maanantai 31. lokakuuta 2016

MERKURIUS

Merkurius on nykyään pienin aurinkokuntamme planeetoista. Syynä ei ole sen muuttunut koko tai uusien, sitä pienempien planeettojen löytyminen. Syyllinen tähän asiaan löytyy Kansainvälisestä tähtitieteellisestä unionista, joka määriteli taivaankappaleet uuteen uskoon vuonna 2006. Päätös tarkoitti, että aikaisemmin pienimmän planeetan titteliä pitänyt Pluto pudotettiin astetta alempaan luokkaan kääpiöplaneettojen joukkoon. Määritelmiähän nuo nyt tietysti vain ovat, mutta kertoo samalla ihmisen erikoisesta halusta luokitella kaikki mahdollinen omiin lokeroihinsa aivan kuin jonkin kappaleen koko tekisi siitä jollain tavalla erilaisen. Samasta materiaalistahan meidän koko aurinkokuntamme on kuitenkin loppujen lopuksi muodostunut. Siihen mahtuu kooltaan niin hiekanjyvän kokoisia kappaleita kuin suurempia kivipallojakin. Näitä kappaleita tuskin kiinnostaa kovin paljon millä nimellä me niitä kutsumme.

Merkurius muistuttaa ulkonäkönsä puolesta meille niin tuttua omaa Kuutamme.
Image credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Joka tapauksessa Merkurius on siis nykyään pienin planeetan määritelmän täyttävistä taivaankappaleista ja se on tunnettu jo esihistorialliselta ajalta lähtien. On oikeastaan jopa aika yllättävää, että sen liikkeitä on tuolloin merkitty muistiin varsin tarkasti. Planeettaa ei nimittäin ole aivan helppoa havaita paljain silmin, koska Merkurius ei koskaan poistu kovin kauaksi Auringosta ja se näkyykin siksi vain heti auringonlaskun jälkeen tai hieman ennen auringonnousua (toisaalta näillä historiallisilla havaintopaikoilla Aurinko laskee jyrkemmässä kulmassa ja ilta pimenee paljon nopeammin kuin Suomessa). Merkurius on saanut nimensä roomalaisilta. Roomalaisen mytologian mukaan Merkurius oli kaupankäynnin jumala, mutta sitä pidettiin myös jumalten sanansaattajana. Tämä sopikin hyvin kuvaamaan planeettaa sen näennäisesti nopean liikkeen vuoksi. Merkurius näkyy muiden planeettojen tapaan tähtimäisenä pisteenä paljain silmin, joten ensimmäisiä tarkempia havaintoja siitä jouduttiin odottamaan 1600-luvulle asti, jolloin kaukoputki keksittiin. Myös itse Galileo Galilei katseli Merkuriusta omalla kaukoputkellaan, mutta hän ei onnistunut havaitsemaan siinä mitään erityistä. Merkuriuksen vaiheet havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 1639, kun italialainen tähtitieteilijä Giovanni Zupi löysi ne. Merkuriuksen pienen koon vuoksi planeetan vaiheet olivatkin pitkään ainoat tiedot mitä siitä saatiin selville. Tästä johtuen Merkuriuksen pyörähdysaika ja yksityiskohdat olivat käytännössä tuntemattomia suureita aina 1900-luvulle asti. Tämän jälkeen kaukoputket kehittyivät niin hyviksi, että jonkinlaisia muotoja planeetan pinnalta voitiin havaita. Merkuriuksen tutkimuksessa auttoivat myös radioastronomia ja muiden tutkimusalojen kehitys. Varsinainen läpimurto planeetasta kertyneiden tietojen osalta on kuitenkin tullut vasta avaruusluotainten ansiosta.

Merkurius näkyy parhaiten hämärän aikaan hieman auringonlaskun jälkeen tai ennen Auringon nousua (Merkurius näkyy himmeänä pisteenä aivan kuvan keskellä). Kevola, Paimio, 16.5.2014.

