MERKURIJUS.
Merkurijus, arčiausiai Saulės esanti Saulės sistemos planeta, ilgą laiką buvo astronomams tikra mįsle. Nebuvo tiksliai išmatuotas jo sukimosi aplink savo ašį periodas. Dėl to, kad Merkurijus neturi palydovų, nebuvo tiksliai žinoma masė. Artumas prie Saulės trukdė vykdyti paviršiaus tyrinėjimus. Tuo metu, kai planetos spektrai teigė apie tai, kad planeta neturi atmosferos, kai kurie stebėtojai retkarčiais pastebėdavo kažkokius “rūkus”, slėpusius tamsių ir šviesių dėmių konfiguraciją, sunkiai įžvelgiamą planetos diske. Poliarimetriniai O. Dolfiuso stebėjimai 1950 m. parodė, kad yra labai silpna atmosfera, 300 kartų mažiau elektrizuota už Žemės atmosferą. Bet pilno tikrumo nebuvo.Ir staiga, per kokius penkeris metus, viskas pasikeitė, ir Merkurijus dabar ištirtas ne mažiau už kitas Saulės sistemos planetas. Didelę reikšmę Merkurijaus mįslių sprendimui turėjo kosminio aparato ”Mariner-10” skrydis 1974-75 mm. Bet tai ne vienintelis šaltinis: daug apir Merkurijų mes sugebėjome sužinoti ir antžeminių astronominių stebėjimų pagalba.Radiolokacija padėjo nustatyti Merkurijaus sukimosi periodą. Dar 1882 m. Dž. Skiaparelis iš vizualinių stebėjimų padarė išvadą, kad šis periodas lygus Merkurijaus apsisukimo aplink Saulę periodui (88 parų), t.y. kad Merkurijus pasisukęs į Saulę viena puse, kaip Mėnulis į Žemę. Apie 50 metų šis periodas buvo tik spėjamas, o vėliau, 30-ais praeito šimtmečio metais klaustukas šalia periodo reikšmės buvo panaikintas visose lentelėse ir enciklopedijose: nuotrauka patvirtino Skiaparelio periodą. Bet vis dėlto jis pasirodė esąs neteisingas.1965 m. amerikiečiai astronomai R. Daisas ir G. Pettendžilas 300-metrinio radioteleskopo pagalba Aresibo observatorijoje nustatė, kad Merkurijaus apsisukimo aplink savo ašį periodas lygus 59,3 paroms, t.y. jis lygus 2/3 orbitalinio periodo. Šis atradimas uždavė astronomams du visiškai skirtingus klausimus:1. Kodėl vizualiniai ir nuotraukiniai stebėjimai 80 metų bėgyje rodė į 88 parų periodą?
2. Kodėl apsisukimo periodas lygus 2/3 orbitalinio planetso periodo?Atsakymas į šiuos klausimus pasirodė gana paprastas. Tris apsisukimus aplink ašį Merkurijus baigė per 176 paras. Per tą patį laiką planeta padaro du apsisukimus aplink Saulę. Tokiu būdu, Merkurijus užima tokią pačią padėti orbitoje Saulės atžvilgiu ir rutulio orientavimas lieka tuo pačiu.Toks judųjimas, kaip rodo teorija, yra stabilus. Sukimasis yra rezonanse su orbitaliniu judėjimu.Tai ir pasirodė astronomų klaidos priežastimi. Vizualiniai ir nuotraukiniai Merkurijaus stebėjimai galimi tik elogancijų epochu metu, o jos kartojasi kas 116 paras (sinodinis Merkurijaus periodas). Bet planetos stebėjimams palanki ne kiekviena elogancija: tarp vakarinių – tos, kurios yra žiemą arba pavasarį, o iš rytinių – tos, kurios yra vasarą ir rudenį. Tokios elogancijos kartojasi kartą į metus, tiksliau, kartą į 348 paras. Bet šis periodas artimas Merkurijaus sukimosi periodui, padaugintam iš 6, t.y. 352 paroms. Stebėdami kartą į 348 paras Merkurijų, mes jame pamatysime tas pačias detales, kokias matėme prieš metus. Bet praeities astronomai (Skiaparelis ir Antoniadis), susidūrę su šiuo faktu ir turėję prieš savo akis Mėnulio pavyzdį, galvojo, kad per tą laiką Merkurijus padarė keturis apsisukimus aplink ašį, o ne šešis.Po to, kai nesusipratimas buvo išspręstas, buvo padaryta eilė svarbių patikslinimų. Merkurijaus ašis pasirodė beveik statmena jo orbitos plokštumai. Buvo ilgumų skaičiavimo sistema: nuo 0 iki 360 laipsnių prieš planetos sukimosi kryptį. Pradiniu meridianu buvo paskirtas tas, kuris praėjo per posaulinį tašką Merkurijaus perėjimo per perigelijų 1950 m. momentu (tai buvo 1950 m. sausio 11 dieną). Šios koordinačių sistemos pagalba amerikiečiai astronomai K. Čepmenas ir D. Krukženkas, iš vienos pusės, ir prancūzų astronomai O. Dolfiusas ir A. Kamišelis, – iš kitos, nubrėžė planetos žemėlapius, pagrįstus ilgamečiais vizualiniais ir nuotraukiniais tyrinėjimais. Abu žemėlapiai beveik sutapo ir, kaip vėliau įrodė sovietų planetologas Katerfeldas, beveik nesiskyrė nuo Skiaparelio ir Antoniadžio žemėlapių. Jau tada Merkurijaus paviršiuje buvo pastebėti apskričios tamsios dėmės, panašios į Mėnulio “jūras”. Bet bendras Merkurijaus albedo pasirodė labai mažas, apie 0,05.TEMPERATŪRINIS PLANETOS REŽIMAS.
