Utforskning av Merkurius

Utforskning av Merkurius  - insamling, systematisering och jämförelse av vetenskapliga data om planeten Merkurius .

Historik

Forntida och medeltida observationer

Den tidigaste kända observationen av Merkurius registrerades i " Mul'apin "-tabellerna (en samling babyloniska astrologiska tabeller). Denna observation gjordes troligen av assyriska astronomer runt 1300-talet f.Kr. e. [1] Det sumeriska namnet som används för Merkurius i Mul apin-tabellerna kan transkriberas som UDU.IDIM.GU\U 4 .UD ("hoppande planet") [2] . Till en början förknippades planeten med guden Ninurta [3] , och i senare uppteckningar kallas den " Naboo " för att hedra visdomens gud och skriftkonsten [4] .

I det antika Grekland , vid Hesiods tid, var planeten känd under namnen Στίλβων ("Stilbon") och Ἑρμάων ("Hermaon") [5] . Namnet "Hermaon" är en form av namnet på guden Hermes [6] . Senare började grekerna kalla planeten "Apollo".

Det finns en hypotes att namnet "Apollo" motsvarade synlighet på morgonhimlen och "Hermes" ("Hermaon") på kvällen [7] [8] . Romarna döpte planeten efter handelsguden Merkurius , som är likvärdig med den grekiska guden Hermes , eftersom han rör sig genom himlen snabbare än de andra planeterna [9] [10] . Den romerske astronomen Claudius Ptolemaios , som bodde i Egypten , skrev om möjligheten av en planet att passera över solens skiva i sitt arbete Hypotheses about the Planets. Han föreslog att en sådan transit aldrig hade observerats eftersom Merkurius var för liten för att observera eller för att fenomenet var ovanligt [11] .

I det forntida Kina kallades Merkurius Chen-xing (辰星), "Morgonstjärna". Det var förknippat med riktningen av norr, svart färg och elementet vatten i Wu-sin [12] . Enligt " Hanshu " erkändes den synodiska perioden av Merkurius av kinesiska vetenskapsmän som 115,91 dagar, och enligt " Hou Hanshu " - 115,88 dagar [13] . I moderna kinesiska, koreanska, japanska och vietnamesiska kulturer började planeten kallas "Water Star" (水星).

Hinduisk mytologi använde namnet Budha ( Skt. बुधः ) för Merkurius . Den här guden, sonen till Soma , presiderade på onsdagar. I den germanska hedendomen var guden Oden också förknippad med planeten Merkurius och med miljön [14] . Mayaindianerna representerade Merkurius som en uggla (eller kanske som fyra ugglor, varav två motsvarade Merkurius' morgonutseende och två mot kvällen), som var efterlivets budbärare [15] . På hebreiska kallades Merkurius "Kochav Hama" ( Hebr. כוכב חמה ‏, "solplanet") [16] .

I den indiska astronomiska avhandlingen " Surya Siddhanta ", daterad till 500-talet , uppskattades Merkurius radie till 2420 km. Felet jämfört med den sanna radien (2439,7 km) är mindre än 1 %. Denna uppskattning baserades dock på ett felaktigt antagande om planetens vinkeldiameter, som togs som 3 bågminuter.

Inom medeltida arabisk astronomi beskrev den andalusiske astronomen Az-Zarkali avståndet från Merkurius geocentriska bana som en oval som ett ägg eller en pinjenöt. Men denna gissning påverkade inte hans astronomiska teori och hans astronomiska beräkningar [17] [18] . På 1100-talet observerade Ibn Baja två planeter som fläckar på solens yta. Senare föreslog astronomen vid Maraga-observatoriet Ash-Shirazi att hans föregångare observerade passagen av Merkurius och (eller) Venus [19] . I Indien utvecklade Kerala-astronomen Nilakansa Somayaji en delvis heliocentrisk planetmodell 1400 - talet där Merkurius kretsade runt solen, som i sin tur kretsade runt jorden. Detta system liknade det av Tycho Brahe , utvecklat på 1500-talet [20] .