Merkuriuksen kiertoaika Auringon ympäri on 88 vuorokautta. Planeetan pyörähdysaika on puolestaan 59 vuorokautta. Merkuriuksen pyörähdysaika on lukkiutunut 2:3 resonanssiin kiertoajan kanssa. Näiden ominaisuuksien vaikutuksesta Merkuriuksen vuorokausi kestää peräti 176 Maan vuorokautta. Planeetan akseli on lähes pystysuorassa ratalinjan kanssa, joten Aurinko paistaa Merkuriuksella aina päiväntasaajan kohdalta. Merkuriuksen etäisyys Auringosta vaihtelee 46 ja 70 miljoonan kilometrin välillä. Merkuriuksen kiertarata poikkeaa huomattavasti ympyräradasta ja lisäksi radan soikeusaste vaihtelee hitaasti miljoonien vuosien kuluessa. Nykyään soikeusaste on hieman yli 20 %. Syynä vaihteluun ovat Auringon läheisyys ja muiden planeettojen aiheuttamat ratahäiriöt. Merkuriuksen radan laskeminen pitkälle tulevaisuuteen (tai menneisyyteen) on melko haastavaa ja vaatii avukseen suhteellisuusteoriaa. Ennen suhteellisuusteorian keksimistä syynä radan poikkeamiseen pidettiin Aurinkoa vieläkin läheisempää planeettaa, joka ehdittiin jo nimetä Vulkaukseksi. Planeettaa ei kuitenkaan koskaan löytynyt.

Merkurius on muiden sisäplaneettojen tapaan kiviplaneetta. Se on kooltaan vain noin 1,5 kertaa Kuun kokoinen ja siten pienempi kuin aurinkokunnan suurin kuu, Titan. Merkuriuksen halkaisija on 4 880 kilometriä ja planeetan massa on vain 6 % Maan massasta. Merkuriuksella on suuri rautaydin (säteeltään noin 1 800 kilometriä), joka muodostaa noin 2/3 planeetan massasta. Merkurius on rakenteeltaan toiseksi tihein aurinkokuntamme planeetoista (Maa on ykkönen). Ytimen ulkopuolella on vaippakerros, jonka päällä puolestaan on planeetan pintakerros. Merkuriuksen pinta on täynnä kraattereita ja se muistuttaa ulkomuodoltaan hyvin paljon omaa Kuutamme. Suurin törmäyskraattereista on Caloriksen allas, joka on läpimitaltaan peräti 1 500 kilometriä. Merkuriuksen vastakkaisella puolella on planeetan pinta rikkoutunut edellä mainitun kraatterin aiheuttaneen törmäyksen vaikutuksesta. Merkuriuksen pinnalla on Kuun tapaan myös vuoria, laaksoja ja tasankoja. Planeetan korkeimmat vuoret ovat noin 3 kilometriä. Merkuriuksen pintalämpötila vaihtelee päivän yli + 400 asteesta yön – 170 asteeseen. Lämpötilan vaihtelu on poikkeusellisen suurta, joka johtuu Auringon läheisyydestä ja hitaasta pyörimisliikkeestä. Merkuriuksella on hyvin ohut kaasukehä ja heikko magneettikenttä. Kaasukehä on peräisin aurinkotuulen irrottamasta pintamateriaalista ja koostuu lähinnä heliumista, natriumista, vedystä ja hapesta. Kaasukehän paine on vain 2 miljoonasosaa Maan vastaavasta. Merkuriuksella ei ole yhtään kuuta.

NASAn teemasivut Merkuriuksesta löytyvät osoitteesta:


Messenger-luotain on kuvannut Merkuriusta sen kiertoradalta.
Image credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Merkuriusta on tutkinut vain kaksi avaruusluotainta. Ensimmäinen planeetan läheltä lentänyt luotain oli Mariner 10, joka teki kolme ohilentoa vuosina 1974 ja 1975. Lähimmillään se kävi viimeisen ohilennon yhteydessä 327 kilometrin päässä planeetan pinnasta. Luotaimen avulla saatiin runsaasti lisätietoa planeetan pinnan yksityiskohdista sekä sen magneettikentästä. Kolmen ohilennon aikana Mariner 10 sai kartoitettua 45 % planeetan pinnasta. Toinen Merkuriusta tutkinut luotain oli Yhdysvaltojen Messenger, joka asettui planeetan kiertoradalle vuonna 2011. Messenger kartoitti loput planeetan pinnasta ja teki suuren joukon tutkimuksia, jotka paljastivat Merkuriuksesta runsaasti tietoa muun muassa ytimen rakenteen ja magneettikentän osalta. Tällä hetkellä on suunnitteilla seuraava luotainlento, BepiColombo, joka on tarkoitus tehdä Euroopan ja Japanin avaruusjärjestöjen yhteistyönä. Tämän hetkisen suunnitelman mukaan laukaisu tapahtuu alkuvuodesta 2017 ja kiertoradalle luotaimen olisi tarkoitus asettua vuonna 2024. Luotaimen matka ei toki seitsemää vuotta kestä, mutta se tekee matkansa aikana muutamia ohilentoja niin Venuksesta kuin Merkuriuksestakin ennen varsinaista kiertoradalle asettumista.