Planetos radiotyrinėjimai dar 1962 metais parodė gana nedidelį skirtumą tarp dieninio ir naktinio pusrutulio temperatūrų. 1966 m. buvo nustatyta, kad vidutinė Merkurijaus disko temperatūra 11 cm bangoje kinta su fazės kampu. Tai reiškė, kad planetos naktinio pusrutulio temperatūra toli gražu ne tokia maža, kaip buvo spėjama anksčiau. 1970 m. T. Mardokas ir E. Nėjus iš Minesotos universiteto tyrinėjimų infraraudonuose spinduliuose bangose nuo 3,75 iki 12 mkm metu nustatė, kad vidutinė naktinio pusrutulio temperatūra lygi 111 laipsniams pagal Kelviną. Iš kitos pusės, posaulinio taško temperatūra vidutiniame atstume nuo Merkurijaus iki Saulės lygi 620 laipsniams pagal Kelviną. Perigelyje ji gali siekti 690 laipsnius, o afelijoje sumažėja iki 560 laipsnių. Toks Merkurijaus paviršiaus temperatūrų diapazonas.
DIENOS IR NAKTIES KAITA.
Įdomu, kaip vyksta dienos ir nakties kaita Merkuryje. Saulinė para ten lygi 176 Žemės paroms. Diena ir naktis tęsiasi po 88 paras, t.y. lygūs planetos metams! Saulė kyla rytuose, kyla labai lėtai (vidutiniškai po 1 laipsnį kas 12 valandų), pasiekia aukščiausią kulminaciją (ekvatoriuje – zenitą) ir taip pat lėtai leidąiasi. Bet taip tai vyksta ne visose ilgumose. Ilgumose, artimose prie 90 ir 270 laipsnių, galima stebėti gana keistą ir turbūt analogų Saulės sistemoje neturintį vaizdą. Šiose ilgumose saulėtekis ir saulėlydis sutampa pagal laiką su Merkurijaus judėjimu per perigelijų, kai trumpam laikui (8 paroms) kampinis orbitinio planetos judėjimo greitis viršija kampinį jos sukimosi greitį. Saulė danguje padaro kilpą, kaip pats Merkurijus Žemės danguje. Pažymėtose ilgumose Saulė po saulėtekio staiga sustoja, apsisuka ir leidžiasi beveik tame pat taške, kur ir patekėjo. Bet po kelių Žemės parų Saulė vėl teka tame pačiame taške ir jau ilgam. Šalia saulėlydžio vaizdas kartojasi atvirkštine tvarka.
Bet įdomiausia, ką pavyko sužinoti apie Merkurijų,- tai jo paviršiaus vaizdas. Kai kosminis aparatas “Mariner-10” perdavė pirmąsias Merkurijaus nuotraukas, darytas iš arti, astronomų nustebimui nebuvo ribų: prieš juos buvo antras Mėnulis! Merkurijaus paviršius pasirodė pilnas įvairaus dydžio kraterių, visiškai kaip Mėnulio paviršius. Jų pasiskirstymas pagal dydžius taip pat buvo analogiškas mėnuliškam. Planetos paviršiuje buvo rastos apvalios lygumos, dėl panašumo į Mėnulio “jūras” gavusios baseinų vardą. Didžiausio baseino, Kalorio, skersmuo siekia 1300 km (Audrų okeanas Mėnulyje – 1800 km).Išanalizavę Merkurijaus nuotraukas amerikiečiai geologai P. Šulcas ir D. Gaultas pasiūlė tokią jo paviršiaus evoliucijos schemą. Po akumuliacijos ir planetos formavimosi procesų pabaigos jos paviršius buvo lygus. Toliau atėjo intensyvaus planetos bombardavimo procesas, kurio metu ir “gimė” tokie baseinai, kaip Kaloris, o taip pat krateriai, panašūs į Koperniko kraterį Mėnulyje. Sekantis periodas charakterizavosi intensyviu vulkanizmu ir lavos srovės, kuri užpildė didelius baseinus, išėjimu. Šis periodas baigėsi kažkur prieš 3 mlrd. metų (Saulės sistemos planetų amžius žinomas gana tiksliai ir lygus 4,6 mlrd. metų).“Marinero-10” prietaisai aptiko silpną planetos magnetinį lauką – apie 100 gamų 450 km nuotolyje. Intensyvus lauko tyrinėjimas parodė, kad jis turį sudėtingesnę struktūrą, negu Žemės magnetinis laukas. Iš Saulės pusės Merkurijaus magnitosfera labai suspausta dėl Saulės vėjo poveikio.“Marinero-10” skrydžiai šalia Merkurijaus padėjo patikslinti jo masę. Ji sudaro 1/6 023 600 Saulės masės arba 0,054 Žemės masės. O taip pat patikslintas vidutinis tankis (5,45 g/cm3). Pagal tankį Merkurijus užima antrą vietą Saulės sistemoje, nusileisdamas tik Žemei. Merkurijaus skersmuo lygus 4879 km.Didelis tankis ir magnetinio lauko turėjimas rodo, kad Merkurijus turi turėti ir stiprų geležinį branduolį. S. Kozlovskajos skaičiavimais, Merkurijaus viduje tankis turi siekti 9,8 g/cm3. Branduolio radiusas, amerikiečių mokslininkų duomenimis, lygus 1800 km (75% planetos radiuso). Branduolio masė sudaro 80% Merkurijaus masės. Nepaisant lėto planetos sukimosi, dauguma specialistų teigia, kad jos magnetinis laukas “įsijungia” su to paties dinamo mechanizmo pagalba, kaip ir Žemės magnetinis laukas.