惑星水星

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水星は私たちの太陽に最も近い惑星であり、8つの惑星の中で最小であり、太陽系で最も極端な世界の1つです。そのため、多くの文化の神話や占星術のシステムで積極的な役割を果たしてきました。

それにもかかわらず、水星は私たちの太陽系で最も理解されていない惑星の1つです。金星のように、地球と太陽の間の軌道は、朝と夕方の両方で見ることができることを意味します（ただし、真夜中には決してできません）。そして、金星や月と同じように、それも段階を経ます。もともと天文学者を混乱させたが、最終的には太陽系の真の性質を実現するのを助けた特性。

サイズ、質量、軌道：

2440 kmの平均半径と3.3022×10の質量²³ キロ、水星は私たちの太陽系の中で最も小さい惑星であり、0.38地球と同じ大きさです。また、GanymedeやTitanなど、システムで最大の自然衛星よりも小さいですが、より大容量です。実際、水星の密度（5.427 g / cm）³）は太陽系で2番目に高く、地球（5.515 g / cm³).

水星は太陽系（0.205）の惑星の中で最も偏心した軌道を持っています。このため、太陽からの距離は、最も近い（近日点）で4600万km（2900万mi）から最も遠い（天体上）で7000万km（4300万mi）の間で変化します。そして、平均軌道速度が47.362 km / s（29.429 mi / s）である場合、水星は単一の軌道を完了するのに合計87.969地球日かかります。

平均回転速度が10.892 km / h（6.768 mph）の場合、水星は1回の回転を完了するのに58.646日もかかります。これは、水星のスピン軌道共鳴が3：2であることを意味します。つまり、太陽の周りを2回転するごとに、その軸上で3回転を完了します。ただし、これは3日間が水星での2年間と同じであるという意味ではありません。

実際、偏心が大きく回転が遅いため、太陽が空の同じ場所に戻るには176地球日かかります（別名太陽の日）。つまり、水星での1日は、1年の2倍の長さになります。水星はまた、太陽系の惑星の中で最も低い軸方向の傾きを持っています–木星の3.1度（2番目に小さい）と比較して約0.027度。

組成と表面の特徴：

太陽系の4つの地球惑星の1つである水星は、約70％が金属、30％が珪酸塩で構成されています。その密度とサイズに基づいて、その内部構造について多くの推論を行うことができます。たとえば、地質学者は、地球の17％に比べて水星のコアがその体積の約42％を占めていると推定しています。

内部は、500〜700 kmの珪酸塩物質のマントルに囲まれた溶鉄で構成されていると考えられています。最外層にある水星の地殻は、100〜300 kmの厚さであると考えられています。表面には、長さ数百キロメートルにも及ぶ細長い尾根が数多くあります。これらは、水星のコアとマントルが形成され、地殻がすでに固化したときに冷却されて収縮したためと考えられています。

マーキュリーのコアは、太陽系の他の主要惑星よりも鉄分が多く、これを説明するためにいくつかの理論が提案されています。最も広く受け入れられている理論は、水星はかつて直径数千kmの惑星によって打たれたより大きな惑星であったというものです。この影響により、元の地殻とマントルの多くが取り除かれ、コアが主要なコンポーネントとして残った可能性があります。

別の理論は、水星は太陽のエネルギー出力が安定する前に太陽星雲から形成された可能性があるというものです。このシナリオでは、水星はもともと現在の2倍の質量でしたが、原太陽が収縮したときに25,000〜35,000 K（または10,000 K程度）の温度にさらされていました。このプロセスにより、水星の表面の岩石の多くが蒸発し、現在のサイズと組成にまで減少しました。

3つ目の仮説は、太陽の星雲が水星の降着元の粒子に抵抗を引き起こしたということです。つまり、軽い粒子は失われ、集まって水星を形成することはありませんでした。当然、これらの理論のいずれかを確認または除外する前に、さらなる分析が必要です。

一見すると、水星は地球の月に似ています。小惑星の衝突クレーターと古代の溶岩流が特徴の乾燥した風景です。広大な平野と組み合わせると、これらは地球が何十億年もの間地質学的に不活発であったことを示しています。ただし、類似した地質がかなり広がっている月と火星とは異なり、水星の表面ははるかに乱雑に見えます。他の一般的な機能には、ドーサ（別名「しわの尾根」）、月のような高地、モンテ（山）、平原（平野）、ルーペ（断崖）、谷（谷）などがあります。

これらの機能の名前は、さまざまなソースに由来しています。クレーターは、アーティスト、ミュージシャン、画家、作家の名前が付けられています。尾根は科学者にちなんで名付けられました。うつ病は建築作品にちなんで名付けられました。山はさまざまな言語で「暑い」という単語にちなんで名付けられています。飛行機はさまざまな言語で水星の名前が付けられています。崖は科学探査の船にちなんで名付けられ、谷は電波望遠鏡施設にちなんで名付けられました。

46億年前のその形成中およびその後に、水星は彗星と小惑星によってひどく砲撃され、恐らくは後期重爆撃期間中に再び爆撃されました。この激しいクレーター形成の期間中、惑星の表面全体に影響がありました。これは、一部には、インパクターの速度を落とすための大気がないためです。この間、惑星は火山活動をしており、放出されたマグマは滑らかな平野を作り出したでしょう。

水星のクレーターの直径は、小さなボウル型の空洞から数百キロメートルにわたる多輪の衝突盆地までさまざまです。最大の知られているクレーターは、直径1,550 kmのカロリス盆地です。それを作成した影響は非常に強力で、惑星の反対側で溶岩の噴火を引き起こし、衝突クレーターを囲む高さ2 km以上の同心円状の輪を残しました。概して、調査された水星の部分で約15の衝突盆地が特定されています。

水星はそのサイズが小さく、59日間にわたってゆっくりと回転しますが、地球の強さの約1.1％の、明らかに地球規模の大きな磁場があります。この磁場は、地球の磁場と同様に、ダイナモ効果によって生成される可能性があります。このダイナモ効果は、惑星の鉄分の豊富な液体コアの循環から生じます。

水星の磁場は惑星の周りの太陽風をそらすのに十分強いため、磁気圏を作り出します。惑星の磁気圏は、地球内に収まるのに十分小さいが、太陽風プラズマをトラップするのに十分強いので、惑星の表面の宇宙風化に寄与します。

雰囲気と温度：

水銀は熱く、小さすぎて雰囲気を保つことができません。ただし、水素、ヘリウム、酸素、ナトリウム、カルシウム、カリウム、水蒸気で構成され、圧力レベルが約10の希薄で変動する外気圏があります。^-14 バー（地球の大気圧の1千分の1）。この外気圏は、太陽から捕獲された粒子、火山のガス放出、および隕石の衝突によって軌道に蹴り出された破片から形成されたと考えられています。

実行可能な雰囲気がないため、水星には太陽からの熱を保持する方法がありません。これとその高度な離心率の結果として、惑星はかなりの温度変化を経験します。一方、太陽に面する側は最大700 K（427°C）の温度に達することができますが、影のある側は100 K（-173°C）に下がります。

これらの高温にもかかわらず、水氷と有機分子の存在さえ水星の表面に確認されました。極にある深いクレーターの床は、直射日光にさらされることはなく、気温は惑星の平均を下回っています。

これらの氷の地域は約10を含むと考えられています¹⁴–10¹⁵ kgの凍結水。昇華を阻害するレゴリスの層で覆われている場合があります。水星の氷の起源はまだ不明ですが、最も可能性の高い2つの原因は、惑星の内部からの水のガス放出、または彗星の影響による堆積です。

歴史的観察：

肉眼で見える他の惑星と同様に、水星は人間の天文学者によって観測されてきた長い歴史があります。水星に関する最も初期の記録された観測は、バビロニアの天文学と占星術の概要であるマルアピンタブレットからのものであると考えられています。

紀元前14世紀に行われた可能性が最も高い観測では、惑星を「跳躍する惑星」と呼んでいます。惑星を「ナブ」（バビロニア神話の神々への使者の後）と呼ぶ他のバビロニアの記録は、紀元前最初の千年紀にさかのぼります。これの理由は、水星が空を横切って最も速く移動する惑星であることと関係があります。

古代ギリシャ人にとって、水星は「スチルボン」（「キラリと光る」を意味する名前）、ヘルマオン、ヘルメスとしてさまざまに知られていました。バビロニア人と同様に、この後者の名前はギリシャのパンテオンの使者に由来しています。ローマ人はこの伝統を守り、ギリシアのエルメスと同等の神々の足の速いメッセンジャーにちなんで惑星メルクリウスを命名しました。

彼の本の中で 惑星仮説、グレコエジプトの天文学者プトレマイオスは、太陽の表面を横切る惑星の通過の可能性について書いています。水星と金星の両方で、彼は惑星が小さすぎて見えないか、トランジットがあまりにも頻度が少ないため、トランジットは観測されなかったと示唆しました。

古代中国人にとって、水星は陳興（「アワースター」）、そして北の方向と水の要素に関連付けられていました。同様に、現代の中国、韓国、日本、ベトナムの文化では、5つの要素に基づいて、この惑星を文字どおり「ウォータースター」と呼んでいます。ヒンドゥー教の神話では、ブッダの名前は水星に使用された-水曜日に主宰すると考えられていた神。

同じことは、オーディン（またはウォーデン）神を水星と水曜日に関連付けたゲルマン部族にも当てはまります。マヤは、水星をフクロウ、またはおそらく4つのフクロウとして表現している可能性があります。2つは朝の側面で、もう2つは夕方で、地下世界へのメッセンジャーとして機能しました。

中世のイスラム天文学では、11世紀のアンダルシアの天文学者アブイシャクイブラヒムアルザルカリはマーキュリーの地球中心軌道を楕円形であると説明していましたが、この洞察は彼の天文理論や天文計算に影響を与えませんでした。 12世紀、イブンバジャーは「太陽の表面に黒い斑点として2つの惑星」を観測しましたが、これは後に水星や金星の通過として示唆されました。

インドでは、15世紀にケララ学校の天文学者ニラカンタソマヤジが、16世紀にティコブラエによって提案されたシステムと同様に、水星が太陽を周回し、次に地球を周回する、部分的に太陽中心の惑星モデルを開発しました。

望遠鏡を使用した最初の観測は、17世紀初頭にガリレオガリレイによって行われました。彼は金星を見るときに段階を観察しましたが、彼の望遠鏡は水星が同様の段階を通過するのを見るには十分に強力ではありませんでした。 1631年、ピエールガッセンディは、ヨハネスケプラーによって予測された水星の通過を目にしたとき、太陽を横切る惑星の通過を初めて望遠鏡で観測しました。

1639年、ジョヴァンニズピは望遠鏡を使用して、惑星が金星や月と同様の軌道段階を持っていることを発見しました。これらの観察結果は、水星が太陽の周りを周回していることを最終的に示しており、宇宙のコペルニクスの太陽中心モデルが正しいモデルであることを明確に証明するのに役立ちました。

1880年代、ジョヴァンニスキアパレッリは惑星をより正確にマッピングし、水星の自転周期は88日であり、潮汐による固定のために軌道周期と同じであると示唆しました。水星の表面をマッピングする取り組みは、地図と彼自身の観察の両方を含む本を1934年に発行したEugenios Antoniadiによって続けられました。惑星の表面の特徴の多く、特にアルベドの特徴は、アントニアディの地図から名前を取っています。

1962年6月、ソビエト科学アカデミーのソビエト科学者たちは最初にレーダー信号を水星から跳ね返して受信し、レーダーを使用して惑星をマッピングする時代が始まりました。 3年後、アメリカ人のゴードンペッテンギルとR.ダイスは、アレシボ天文台の電波望遠鏡を使用してレーダー観測を行いました。彼らの観察は、惑星の自転周期は約59日であり、惑星は同期自転を持っていなかったと結論的に示しました（当時は広く信じられていました）。

地上の光学観測は水星にそれ以上の光を当てませんでしたが、マイクロ波波長で干渉法を使用する電波天文学者-日射の除去を可能にする技術-は、いくつかの深さまで地下層の物理的および化学的特性を識別することができましたメートル。

2000年に、ウィルソン山天文台によって高解像度の観測が行われました。マウントウィルソン天文台は、惑星の以前には見えなかった部分の表面の特徴を解決する最初のビューを提供しました。惑星のほとんどは、アレシボレーダー望遠鏡によって5 kmの解像度でマッピングされています。これには、水氷であると考えられていたものの影になったクレーターの極堆積物も含まれます。

探索：

最初の宇宙探査機が水星を通過する前は、その最も基本的な形態学的特性の多くは不明のままでした。これらの最初のものはNASAの マリナー10は、1974年から1975年の間に惑星を通過しました。この惑星への3つの接近の過程で、水星の表面の最初のクローズアップ画像をキャプチャすることができました。特徴。

残念ながら、 マリナー10の軌道周期、惑星の同じ面がそれぞれで照らされました マリナー10の接近。これにより、惑星の両側の観測が不可能になり、惑星の表面の45％未満のマッピングが生じました。

最初の接近時に、計器は磁場も検出しました。これは惑星地質学者の大きな驚きです。 2番目の接近アプローチは主にイメージングに使用されましたが、3番目のアプローチでは、広範な磁気データが取得されました。データは、惑星の磁場が地球のそれに非常に似ていて、惑星の周りに太陽風をそらすことを明らかにしました。

1975年3月24日、最後の接近からわずか8日後、 マリナー10 燃料がなくなり、コントローラーにプローブをシャットダウンするように促しました。 マリナー10 まだ太陽を周回していると考えられ、数か月ごとに水星の近くを通過します。

マーキュリーへの2番目のNASAの任務は、水星表面、宇宙環境、地球化学、および測距（または メッセンジャー）宇宙探査機。このミッションの目的は、水星に関連する6つの重要な問題、つまり、高密度、地質史、磁場の性質、コアの構造、極に氷があるかどうか、そしてどこにあるかを明らかにすることでした希薄な雰囲気から来ています。

この目的のために、探査機は惑星よりはるかに高い解像度の画像を収集するイメージングデバイスを搭載していました。 マリナー10、地殻内の元素の存在量を決定するための各種分光計、および荷電粒子の速度を測定するための磁力計とデバイス。

2004年8月3日にケープカナベラルから打ち上げられて、2008年1月14日に水星の最初のフライバイを行い、2008年10月6日に2回、2009年9月29日に3回目の飛行を行いました。 マリナー10 これらの接近飛行中にマップされました。 2011年3月18日、探査機は惑星の周りの楕円軌道に入り、3月29日までに画像の撮影を開始しました。

1年間のマッピングミッションを終えた後、2013年まで続いた1年間の延長ミッションに入りました。メッセンジャー'最終操縦は2015年4月24日に行われ、2015年4月30日に必然的に水星の表面に衝突する原因となった燃料と制御されていない軌道がなくなりました。

2016年、欧州宇宙機関と宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、 ベピコロンボ。 2024年までに水星に到達すると予想されているこのロボット宇宙探査機は、マッパープローブと磁気圏プローブの2つのプローブで水星を周回します。

磁気圏プローブは楕円軌道に放出され、その後化学ロケットを発射してマッパープローブを円軌道に配置します。その後、マッパープローブは、赤外線、紫外線、X線、ガンマ線など、さまざまな波長で惑星を研究します。 メッセンジャー。

はい、水星は極端な惑星であり、矛盾に満ちています。極端な高温から極寒までの範囲です。表面は溶けていますが、表面には氷と有機分子が含まれています。そして、それは識別可能な大気を持っていませんが、外圏と磁気圏を持っています。太陽に近接していることと合わせて、この地上の世界についてよく知らないのは不思議ではありません。

私たちがこの世界に近づき、その極限をより徹底的に研究するために、テクノロジーが将来存在することを期待することができます。

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水銀の場所と動き：