Medeltida observationer av Merkurius i de norra delarna av Europa försvårades av det faktum att planeten alltid observeras i gryningen - morgon eller kväll - mot bakgrund av skymningshimlen och ganska lågt över horisonten (särskilt på nordliga breddgrader). Perioden för dess bästa sikt (förlängning) inträffar flera gånger om året (varar cirka 10 dagar). Även under dessa perioder är det inte lätt att se Merkurius med blotta ögat (en relativt svag stjärna mot en ganska ljus himmelsbakgrund). Det finns en historia om att Nicholas Copernicus , som observerade astronomiska objekt på de nordliga breddgraderna och det dimmiga klimatet i de baltiska staterna , ångrade att han inte hade sett Merkurius i hela sitt liv. Denna legend bildades baserat på det faktum att Copernicus arbete "Om de himmelska sfärernas rotationer" inte ger ett enda exempel på observationer av Merkurius, men han beskrev planeten med hjälp av resultaten av observationer från andra astronomer. Som han själv sa, kan Merkurius fortfarande "fångas" från de nordliga breddgraderna, visa tålamod och list. Följaktligen kunde Copernicus mycket väl observera Merkurius och observerade den, men han gjorde beskrivningen av planeten enligt någon annans forskningsresultat [21] .

Teleskopobservationer

Den första teleskopiska observationen av Merkurius gjordes av Galileo Galilei i början av 1600-talet . Även om han observerade Venus faser , var hans teleskop inte tillräckligt kraftfullt för att observera faserna av Merkurius. Den 7 november 1631 gjorde Pierre Gassendi den första teleskopiska observationen av en planets passage över solskivan [22] . Övergångsögonblicket beräknades tidigare av Johannes Kepler. År 1639 upptäckte Giovanni Zupi med ett teleskop att Merkurius omloppsfas liknar månen och Venus. Observationer har definitivt visat att Merkurius kretsar runt solen.

Mycket sällan täcker en planet skivan på en annan, observerad från jorden. Venus täcker Merkurius med några sekel, och denna händelse observerades endast en gång i historien - den 28 maj 1737 av John Bevis vid Royal Greenwich Observatory [23] . Nästa ockultation av Merkurius av Venus kommer att vara den 3 december 2133 [24] .

Svårigheterna som åtföljer observationen av Merkurius ledde till att den under lång tid studerades sämre än andra planeter. År 1800 meddelade Johann Schroeter , som observerade detaljerna på Merkurius yta, att han hade observerat berg 20 km höga på den. Friedrich Bessel , med hjälp av skisser av Schroeter, bestämde felaktigt rotationsperioden runt sin axel vid 24 timmar och axelns lutning vid 70 ° [25] . På 1880 -talet kartlade Giovanni Schiaparelli planeten mer exakt och föreslog att rotationsperioden är 88 dagar, vilket sammanfaller med den sideriska rotationsperioden runt solen på grund av tidvattenkrafter [26] . Arbetet med att kartlägga Merkurius fortsattes av Eugène Antoniadi , som publicerade en bok 1934 som presenterade gamla kartor och sina egna observationer [27] . Många detaljer av Merkurius yta fick sitt namn enligt Antoniadis kartor [28] .

Italienske astronomen Giuseppe Colombonoterade att rotationsperioden är 2/3 av den sideriska perioden av Merkurius revolution, och föreslog att dessa perioder faller in i en 3:2-resonans [29] . Data från Mariner 10 bekräftade därefter denna uppfattning [30] . Det betyder inte att kartorna över Schiaparelli och Antoniadi är fel. Det är bara det att astronomer såg samma detaljer om planeten vartannat varv runt solen, skrev in dem i kartor och ignorerade observationer vid den tidpunkt då Merkurius vändes mot solen på andra sidan, för på grund av omloppsbanans geometri vid den tiden. tidpunkten för observation var dåliga [25] .

Närheten till solen skapar vissa problem för den teleskopiska studien av Merkurius. Så till exempel har Hubble- teleskopet aldrig använts och kommer inte att användas för att observera denna planet. Dess enhet tillåter inte observationer av objekt nära solen - om du försöker göra detta kommer utrustningen att få irreversibel skada [31] .

Utforskning av Merkurius med moderna metoder

Merkurius är den minst utforskade jordiska planeten. Teleskopiska metoder för dess studie på 1900-talet kompletterades med radioastronomi , radar och forskning med hjälp av rymdfarkoster ( AMS ). Radioastronomiska mätningar av Merkurius gjordes första gången 1961 av Howard, Barrett och Haddock med hjälp av en reflektor med två radiometrar monterade på den [32] . År 1966, baserat på de ackumulerade data, erhölls ganska bra uppskattningar av yttemperaturen på Merkurius: 600 K i subsolar punkten och 150 K på den obelysta sidan. De första radarobservationerna utfördes i juni 1962 av gruppen V. A. Kotelnikov vid IRE , de avslöjade likheten mellan de reflekterande egenskaperna hos Merkurius och Månen. År 1965 gjorde liknande observationer vid Arecibo -radioteleskopet det möjligt att få en uppskattning av Merkurius rotationsperiod: 59 dagar [33] .

Utvecklingen av elektronik och informatik möjliggjorde markbaserade observationer av Merkurius med CCD -strålningsmottagare och efterföljande datorbearbetning av bilder. En av de första serierna av observationer av Merkurius med CCD-mottagare utfördes 1995 - 2002 av Johan Varell vid observatoriet på ön La Palma på ett halvmeters solteleskop[ specificera ] . Varell valde det bästa av skotten utan att använda datormixning. Reduktionen började tillämpas vid Abastumani Astrophysical Observatory på serien av fotografier av Merkurius som erhölls den 3 november 2001, samt på Skinakas Observatory vid Heraklion University på serien från 1–2 maj 2002; för att bearbeta resultaten av observationer användes metoden för korrelationsmatchning . Den resulterande upplösta bilden av planeten liknade Mariner-10-fotomosaiken; konturerna av små formationer 150–200 km stora upprepades. Så här sammanställdes kartan över Merkurius för longituderna 210-350° [34] .

Att skicka ett rymdskepp till Merkurius är extremt svårt [35] . Först måste du sakta ner enheten så att den går in i en mycket elliptisk bana, och så snart den närmar sig Merkurius, ge en impuls att gå in i planetens bana. Under flygningen kommer avsevärd hastighet att ackumuleras , och med tanke på Merkurius svaga attraktion behövs mycket bränsle för den andra manövern. Därför har bara två rymdfarkoster utforskat Merkurius.

Den första var NASA :s Mariner 10 , som flög förbi planeten tre gånger 1974-1975 ; den maximala inflygningen var 320 km; som ett resultat erhölls flera tusen bilder, som täckte cirka 45 % av ytan. Ytterligare studier från jorden visade möjligheten att det finns vattenis i polära kratrar.

Det andra var ett NASA-uppdrag kallat " Messenger ". Enheten lanserades den 3 augusti 2004 och i januari 2008 flög den runt Merkurius för första gången. Den 17 mars 2011, efter att ha gjort en serie gravitationsmanövrar nära Merkurius, Jorden och Venus, gick Messenger-sonden in i Merkurius omloppsbana. Det antogs att med hjälp av utrustningen installerad på den skulle sonden kunna utforska planetens landskap, sammansättningen av dess atmosfär och yta; Dessutom kommer Messenger-utrustningen att göra det möjligt att genomföra studier av energipartiklar och plasma [36] . Den 17 juni 2011 blev det känt att, enligt de första studierna utförda av AMS Messenger, är planetens magnetfält inte symmetriskt om polerna; sålunda når olika antal solvindspartiklar Nord- och Sydpolen av Merkurius. En analys gjordes också av förekomsten av kemiska grundämnen på planeten [37] . 2015 föll Messenger-sonden på Merkurius och bildade en femton meter lång krater.

Den 20 oktober 2018 skedde lanseringen av Bepi Colombo AMS ( BepiColombo ), skapad av ESA tillsammans med Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Uppdraget består av två rymdfarkoster: Mercury Planetary Orbiter (MPO) och Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO); den europeiska MPO kommer att utforska Merkurius yta och djup, medan den japanska MMO kommer att observera planetens magnetfält och magnetosfär. Den kommer att gå in i omloppsbanan runt Merkurius i december 2025 [38] [39] , där den kommer att delas upp i två komponenter.

Anteckningar

1. ↑ Schaefer BE Latituden och epoken för ursprunget till den astronomiska kunskapen i Mul.Apin  //  American Astronomical Society Meeting 210, #42.05. - American Astronomical Society , 2007. - Vol. 38 . - S. 157 .  (Tillgänglig: 12 juni 2011)
2. ↑ Hunger H., Pingree D. MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform  (German)  // Archiv für Orientforschung. - Österrike: Verlag Ferdinand Berger & Sohne Gesellschaft MBH, 1989. - Bd. 24 . - S. 146 .
3. ↑ Kurtik G. E. Stjärnhimmel i det antika Mesopotamien. - St Petersburg. : Aletheia, 2007. - S. 543-545. - ISBN 978-5-903354-36-8 .
4. ↑ Personal. MESSENGER: Merkurius och antika kulturer . NASA JPL (2008). Hämtad 7 april 2008. Arkiverad från originalet 22 maj 2012. (obestämd)
5. ↑ HG Liddell och R. Scott; varv. H.S. Jones och R. McKenzie. Grekisk-engelska lexikon, med ett reviderat tillägg  (engelska) . — 9:e. - Oxford: Oxford University Press , 1996. - P. 690 och 1646. - ISBN 0-19-864226-1 .
6. ↑ V.N. Yarkho. Anonyma Vatikanen. Om den otroliga  (engelska)  // Bulletin of ancient history. - 1992.  (Behandlingsdatum: 7 juli 2011)
7. ↑ Merkurius . Astronet . Hämtad 7 juli 2011. Arkiverad från originalet 26 september 2011. (obestämd)
8. ↑ Merkurius - Solens granne. Hämtad 7 juli 2011. Arkiverad från originalet 22 maj 2012. (obestämd)
9. ↑ Dunne, JA och Burgess, E. Kapitel ett // The Voyage of Mariner 10 - Mission to Venus and Mercury  . — NASA History Office, 1978.
10. ↑ Antoniadi, Eugene Michel; Översatt från franska av Moore, Patrick. Planeten Merkurius  . - Shaldon, Devon: Keith Reid Ltd, 1974. - S. 9-11. — ISBN 0-90-409402-2 .
11. ↑ Goldstein BR Den pre-teleskopiska behandlingen av faserna och den skenbara storleken på Venus  //  Journal for the History of Astronomy. - 1996. - S. 1-12 . - doi : 10.1177/002182869602700101 . — .
12. ↑ Kelley, David H.; Milone, E.F.; Aveni, Anthony F. Exploring Ancient Skies: An Encyclopedic Survey of Archaeoastronomy  (engelska) . - Birkhäuser , 2004. - ISBN 0-38-795310-8 .
13. ↑ Andlig kultur i Kina: uppslagsverk. T. 5. - M . : Vost. lit., 2009. - S. 104.
14. ↑ Bakich, Michael E. Cambridge Planetary Handbook  . - Cambridge University Press , 2000. - ISBN 0-52-163280-3 .
15. ↑ Milbrath, Susan. Star Gods of the Maya: Astronomy in Art, Folklore and Calendars  (engelska) . - University of Texas Press , 1999. - ISBN 0-29-275226-1 .
16. ↑ Sjömonster i himlen . Centralrådet för judar i Tyskland (29 januari 2010). Hämtad 2 mars 2011. Arkiverad från originalet 12 juni 2012. (obestämd)
17. ↑ Samsó J., Mielgo H. Ibn al-Zarqālluh om Merkurius  //  Journal for the History of Astronomy. - 1994. - Vol. 25 . - s. 289-296 .  (Tillgänglig: 12 juni 2011)
18. ↑ Hartner W. Merkuriushoroskopet av Marcantonio Michiel av Venedig  //  Vistas in Astronomy. - 1955. - Vol. 1 . - S. 84-138 [118-122] .
19. ↑ Ansari, S. M. Razaullah. Historia om orientalisk astronomi: förfaranden för den gemensamma diskussionen-17 vid den 23:e generalförsamlingen för International Astronomical Union, organiserad av kommissionen 41 (History of Astronomy), som hölls i Kyoto, 25-26 augusti 1997. - Springer , 2002. - S. 137. - ISBN 978-94-015-9862-0 . - doi : 10.1007/978-94-015-9862-0 .
20. ↑ Ramasubramanian K., Srinivas MS, Sriram MS Modifiering av den tidigare indiska planetteorin av Kerala Astronomers (ca 1500 e.Kr.) och den implicita heliocentriska bilden av planetarisk rörelse  //  Aktuell vetenskap. - 1994. - Vol. 66 . - s. 784-790 . Arkiverad från originalet den 23 december 2010.  (Tillgänglig: 12 juni 2011)
21. ↑ Nicolaus Copernicus och Merkurius . Hämtad 10 juni 2011. Arkiverad från originalet 25 juni 2012. (obestämd)
22. ↑ Passager av planeter genom solskivan // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus och Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 extra). - St Petersburg. 1890-1907.
23. ↑ Sinnott RW, Meeus J. John Bevis and a Rare Occultation  //  Sky and Telescope. - 1986. - Vol. 72 . — S. 220 .
24. ↑ Ferris, Timothy. Se i mörkret: Hur amatörastronomer upptäcker underverket  . — Simon och Schuster , 2002. — ISBN 9781476711751 .
25. ↑ 1 2 Colombo G., Shapiro II The Rotation of the Planet Mercury  //  SAO Special Report #188R. - 1965. - Vol. 188 .
26. ↑ Holden ES tillkännagivande av upptäckten av Mercurius rotationsperiod, av professor Schiaparelli  // Publications of the Astronomical Society of the Pacific  . - 1890. - Vol. 2 . — S. 79 . - doi : 10.1086/120099 .  (Tillgänglig: 12 juni 2011)
27. ↑ Beatty, J. Kelly; Petersen, Carolyn Collins; Chaikin, Andrew. Det nya solsystemet  . - Cambridge University Press , 1999. - ISBN 0-52-164587-5 .
28. ↑ Merton E. Davies, et al. Ytkartläggning // Atlas of Mercury . - National Aeronautics and Space Administration Office of Space Sciences, 1978.
29. ↑ Colombo G. Rotationsperiod för planeten Merkurius   // Nature . - 1965. - Vol. 208 . — S. 575 . - doi : 10.1038/208575a0 .  (Tillgänglig: 12 juni 2011)
30. ↑ Davies, Merton E. et al. Mariner 10 uppdrag och rymdfarkost . SP-423 Atlas of Mercury . NASA JPL (oktober 1976). Hämtad 7 april 2008. Arkiverad från originalet 22 maj 2012. (obestämd)
31. ↑ Intressanta fakta om Merkurius. Universe Today  (engelska) . Arkiverad från originalet den 22 maj 2012.
32. ↑ Howard III WE, Barrett AH, Haddock FT Mätning av mikrovågsstrålning från planeten Merkurius  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1962. - Vol. 136 . - P. 995-1004 .
33. ↑ Kuzmin A.D. Resultat av radioobservationer av Merkurius, Venus och Mars  // Uspekhi Fizicheskikh Nauk . - Ryska vetenskapsakademin , 1966. - T. 90 , nr. 10 . - S. 303-314 . (ryska)
34. ↑ Xanfomality L. V. Okänd Merkurius  // I vetenskapens värld . - 2008. - Nr 2 .  (Tillgänglig: 12 juni 2011)
35. ↑ Bekantskap och farväl till Mercury Arkiverad 14 september 2015 på Wayback Machine // Geektimes
36. ↑ "Messenger" gick in i Merkurius omloppsbana . Lenta.ru (18 mars 2011). Hämtad 18 mars 2011. Arkiverad från originalet 26 juli 2012. (obestämd)
37. ↑ "Messenger" samlade information om groparna på Merkurius . Lenta.ru (17 juni 2011). Hämtad 17 juni 2011. Arkiverad från originalet 19 juni 2011. (obestämd)
38. ↑ BepiColombo faktablad . Europeiska rymdorganisationen (6 juli 2017). Hämtad 6 juli 2017. Arkiverad från originalet 10 september 2017. (obestämd)
39. ↑ BepiColombo-lanseringen omplanerad till oktober 2018 (länk ej tillgänglig) . Europeiska rymdorganisationen (25 november 2016). Hämtad 14 december 2016. Arkiverad från originalet 19 mars 2017. (obestämd) 

I bibliografiska kataloger	J9U : 987007539899205171 LCCN : sh2008000919