 10, разнообразни спектрометри за определяне на изобилието от елементи в кората на планетата и магнитометри и устройства за измерване на скоростта на заредените частици. Детайлни измервания на малки промени в скоростта на сондата, докато тя обикаля планетата ще бъдат използвани за определяне на детайлите около вътрешната структура на планетата.

     Данните от научните инструменти на Месинджър осигуриха находище от научни открития. Те включват идентификацията на нови релефни форми, наречени кухини, измервания показващи, че на Меркурий има изобилие от летливи елементи, като сяра и калий, както и открития, че магнитното поле на планетата е изместено спрямо екватора й и че тя има твърде необичайна вътрешна структура.

Кюриосити

  На 3-ти юни 2014 година марсоходът на НАСА Кюриосити засне преминаването на Меркурий пред Слънцето наблюдавано от повърхността на Марс. Наблюдавано от такова разстояние, преминаването на Меркурий пред Слънцето се яви като слабо потъмняване на Слънчевия диск. Това е първият транзит на планета пред Слънцето, наблюдаван от друга, различна от Земята планета, както и това е първото заснемане на Меркурий от Марс. Меркурий запълва едва 1/6 от един пиксел, наблюдаван от такова голямо разстояние, така че потъмняването няма определена форма, но неговата позиция следва очаквания на база орбитални изчисления път.

БепиКоломбо 

   Европейската Космическа Агенция планира съвместна мисия с Япония, наречена БепиКоломбо. Тя ще обикаля около Меркурий с 2 проби: едната ще картографира планетата, а другата ще изследва нейната магнитосфера. Веднъж изстрелян през 2015 година, космическият апарат се очаква да достигне Меркурий през 2019 г. Апаратът ще освободи пробата с магнитометъра в елиптична орбита около планетата, докато химически ракети ще изстрелят картографиращата проба в кръгова орбита. И двете проби ще оперират 1 земна година. Картографиращият апарат ще носи набор от спектрометри, подобни на тези на Месинджър и ще изучава планетата в различни дължини на вълните, включително инфрачервени, ултравиолетови, рентгенови и гама.