Pienen koon ja Auringon läheisyyden vuoksi jopa Merkuriuksen vaiheista on usein vaikea saada hyvää kuvaa aikaiseksi. Kevola, Paimio, 10.4.2016.

Merkuriuksen havaitseminen ei loppujen lopuksi ole oikeasti kovin vaikeaa, mutta sen sijainti aina lähellä Aurinkoa vaatii hieman ennakkovalmisteluja ja tietysti hyviä sääolosuhteita. Suomessa Merkuriuksen voi nähdä käytännössä neljän erillisen jakson aikana joko aamu- tai iltahämärässä. Näinä aikoina Merkuriuksen voi nähdä noin 3-4 viikkoa kerrallaan. Silloin Merkurius on kauimmillaan Auringosta (Maasta katsoen) eli läntisessä tai itäisessä elongaatiossa. Elongaation suuruus kertoo samalla planeetan kulmaetäisyyden Auringosta. Merkuriuksen elongaatio voi suurimmillaan olla 28 astetta. Useimmiten elongaatio on kuitenkin vain noin 20 astetta. Merkurius on kuitenkin onneksi melko kirkas planeetta, joka helpottaa luonnollisesti sen havaitsemista. Parhaimmillaan sen kirkkaus voi olla jopa – 2.6 magnitudia. Toisaalta se on himmeimmillään vain + 5.7 magnitudia. Nämä kirkkauksien maksimi- ja minimiarvot tapahtuvat kuitenkin silloin, kun Merkurius on liian lähellä Aurinkoa havaittavaksi. Suurimpien elongaatioiden aikaan Merkuriuksen kirkkaus on yleensä 0 magnitudin molemmin puolin. Silloin Merkurius näkyy melko hyvin paljain silmin. Sen etsimiseen kannattaa kuitenkin käyttää kiikareita (ainakin, jos aiempaa havaintokokemusta on vain vähän). Kiikareita käytettäessä pitää kuitenkin odottaa, että Aurinko on ennättänyt laskea horisontin taakse. Parhaiten Merkurius näkyy noin tunnin auringonlaskun jälkeen (tai vastaavasti ennen Auringon nousua). Kaukoputkella Merkuriuksesta voi nähdä sen vaiheet. Muita yksityiskohtia siitä ei Maan pinnalta voi oikeastaan edes havaita. Merkuriuksen näennäinen koko vaihtelee 4,5 ja 13 kaarisekunnin välillä.

Sisäplaneettana Merkuriuksen rata kulkee toisinaan myös suoraan Auringon edestä. Tällöin tapahtuu niin sanottu Merkuriuksen ylikulku. Ylikulut eivät ole kovin yleisiä ja niitä näkyykin vain noin 13-14 kertaa vuosisadan aikana. Viimeisin Suomessa näkynyt Merkuriuksen ylikulku tapahtui 9.5.2016. Seuraavat Suomessa näkyvät ylikulut tapahtuvat vuosina 2019 ja 2032.

Merkuriuksen ylikulun aikana planeetan siluetti näkyy pienenä mustana pyöreänä pisteenä Auringon edessä. Iso-Heikkilä, Turku, 9.5.2016.
Ylikulun alkaessa Merkurius lipuu hiljalleen pimeydestä Auringon edustalle. Iso-Heikkilä, Turku, 9.5.2016.
Kuvat, ellei kuvan yhteydessä toisin mainita: © Jani Laasanen 
 

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti