W dniu 21 grudnia 2022 roku o godzinie 16, Merkury b\u0119dzie, z punktu widzenia ziemskiego obserwatora, najdalej oddalony od S\u0142o\u0144ca w kierunku wschodnim, czyli osi\u0105gnie maksymaln\u0105 elongacj\u0119 wschodni\u0105. K\u0105t maksymalnej elongacji wyniesie 20\u00b008\u2019. Odleg\u0142o\u015b\u0107 k\u0105towa Merkurego od S\u0142o\u0144ca podczas grudniowej elongacji nie jest imponuj\u0105cy.<\/p>\n\n\n
\n\u0179r\u00f3d\u0142o: P. G. Kuligowski, Poradnik Mi\u0142o\u015bnika Astronomii, PWN, 1976<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Z mechaniki nieba wiadomo, \u017ce orbita Merkurego jak i Ziemi s\u0105 w przybli\u017ceniu eliptyczne, przy czym mimo\u015br\u00f3d orbity merkuria\u0144skiej jest wi\u0119kszy. Kiedy orbity obu planet by\u0142yby ko\u0142owe, w\u00f3wczas maksymalny k\u0105t elongacji Merkurego wyni\u00f3s\u0142 by 22\u00b046\u2019. W wypadku rzeczywistym tak nie jest i maksymalny k\u0105t elongacji zmienia si\u0119. W zale\u017cno\u015bci od po\u0142o\u017cenia obu planet na swoich orbitach, maksymalny k\u0105t elongacji waha si\u0119 od 17\u00b030\u2019 do 27\u00b050\u2019 (w obecnych czasach). Z przeprowadzonych przez Jeana Meeusa [1] oblicze\u0144 wynika, \u017ce k\u0105t maksymalnej elongacji zachodniej jest osi\u0105gany pod koniec marca lub na pocz\u0105tku kwietnia, czyli w okresie, kiedy Merkury znajduje si\u0119 w pobli\u017cu aphelium swojej orbity, natomiast Ziemia znajduje si\u0119 w\u00f3wczas w przybli\u017ceniu w \u015bredniej odleg\u0142o\u015bci od S\u0142o\u0144ca. Z przeprowadzonych oblicze\u0144 za okres 2000 – 2100 wynika, \u017ce ekstremalny maksymalny k\u0105t elongacji zachodniej zostanie osi\u0105gni\u0119ty w nast\u0119puj\u0105cych terminach:<\/p>\n\n\n\n
30 III 2046 roku, 27\u00b049\u201930\u201d W<\/p>\n\n\n\n
02 IV 2059 roku, 27\u00b049\u201949,8\u201d W<\/p>\n\n\n\n
30 III 2092 roku, 27\u00b049\u201943,68\u201d W<\/p>\n\n\n\n
Najwi\u0119kszy k\u0105t elongacji wschodniej jest osi\u0105gany przez Merkurego w sierpniu, wtedy Merkury ponownie znajduje si\u0119 w pobli\u017cu aphelium swojej orbity, natomiast Ziemia znajduje si\u0119 w odleg\u0142o\u015bci 151,47 mln km od S\u0142o\u0144ca. W XXI wieku wyst\u0105pi\u0105 jeszcze cztery ekstremalnie maksymalne elongacje wschodnie Merkurego:<\/p>\n\n\n\n
15 VIII 2049 roku, 27\u00b026\u201904,92\u201d E<\/p>\n\n\n\n
18 VIII 2062 roku, 27\u00b025\u201955.02\u201d E<\/p>\n\n\n\n
13 VIII 2082 roku, 27\u00b025\u201933,24\u201d E<\/p>\n\n\n\n
16 VIII 2095 roku, 27\u00b026\u201902,4\u201d E<\/p>\n\n\n\n
Je\u015bli spojrzy si\u0119 na warto\u015bci ekstremalnych maksymalnych k\u0105t\u00f3w elongacji Merkurego to zauwa\u017cy\u0107 mo\u017cna, \u017ce k\u0105t ten jest wi\u0119kszy w wypadku elongacji zachodniej. Dlaczego? Odpowied\u017a jak zawsze znajdziemy w mechanice nieba. Ot\u00f3\u017c zar\u00f3wno w terminach elongacji wschodniej jak i zachodniej Merkury znajduje si\u0119 praktycznie w aphelium swojej orbity i odleg\u0142o\u015b\u0107 Merkurego od S\u0142o\u0144ca jest w przybli\u017ceniu taka sama. Natomiast odleg\u0142o\u015b\u0107 Ziemi od S\u0142o\u0144ca, w obu rozpatrywanych terminach, jest r\u00f3\u017cna. W terminach ko\u0144ca marca Ziemia znajduje si\u0119 w odleg\u0142o\u015bci oko\u0142o 149,5 mln km, natomiast w terminie sierpniowym Ziemia jest w nieco wi\u0119kszej odleg\u0142o\u015bci, 151,47 mln km. Ta r\u00f3\u017cnica w odleg\u0142o\u015bci Ziemi od S\u0142o\u0144ca powoduje, \u017ce r\u00f3\u017cnica maksymalnych k\u0105t\u00f3w elongacji wschodniej i zachodniej osi\u0105ga warto\u015b\u0107 rz\u0119du 0\u00b024\u2019.<\/p>\n\n\n\n
Orbity obu planet s\u0105 perturbowane i wzajemne po\u0142o\u017cenie peryheli\u00f3w Merkurego i Ziemi si\u0119 zmienia. D\u0142ugo\u015b\u0107 peryhelium orbity Ziemi zmienia si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 0,3226\u00b0 na stulecie, natomiast d\u0142ugo\u015b\u0107 peryhelium orbity Merkurego zmienia si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 0,1589\u00b0 na stulecie. Skutkuje to tym, \u017ce wzgl\u0119dne po\u0142o\u017cenie obu peryheli\u00f3w zwi\u0119ksza si\u0119. Z oblicze\u0144 obejmuj\u0105cych d\u0142u\u017cszy okres czasu wynika, \u017ce r\u00f3\u017cnica pomi\u0119dzy dwoma ekstremalnymi k\u0105tami elongacji (wschodniej i zachodniej) wynosi\u0142a w przesz\u0142o\u015bci jedynie oko\u0142o 21\u2019:<\/p>\n\n\n\n
Elongacja wschodnia: 11 VII – 906 rok, 27\u00b025\u201924,6\u201d E<\/p>\n\n\n\n
Elongacja zachodnia: 23 II – 906 rok, 27\u00b046\u201919,92\u201d W<\/p>\n\n\n\n
W LI wieku, je\u015bli do tego czasu ludzko\u015b\u0107 przetrwa, r\u00f3\u017cnica obu k\u0105t\u00f3w osi\u0105gnie warto\u015b\u0107 oko\u0142o 26\u2019:<\/p>\n\n\n\n
Elongacja wschodnia: 30 IX 5093 roku, 27\u00b027\u2019 9,72\u201d E<\/p>\n\n\n\n
Elongacja zachodnia: 17 V 5057 roku, 27\u00b052\u201949,08\u201d W<\/p>\n\n\n\n
K\u0105ty obu maksymalnych elongacji – wschodniej i zachodniej – by\u0142yby r\u00f3wne tylko w\u00f3wczas, kiedy orbita Ziemi by\u0142aby okr\u0119giem. Z mechaniki nieba wiadomo, \u017ce w chwili obecnej mimo\u015br\u00f3d orbity ziemskiej zmniejsza si\u0119 i orbita staje si\u0119 coraz bardziej zbli\u017cona do okr\u0119gu. Najbli\u017csze minimum mimo\u015brodu orbity ziemskiej, o warto\u015bci e=0,0023, zostanie osi\u0105gni\u0119te w 29500 roku.<\/p>\n\n\n\n
Z oblicze\u0144 przeprowadzonych na okres 2010 – 2040 [2] wynika, \u017ce najmniejsze warto\u015bci elongacji by\u0142y osi\u0105gni\u0119te 7 stycznia 2022 roku, kiedy to podczas elongacji wschodniej Merkury oddali\u0142 si\u0119 maksymalnie od S\u0142o\u0144ca na wsch\u00f3d na odleg\u0142o\u015b\u0107 19\u00b013\u2019 E oraz 8 pa\u017adziernika 2022 roku podczas elongacji zachodniej, kiedy to Merkury oddali\u0142 si\u0119 od S\u0142o\u0144ca na zach\u00f3d na odleg\u0142o\u015b\u0107 17\u00b059\u2019 W. W przysz\u0142ym roku 11 kwietnia 2023 roku Merkury oddali si\u0119 od S\u0142o\u0144ca na wsch\u00f3d na odleg\u0142o\u015b\u0107 19\u00b029\u2019E podczas elongacji wschodniej oraz 22 wrze\u015bnia 2023 roku, kiedy to podczas elongacji zachodniej Merkury oddali si\u0119 od S\u0142o\u0144ca na zach\u00f3d na odleg\u0142o\u015b\u0107 17\u00b052\u2019W. Najmniejsze warto\u015bci k\u0105ta elongacji s\u0105 osi\u0105gane w\u00f3wczas, kiedy Merkury znajduje si\u0119 w pobli\u017cu peryhelium swojej orbity.<\/p>\n\n\n
\n\u0179r\u00f3d\u0142o: P. G. Kuligowski, Poradnik Mi\u0142o\u015bnika Astronomii, PWN, 1976<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Merkury oraz Wenus podobnie jak i Ksi\u0119\u017cyc przechodzi przez cykl faz. Kiedy planety znajduj\u0105 si\u0119 mi\u0119dzy S\u0142o\u0144cem, a Ziemi\u0105, czyli wtedy, kiedy jest koniunkcja dolna, w\u00f3wczas planeta (Merkury, Wenus) s\u0105 w fazie nowiu. Kiedy planety znajduj\u0105 si\u0119 po przeciwnej stronie S\u0142o\u0144ca s\u0105 w koniunkcji g\u00f3rnej, w\u00f3wczas znajduj\u0105 si\u0119 w fazie pe\u0142ni. Podczas ruchu orbitalnego wyst\u0119puj\u0105 takie dwa po\u0142o\u017cenia planety, kt\u00f3re dla obserwatora ziemskiego s\u0105 w maksymalnej elongacji wschodniej lub zachodniej. Czyli teoretycznie powinny by\u0107 w fazie kwadry, co powinno objawi\u0107 si\u0119 tym, \u017ce obserwator widzia\u0142by tarcz\u0119 planety o\u015bwietlon\u0105 w 50%.<\/p>\n\n\n\n
\n
\n<\/figure><\/div><\/div>\n\n\n\n
\n<\/figure><\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
Mechanika powstawania faz planet wewn\u0119trznych na przyk\u0142adzie Wenus. \u0179r\u00f3d\u0142o: Stanis\u0142aw R. Brzostkiewicz, Wenus siostra Ziemi, Nasza Ksi\u0119garnia, 1988<\/p>\n\n\n\n
Czy tak jest rzeczywi\u015bcie? Ot\u00f3\u017c, kiedy orbity obu planet by\u0142yby ko\u0142owe w\u00f3wczas by\u0142oby to prawd\u0105. Rzeczywisto\u015b\u0107 jest inna. Rozwa\u017cymy to na przyk\u0142adzie Merkurego, gdy\u017c ta planeta jest bohaterem naszego niebia\u0144skiego spektaklu. Jak ju\u017c wspomniano wcze\u015bniej orbity Merkurego i Ziemi s\u0105 w przybli\u017ceniu eliptyczne. Mimo\u015br\u00f3d orbity Merkurego jest najwi\u0119kszy spo\u015br\u00f3d o\u015bmiu planet w naszym uk\u0142adzie S\u0142onecznym i wynosi e=0,20564. Mimo\u015br\u00f3d orbity Ziemskiej jest mniejszy i wynosi e=0,01671. W zale\u017cno\u015bci od po\u0142o\u017cenia planet na orbitach wzgl\u0119dem ich peryheli\u00f3w, podczas maksymalnej elongacji wschodniej lub zachodniej, powierzchnia planety wewn\u0119trznej mo\u017ce by\u0107 o\u015bwietlona powy\u017cej lub poni\u017cej 50 %. Maksymalna elongacja planety nie zbiega si\u0119 z faz\u0105 kwadry, chocia\u017c w wyniku sprzyjaj\u0105cych okoliczno\u015bci mo\u017ce tak si\u0119 zdarzy\u0107. Z przeprowadzonych oblicze\u0144 [3] wynika, \u017ce wielko\u015b\u0107 o\u015bwietlonej powierzchni planety Merkurego podczas maksymalnej elongacji wynosi:<\/p>\n\n\n\n
a) najwi\u0119ksza elongacja wschodnia: F= 0,368 – 0,634;<\/p>\n\n\n\n
b) najwi\u0119ksza elongacja zachodnia: F=0,365 – 0,638;<\/p>\n\n\n\n
c) przy czym dla ekstremalnego k\u0105ta elongacji wielko\u015b\u0107 o\u015bwietlenia zmienia si\u0119 w granicach: F=0,3676 – 0,6340.<\/p>\n\n\n
\n\u0179r\u00f3d\u0142o: Jean Meeus, More Mathematical Astronomy Morsels<\/em>, 2002, Willmann-Bell, Inc<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Dla Wenus wielko\u015b\u0107 o\u015bwietlenia powierzchni planety, podczas maksymalnej elongacji wschodniej lub zachodniej, nieznacznie r\u00f3\u017cni si\u0119 od 50 %, a to za spraw\u0105 ma\u0142ego mimo\u015brodu jej orbity, kt\u00f3ry wynosi e=0,00678. Wielko\u015b\u0107 o\u015bwietlenia podczas maksymalnej elongacji waha si\u0119 od F=0,487 (podczas elongacji w dniu 24 VIII 1994 roku), do F=0,512 (podczas elongacji w dniu 17 I 2001 roku).<\/p>\n\n\n\n
Warunki widzialno\u015bci w dniu 21 XII 2022 roku<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Na za\u0142\u0105czonej mapie nieba przedstawiono po\u0142o\u017cenie Merkurego, w chwili osi\u0105gni\u0119cia przez planet\u0119 maksymalnej elongacji wschodniej. Merkury b\u0119dzie znajdowa\u0142 si\u0119 w konstelacji Strzelca. Niestety, ale niebo nie b\u0119dzie ciemne. Co prawda S\u0142o\u0144ce znajdzie si\u0119 ju\u017c pod horyzontem, ale do godziny 16:07 b\u0119dzie jeszcze pod horyzontem na g\u0142\u0119boko\u015bci mniejszej ni\u017c 6\u00b0 (dla Warszawy), czyli b\u0119dzie w\u00f3wczas panowa\u0142 zmierzch cywilny (dla innych rejon\u00f3w naszego kraju zmierzch \u017ceglarski rozpocznie si\u0119 w nieco innym czasie). Merkury zajdzie oko\u0142o godziny 16:54 (w rejonie Polski centralnej, \u0141\u00f3d\u017a).<\/p>\n\n\n\n
Kiedy spojrzymy przez lunet\u0119 w\u00f3wczas spostrze\u017cemy, \u017ce w 61% tarcza Merkurego b\u0119dzie o\u015bwietlona (czyli b\u0119dzie w fazie Merkurego garbatego malej\u0105cego).<\/p>\n\n\n
\nWygl\u0105d nieba w dniu 21 XII 2022 roku o godzinie 16. W rzeczywisto\u015bci b\u0119dzie ja\u015bniej. \u0179r\u00f3d\u0142o: https:\/\/stellarium-web.org\/<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
\nFaza Merkurego w dniu maksymalnej elongacji wschodniej. \u0179r\u00f3d\u0142o: https:\/\/stellarium-web.org\/<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
W poszukiwaniu pierwszej gwiazdki<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Podczas tegorocznej Wigilii, w oczekiwaniu na \u015aw. Miko\u0142aja, mo\u017cemy spojrze\u0107 na wieczorne niebo, kt\u00f3re w tym roku b\u0119dzie obfitowa\u0142o w wiele atrakcji. Oko\u0142o 47 minuty po zachodzie S\u0142o\u0144ca, uwa\u017cny obserwator (w razie bezchmurnej pogody) b\u0119dzie m\u00f3g\u0142 na zachodzie dostrzec Ksi\u0119\u017cyc, Wenus i Merkurego tworz\u0105ce tr\u00f3jk\u0105t r\u00f3wnoramienny. Rosn\u0105cy Ksi\u0119\u017cyc b\u0119dzie oddalony o 7 stopni od Wenus (i uformuj\u0105 podstaw\u0119 tego tr\u00f3jk\u0105ta), natomiast Merkury b\u0119dzie stanowi\u0142 g\u00f3rny wierzcho\u0142ek, oddalony o oko\u0142o 4 stopnie od pozosta\u0142ych wierzcho\u0142k\u00f3w.<\/p>\n\n\n
\nPo\u0142o\u017cenie Merkurego, Wenus i Ksi\u0119\u017cyca, 24 XII 2022 roku, godzina 1614<\/sup>. \u0179r\u00f3d\u0142o: https:\/\/stellarium-web.org\/<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n
\nWzgl\u0119dne po\u0142o\u017cenie Wenus i Merkurego w trakcie elongacji, 25 grudnia 2022 r. \u0179r\u00f3d\u0142o: John Jardine Goss, EarthSky<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Merkury osi\u0105gnie jasno\u015b\u0107 oko\u0142o -0.31 mag, w 50% b\u0119dzie o\u015bwietlona jego powierzchnia, czyli b\u0119dzie w fazie kwadry. Wenus zaja\u015bnieje nam tego wieczora z moc\u0105 -3.91 mag, a jej powierzchnia b\u0119dzie o\u015bwietlona w 96,662%, czyli b\u0119dzie w fazie Wenus garbatej malej\u0105cej. Ksi\u0119\u017cyc natomiast b\u0119dzie p\u00f3\u0142tora dnia po nowiu (w fazie rosn\u0105cego sierpa) i b\u0119dzie o\u015bwietlony zaledwie w 2,302%. Jasno\u015b\u0107 Ksi\u0119\u017cyca osi\u0105gnie warto\u015b\u0107 oko\u0142o -5,9 mag.<\/p>\n\n\n\n
Rozmaito\u015bci o Merkurym<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Z Merkurym jako planet\u0105 wewn\u0119trzn\u0105 (podobnie jak Wenus), zwi\u0105zane jest tak\u017ce inne zjawisko – przej\u015bcia przed tarcz\u0105 S\u0142o\u0144ca. Dzieje si\u0119 tak, gdy mamy z\u0142\u0105czenie dolne i Merkury znajduje si\u0119 w pobli\u017cu w\u0119z\u0142a swojej orbity, tj. przecina p\u0142aszczyzn\u0119 orbity Ziemi wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca. Ostatni raz takie zjawisko mia\u0142o miejsce 11 listopada 2019 r. Nast\u0119pne wyst\u0105pi\u0105 13 listopada 2032 roku i 7 listopada 2039 r. Tarcza Merkurego widziana w takim tranzycie to zaledwie 1\/200 \u015brednicy tarczy s\u0142onecznej. Samo zjawisko trwa kilka godzin.<\/p>\n\n\n
\nPrzej\u015bcie (tranzyt) Merkurego przed tarcz\u0105 S\u0142o\u0144ca. \u0179r\u00f3d\u0142o: NASA<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Tranzyty Merkurego na tle tarczy s\u0142onecznej r\u00f3wniej mog\u0142y by by\u0107 obserwowane z powierzchni Wenus oraz z innych planet zewn\u0119trznych. Na przyk\u0142ad dla obserwator\u00f3w<\/em> z Wenus ostatnie takie zjawisko mia\u0142o miejsce 2 lipca 2022 roku, w\u00f3wczas Merkury znajdowa\u0142 si\u0119 w pobli\u017cu w\u0119z\u0142a wst\u0119puj\u0105cego swojej orbity (wzgl\u0119dem orbity wenusja\u0144skiej). Nast\u0119pne b\u0119dzie mia\u0142o miejsce 16 stycznia 2028 roku, w pobli\u017cu tego samego w\u0119z\u0142a orbity [4]. Czas trwania tranzytu jest podobny do ziemskiego. Podczas tranzytu przez centrum planety zjawisko b\u0119dzie trwa\u0142o 6,2 godzin. Merkury – jako najbli\u017csza S\u0142o\u0144cu planeta – ma tak\u017ce najwy\u017csz\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 orbitaln\u0105, rz\u0119du 39 – 59 km\/s. Dla por\u00f3wnania, Ziemia osi\u0105ga \u201ezaledwie\u201d 30 km\/s. Jednak ruch ca\u0142ego Uk\u0142adu S\u0142onecznego przez Galaktyk\u0119 ma pr\u0119dko\u015b\u0107 rz\u0119du kilkuset km\/s. Jednego pe\u0142nego obiegu wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca Merkury dokonuje w ci\u0105gu prawie 88 dni ziemskich.<\/p>\n\n\n
\nDost\u0119pne w domenie publicznej (Wikimedia Commons) zdj\u0119cie z ekspedycji na za\u0107mienie S\u0142o\u0144ca, na kt\u00f3rym mo\u017cna by\u0142o pomierzy\u0107 k\u0105t odchylenia promieni od dalekiej gwiazdy przez S\u0142o\u0144ce. Zdj\u0119cie zosta\u0142o wykonane przez instrument o \u015brednicy zaledwie 10 cm<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Niebo widziane z Merkurego<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Merkury wiruje wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi bardzo powoli. Okres rotacji wynosi 58,6461 dnia co pozostaje w rezonansie 3:2 z ruchem obiegowym, czyli na dwa obiegi Merkurego przypadaj\u0105 trzy obroty wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi. Merkuria\u0144ska doba s\u0142oneczna jest d\u0142uga i trwa 175,938 dnia. Czyli doba s\u0142oneczna trwa dwa lata merkuria\u0144skie. Obserwatorzy merkuria\u0144skiego nieba mog\u0105 spostrzec do\u015b\u0107 dziwny ruch S\u0142o\u0144ca na niebie, kiedy planeta znajduje si\u0119 w pobli\u017cu peryhelium orbity. Ot\u00f3\u017c, kiedy planeta znajduje si\u0119 w pobli\u017cu peryhelium porusza si\u0119 z pr\u0119dko\u015bci\u0105 liniow\u0105 wi\u0119ksz\u0105 od pr\u0119dko\u015bci liniowej punktu znajduj\u0105cego si\u0119 na powierzchni obracaj\u0105cej si\u0119 wok\u00f3\u0142 swojej osi planety. S\u0142o\u0144ce, kiedy planeta zbli\u017ca si\u0119 do peryhelium, zaczyna pozornie na niebie hamowa\u0107 osi\u0105gaj\u0105c punkt, w kt\u00f3rym jest statyczne (pr\u0119dko\u015b\u0107 liniowa na orbicie zosta\u0142a zr\u00f3wnana z pr\u0119dko\u015bci\u0105 liniow\u0105 punktu na powierzchni planety), nast\u0119pnie S\u0142o\u0144ce zaczyna si\u0119 pozornie cofa\u0107 (tzw. ruch retrogradacyjny, czyli wsteczny). Pr\u0119dko\u015b\u0107 k\u0105towa S\u0142o\u0144ca w ruchu retrogradacyjnym na niebie jest maksymalna w chwili, kiedy Merkury znajduje si\u0119 dok\u0142adnie w peryhelium orbity. Nast\u0119pnie S\u0142o\u0144ce zaczyna hamowa\u0107 i osi\u0105ga ponownie punkt stacjonarny (przy ponownym zr\u00f3wnaniu pr\u0119dko\u015bci liniowych planety na orbicie i punktu na powierzchni planety). Z chwil\u0105, kiedy pr\u0119dko\u015b\u0107 orbitalna zaczyna by\u0107 mniejsza ni\u017c pr\u0119dko\u015b\u0107 punkt\u00f3w na powierzchni planety, S\u0142o\u0144ce zaczyna porusza\u0107 si\u0119 ruchem dyrekcyjnym, czyli prostym. W ci\u0105gu tych kilku dni ziemskich (8 dni z czego 4 dni przypada na okres przed przej\u015bciem Merkurego przez peryhelium i nast\u0119pne 4 dni to okres po przej\u015bciu planety przez peryhelium) S\u0142o\u0144ce na merkuria\u0144skim niebie zatacza p\u0119tle wielko\u015bci 1\u00b0 [5]. Na obszarach, gdzie nast\u0119puje np. wsch\u00f3d S\u0142o\u0144ca, po\u0142o\u017cenie planety w peryhelium mo\u017ce spowodowa\u0107 fascynuj\u0105ce zjawisko. Kiedy S\u0142o\u0144ce rozpoczyna wy\u0142anianie si\u0119 spod horyzontu wschodzi tylko cz\u0119\u015bciowo. Nast\u0119pnie po rozpocz\u0119ciu ruchu retrogradacyjnego zachodzi. Po kilku dniach ziemskich, kiedy S\u0142o\u0144ce rozpocznie ruch prosty, zaczyna ponownie wschodzi\u0107. Podobnego wra\u017cenia obserwator do\u015bwiadczy w obszarach planety, gdzie zachodzi S\u0142o\u0144ce, w odwrotnej kolejno\u015bci. O\u015b obrotu planety odchylona jest od prostopad\u0142ej do p\u0142aszczyzny orbity jedynie o 0,034\u00b0. Takie po\u0142o\u017cenie osi obrotu planety wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi sprawia, \u017ce obserwator rezyduj\u0105cy na biegunie widzia\u0142by S\u0142o\u0144ce znajduj\u0105ce si\u0119 w pobli\u017cu horyzontu. S\u0142o\u0144ce mog\u0142oby wznie\u015b\u0107 si\u0119 nad horyzont jedynie na wysoko\u015b\u0107 2\u20192\u201d. I na tak\u0105 sam\u0105 g\u0142\u0119boko\u015b\u0107 schowa\u0107 si\u0119 pod horyzontem. Mieszkaniec r\u00f3wnika, widzia\u0142 by S\u0142o\u0144ce, kt\u00f3re podczas kulminacji g\u00f3rnej praktycznie zawsze znajduje si\u0119 w pobli\u017cu zenitu.<\/p>\n\n\n\n
Ruch precesyjny peryhelium Merkurego<\/strong> (Ta cz\u0119\u015b\u0107 opracowania przeznaczona dla zaawansowanych mi\u0142o\u015bnik\u00f3w astronomii)<\/p>\n\n\n\n
W zagadnieniu dw\u00f3ch cia\u0142, orbity po kt\u00f3rych si\u0119 poruszaj\u0105 si\u0119 cia\u0142a s\u0105 \u015bci\u015ble okre\u015blone i s\u0105 to krzywe sto\u017ckowe. Takie rozwi\u0105zania nazywa si\u0119 dok\u0142adnymi. W rzeczywistym Uk\u0142adzie S\u0142onecznym nie mamy uk\u0142adu dw\u00f3ch cia\u0142. Mamy S\u0142o\u0144ce i wiele innych cia\u0142, rozmiarowo mniejszych od S\u0142o\u0144ca. Cia\u0142a te oddzia\u0142uj\u0105 ze S\u0142o\u0144ce zgodnie z prawem Newtona oraz oddzia\u0142uj\u0105 mi\u0119dzy sob\u0105, perturbuj\u0105c swoje orbity. To powoduje, \u017ce \u017cadne cia\u0142o nie porusza si\u0119 po dok\u0142adnej krzywe sto\u017ckowej. W celu opisania ruchu i wyznaczenia toru cia\u0142a obiegaj\u0105cego S\u0142o\u0144ce w obecno\u015bci innych cia\u0142 do si\u0142y oddzia\u0142ywania grawitacyjnego, nale\u017cy doda\u0107 wiele poprawek, kt\u00f3re co prawd\u0105 nie s\u0105 du\u017ce, ale wystarczaj\u0105ce, aby spowodowa\u0107, \u017ce orbita, po kt\u00f3rej porusza si\u0119 planeta czy inny obiekt wok\u00f3\u0142 cia\u0142a centralnego, r\u00f3\u017cni si\u0119 od rozwi\u0105zania dok\u0142adnego, czyli od krzywej sto\u017ckowej.<\/p>\n\n\n\n
Rozwa\u017cmy przypadek, kiedy cia\u0142o porusza si\u0119 po orbicie eliptycznej. W wypadku orbity eliptycznej cia\u0142o mo\u017ce porusza\u0107 w pewnym ograniczonym obszarze, tor po kt\u00f3rym porusza si\u0119 planeta ca\u0142kowicie znajduje si\u0119 wewn\u0105trz pier\u015bcienia ograniczonego okr\u0119gami, kt\u00f3rych promienie r\u00f3wne s\u0105 odleg\u0142o\u015bci planety w peryhelium i aphelium. Mo\u017cna zada\u0107 pytanie czy taki tor b\u0119dzie krzyw\u0105 zamkni\u0119t\u0105. Tor b\u0119dzie zamkni\u0119ty tylko i wy\u0142\u0105cznie w sytuacji, kiedy cia\u0142o b\u0119dzie porusza\u0142o si\u0119 w polu, kt\u00f3rego potencja\u0142 pola jest odwrotnie proporcjonalny do odleg\u0142o\u015bci lub proporcjonalny do kwadratu odleg\u0142o\u015bci. Pierwszy wypadek i on jest dla nas istotny z punktu widzenia rozpatrywanego zagadnienia, odpowiada dok\u0142adnie ruchowi cia\u0142a w polu centralnym (w polu grawitacyjnym lub elektrostatycznym), czyli zagadnieniu Keplera. Rozwa\u017cymy tylko ruch w polu grawitacyjnym. W uk\u0142adzie S\u0142onecznym, jak ju\u017c wspomniano wcze\u015bniej, na cia\u0142o nie dzia\u0142a jedynie si\u0142a oddzia\u0142ywania grawitacyjnego pochodz\u0105ca od S\u0142o\u0144ca, poniewa\u017c nie jest to zagadnienie dw\u00f3ch cia\u0142 tylko tak napraw\u0119 jest to zagadnienie wielu cia\u0142. W tym wypadku tor ruchu takiego cia\u0142a nie jest krzyw\u0105 zamkni\u0119t\u0105. Oznacza to, \u017ce je\u017celi cia\u0142o rozpocznie ruch np. z peryhelium w\u00f3wczas po jednym pe\u0142nym obiegu nie powr\u00f3ci do punktu wyj\u015bciowego. R\u00f3wnanie otrzymanego toru jest jednocze\u015bnie r\u00f3wnaniem krzywej p\u0142askiej, kt\u00f3r\u0105 w geometrii r\u00f3\u017cniczkowej identyfikujemy jako rozet\u0119. Z mechaniki nieba wiadomo, \u017ce taki rozetkowy tor jest stabilny co oznacza, \u017ce poruszaj\u0105ce si\u0119 cia\u0142o nie opu\u015bci obszaru pier\u015bcienia, kt\u00f3rego rozmiary okre\u015blone s\u0105 odleg\u0142o\u015bciami planety w peryhelium i aphelium. Orbita taka nigdy jednak nie b\u0119dzie krzyw\u0105 zamkni\u0119ta. W ci\u0105gu jednego pe\u0142nego obiegu linia apsyd (czyli linia \u0142\u0105cz\u0105ca skrajne punkty na orbicie \u2013 peryhelium i aphelium) zakre\u015bli pewien k\u0105t. To wiekowe przesuni\u0119cie peryhelium orbity nazywa si\u0119 precesj\u0105 peryhelium.<\/p>\n\n\n
\n\u0179r\u00f3d\u0142o: James B. Hartle. Grawitacja. Wprowadzenie do og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina<\/em>, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, 2010<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
W wypadku Merkurego pr\u0119dko\u015b\u0107 k\u0105towa peryhelium, wyznaczona w oparciu o newtonowsk\u0105 teori\u0119 grawitacji, spowodowana oddzia\u0142ywaniem planet wywo\u0142uj\u0105cych perturbacj\u0119 orbity Merkurego okaza\u0142a si\u0119 mniejsza o 43\u201d na stulecie od warto\u015bci zmierzonej. Ca\u0142kowite przesuni\u0119cie peryhelium orbity Merkurego wynosi 5599,74\u201d \u00b1 0,41\u201d na stulecie. Z czego 5025,645\u201d \u00b1 0,50\u201d na stulecie przypada na precesj\u0119 astronomiczn\u0105, zwi\u0105zan\u0105 z precesj\u0105 osi ziemskiej, skutkiem kt\u00f3rej jest precesja punktu r\u00f3wnonocy wiosennej, kt\u00f3ry jest punktem wzgl\u0119dem, kt\u00f3rego wyznaczane jest po\u0142o\u017cenie peryhelium orbity. Przesuni\u0119cie peryhelium o warto\u015bci 531,54\u201d\u00b10,68\u201d na stulecie jest konsekwencj\u0105 perturbacji planetarnych. Najwi\u0119kszy wk\u0142ad pochodzi od Wenus, kt\u00f3ra perturbuj\u0105c orbit\u0119 Merkurego wywo\u0142uj\u0119 precesj\u0119 jego peryhelium o warto\u015bci 277,856\u201d na stulecie. Drugim obiektem znacz\u0105co perturbuj\u0105cym orbit\u0119 planety i daj\u0105cym wk\u0142ad do przesuni\u0119cia peryhelium o warto\u015bci 153,584\u201d na stulecie jest Jowisz. Trzecim istotnym obiektem zaburzaj\u0105cym orbit\u0119 Merkurego jest Ziemia, kt\u00f3ra daje wk\u0142ad o warto\u015bci 90,038\u201d na stulecie do precesji jego peryhelium. Po zsumowanie efekt\u00f3w pochodz\u0105cym od g\u0142\u00f3wnych planet zaburzaj\u0105cych ruch planety otrzymuje si\u0119 \u0142\u0105czn\u0105 warto\u015b\u0107 5557,18\u201d\u00b10,85\u201d na stulecie. Odejmuj\u0105c od siebie warto\u015bci zmierzon\u0105 i sumaryczn\u0105, pochodz\u0105c\u0105 od istotnych obiekt\u00f3w zaburzaj\u0105cych ruch planety, otrzymuje si\u0119 warto\u015b\u0107 42,45\u201d\u00b10,94\u201d na stulecie, kt\u00f3rej \u017ar\u00f3d\u0142o nie potrafi wyja\u015bni\u0107 newtonowska mechanika nieba. Kiedy przeprowadzi si\u0119 rozwa\u017cania na gruncie szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci, gdzie punktem wyj\u015bcia b\u0119dzie relatywistyczna ca\u0142ka energii to otrzymane przesuni\u0119cie peryhelium Merkurego i tak b\u0119dzie za ma\u0142e, bo zaledwie 7\u201d na stulecie [6]. Szczeg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci podobnie jak newtonowska mechanika nieba nie jest wstanie wyt\u0142umaczy\u0107 efektu. Rozwi\u0105zanie zagadki przynios\u0142a dopiero og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci, czyli relatywistyczna teoria grawitacji. S\u0142o\u0144ce, jak ka\u017cde cia\u0142o masywne modyfikuje czasoprzestrze\u0144, zakrzywiaj\u0105c j\u0105. Nale\u017cy podkre\u015bli\u0107, \u017ce ka\u017cde cia\u0142o powoduje zakrzywienie czasoprzestrzeni, nawet Ziemia, ale ze wzgl\u0119du na niewielk\u0105 mas\u0119 i rozmiary cia\u0142a, to zakrzywienie nie jest istotnie du\u017ce. \u0141atwo to sobie mo\u017cna wyobrazi\u0107 wykonuj\u0105c proste domowe do\u015bwiadczenie. Wystarczy rozci\u0105gn\u0105\u0107 pow\u0142ok\u0119 gumow\u0105. Kiedy na pow\u0142oce gumowej nie zostanie umieszczone \u017cadne cia\u0142o, pow\u0142oka b\u0119dzie p\u0142aska. Co odpowiada sytuacji pr\u00f3\u017cni. Kiedy na pow\u0142oce gumowej umie\u015bcimy metalow\u0105 kulk\u0119 w\u00f3wczas pow\u0142oka odkszta\u0142ci si\u0119. Im b\u0119dzie wi\u0119ksza i masywniejsza tym odkszta\u0142cenie b\u0119dzie wi\u0119ksze. Sytuacja analogiczna do rozwa\u017canej powy\u017cej, dotycz\u0105cej odkszta\u0142cenia czasoprzestrzeni przez S\u0142o\u0144ce i Ziemi\u0119. Kiedy przeanalizuje si\u0119 trajektori\u0119 ruchu Merkurego z punktu widzenia teorii grawitacji Einsteina, to okazuj\u0119 si\u0119, \u017ce otrzymana warto\u015b\u0107 przesuni\u0119cia peryhelium na gruncie og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci doskonale zgadza si\u0119 z warto\u015bci\u0105, kt\u00f3rej \u017ar\u00f3d\u0142a do tej pory nie mog\u0142y wyja\u015bni\u0107 ani newtonowska mechanika nieba, ani szczeg\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci [7, 8, 17].<\/p>\n\n\n
\n<\/figure><\/div>\n\n\n
gdzie: M <\/em>\u2013 masa cia\u0142a centralnego, w naszym wypadku S\u0142o\u0144ca, G<\/em> \u2013 sta\u0142 grawitacji, c<\/em> \u2013 pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, e<\/em> \u2013 mimo\u015br\u00f3d orbity planetarnej, a<\/em> \u2013 wielka p\u00f3\u0142o\u015b orbity planety.<\/p>\n\n\n\n
Zakrzywienie czasoprzestrzeni skutkuje pojawieniem si\u0119 dodatkowego przyspieszenia, opr\u00f3cz newtonowskiego przyspieszenie grawitacyjnego. Poprawk\u0119 relatywistyczn\u0105 otrzymuje si\u0119 w wyniku sferycznie symetrycznego rozwi\u0105zania Schwarzschilda r\u00f3wna\u0144 grawitacji Einsteina. Otrzymana poprawka silnie zale\u017cy od odleg\u0142o\u015bci, a mianowicie maleje z czwart\u0105 pot\u0119g\u0105 odleg\u0142o\u015bci, co skutkuje tym, \u017ce wp\u0142ywa jedynie w spos\u00f3b istotny na ruch Merkurego. Dla pozosta\u0142ych planet efekt jest mniejszy. Na przyk\u0142ad dla Wenus dodatkowe przesuni\u0119cie peryhelium wynikaj\u0105ce z teorii grawitacji Einsteina wynosi 8,63\u201d na stulecie. Obserwacje daj\u0105 warto\u015b\u0107 8,4\u201d\u00b14,8\u201d na stulecie. Po raz kolejny wida\u0107 dobr\u0105 zgodno\u015b\u0107 teorii z do\u015bwiadczeniem. Dla Ziemi dodatkowe przesuni\u0119cie peryhelium wynikaj\u0105ce z og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci wynosi zaledwie 3,84\u201d na stulecie. Pomiary astronomiczne daj\u0105 warto\u015b\u0107 rz\u0119du 4,6\u201d\u00b12,7\u201d na stulecie. W wypadku Ziemi ca\u0142kowity k\u0105t precesji peryhelium wynosi 6183,7\u201d \u00b11,1\u201d na stulecie. Precesja astronomiczna oraz precesja wynikaj\u0105ca z perturbacji planetarnych wynosi dla Ziemi 6179,1\u201d\u00b12,5\u201d na stulecie. Dla Marsa teoria grawitacji Einsteina przewiduje dodatkow\u0105 precesj\u0119 jego peryhelium rz\u0119du 1,35\u201d na stulecie. Dla Jowisza warto\u015b\u0107 ta jest jeszcze mniejsza, co jest w zgodzie og\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci i wynosi 0,06\u201d na stulecie [8]. Dla pozosta\u0142ym planet efekt ten jest jeszcze mniejszy i pozostaje po za granicami dok\u0142adno\u015bci pomiarowych.<\/p>\n\n\n\n
Zakrzywienie czasoprzestrzeni przez masywne cia\u0142o r\u00f3wnie\u017c wp\u0142ywa na tor \u015bwiat\u0142a powoduj\u0105c jego odchylenie od toru pierwotnego. Odchylenie promieni \u015bwietnych, kt\u00f3rych \u017ar\u00f3d\u0142em s\u0105 odleg\u0142e gwiazdy, przez masywne centra pola grawitacyjne, objawia si\u0119 pozornym przesuni\u0119ciem ich po\u0142o\u017cenia.<\/p>\n\n\n
\n\u0179r\u00f3d\u0142o: James B. Hartle. Grawitacja. Wprowadzenie do og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina<\/em>, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, 2010<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Pierwsze pr\u00f3by wyja\u015bnienia tego zjawiska na gruncie nierelatywistycznej mechaniki nie przynios\u0142y zadawalaj\u0105cych rezultat\u00f3w. Otrzymany k\u0105t odchylenia promieniowania elektromagnetycznego by\u0142 dwukrotnie za ma\u0142y w por\u00f3wnaniu z warto\u015bciami rzeczywistymi.<\/p>\n\n\n\n
Poprawne wyja\u015bnienie tego efektu otrzymano na gruncie relatywistycznej teorii grawitacji, czyli og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci. Dopiero relatywistyczna teoria grawitacji w spos\u00f3b poprawny opisuje oddzia\u0142ywanie pola grawitacyjnego i fal elektromagnetycznych. Otrzymana warto\u015b\u0107 k\u0105ta zakrzywienia promienia \u015bwietlnego w wyniku jego przej\u015bcia w pobli\u017cu centrum grawitacji wynosi [7]:<\/p>\n\n\n
\n<\/figure><\/div>\n\n\n
gdzie: M <\/em>\u2013 masa cia\u0142a centralnego, w naszym wypadku S\u0142o\u0144ca, G<\/em> \u2013 sta\u0142 grawitacji, c<\/em> \u2013 pr\u0119dko\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, b<\/em> \u2013 odleg\u0142o\u015b\u0107 promienia \u015bwietlnego od centrum grawitacji, w wypadku S\u0142o\u0144ce jest to promie\u0144 gwiazdy.<\/p>\n\n\n\n
Dla promieni \u015bwiat\u0142a przechodz\u0105cych w pobli\u017cu kraw\u0119dzi tarczy S\u0142onecznej teoretyczna warto\u015b\u0107 k\u0105ta wynosi 1,75\u201d. W celu jej potwierdzenia zorganizowano ekspedycj\u0119 pod przewodnictwem sir prof. Artura Eddingtona. Celem ekspedycji by\u0142o potwierdzenie og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina, poprzez weryfikacj\u0119 obliczonych teoretycznie k\u0105t\u00f3w ugi\u0119cia, spowodowanych przez S\u0142o\u0144ce, promieni \u015bwietlnych pochodz\u0105cych od gwiazd. W dniu 29 maja 1919 roku mia\u0142o nast\u0105pi\u0107 za\u0107mienie S\u0142o\u0144ca. Mia\u0142o to by\u0107 za\u0107mienie ca\u0142kowite nale\u017c\u0105ce do serii za\u0107mie\u0144 ze 136 cyklu Saros. Geocentryczne z\u0142\u0105czenie S\u0142o\u0144ca i Ksi\u0119\u017cyca w rektascensji mia\u0142o nast\u0105pi\u0107 o 13h<\/sup> 08m<\/sup> 55s <\/sup>czasu UTC, a maksymalna faza za\u0107mienia mia\u0142a trwa\u0107 6m<\/sup>51s<\/sup>. Podczas za\u0107mienia skupiono si\u0119 na obserwacji grupy gwiazd o nazwie Hiady. Hiady to gromada otwarta gwiazd, znajduj\u0105ca si\u0119 w konstelacji Byka, niedaleko Aldebarana, b\u0119d\u0105cego najja\u015bniejsz\u0105 gwiazd\u0105 w tym gwiazdozbiorze. Eksperyment przebiega\u0142 dwuetapowo. W nocy dokonano dok\u0142adnych pomiar\u00f3w po\u0142o\u017ce\u0144 gwiazd. W drugim etapie, podczas za\u0107mienia S\u0142o\u0144ca, pomiary powt\u00f3rzono. Podczas za\u0107mienia Hiady znajdowa\u0142y si\u0119 dok\u0142adnie za S\u0142o\u0144cem. Pomiary, a dok\u0142adniej fotografowanie S\u0142o\u0144ca i Hiad, rozpocz\u0119to o godzinie 1415<\/sup>. Podczas eksperymentu wykorzystano a\u017c szesna\u015bcie p\u0142yt fotograficznych. Liczba zdj\u0119\u0107 zosta\u0142a uzupe\u0142niona dziewi\u0119tnastoma zdj\u0119ciami wykonanymi przez Crommelina i Davidsona. W oparciu o zdj\u0119cia Eddingtona wyznaczono k\u0105t ugi\u0119cia \u015bwiat\u0142a, kt\u00f3rego warto\u015b\u0107 by\u0142a r\u00f3wna 1,61\u201d\u00b10,3\u201d, co z grubsza potwierdza\u0142o wynik teoretyczny 1,75\u201d. Wyniki otrzymane w oparciu o dodatkowe zdj\u0119cia okaza\u0142y si\u0119 niezgodne z og\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci, gdy\u017c k\u0105t ugi\u0119cia promieni \u015bwietlnych zosta\u0142 oszacowany na poziomie 0,93\u201d, a to znacznie odbiega\u0142o od warto\u015bci teoretycznych. B\u0142\u0105d tkwi\u0142 nie w teorii, a wadliwej optyce [9]. Dodatkowe dane, kt\u00f3re zosta\u0142y zebrane przez teleskop z Sobral wykaza\u0142y, \u017ce k\u0105ta ugi\u0119cia wynosi 1,98\u201d\u00b10,16\u201d, co by\u0142o zgodne z teori\u0105 grawitacji Einsteina.<\/p>\n\n\n\n
Zgodno\u015b\u0107 warto\u015bci pomiarowych k\u0105ta ugi\u0119cia promieni \u015bwiat\u0142a przez S\u0142o\u0144ce oraz precesji peryhelium Merkurego, wywo\u0142anych efektami relatywistycznymi, z obliczeniami teoretycznymi, by\u0142o dowodem na prawdziwo\u015b\u0107 najpi\u0119kniejszej teorii w fizyce teoretycznej jak\u0105 jest og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina.<\/p>\n\n\n\n
Fizyka Merkurego<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Merkury porusza si\u0119 po orbicie zbli\u017conej do eliptycznej, nachylonej do ekliptyki pod k\u0105tem 7,005\u00b0. Mimo\u015br\u00f3d orbity planety jest najwi\u0119kszy spo\u015br\u00f3d wszystkich mimo\u015brod\u00f3w orbit planet w naszym uk\u0142adzie S\u0142onecznym i wynosi e=0,24084. \u015arednia odleg\u0142o\u015b\u0107 planety od S\u0142o\u0144ca wynosi 57,91 mln km. Jednego pe\u0142nego obiegu wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca dokonuje w czasie 87,97 dni. Okres obrotu Merkurego wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi wynosi 58 dni 15 godzin 26 minut. Jak ju\u017c wspomniano wcze\u015bniej okres obiegu wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca i okres wirowania planety wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi pozostaj\u0105 w rezonansie 3:2. Czyli trzem obrotom wok\u00f3\u0142 w\u0142asnej osi odpowiadaj\u0105 dwa obiegi planety wok\u00f3\u0142 S\u0142o\u0144ca. A wi\u0119c przy ka\u017cdym drugim po\u0142o\u017ceniu Merkurego w peryhelium planeta by\u0142aby zwr\u00f3cona t\u0105 sam\u0105 stron\u0105 ku S\u0142o\u0144cu. Doba S\u0142oneczna na Merkurym trwa 2 lata merkurja\u0144skie i wynosi 176 dni. O\u015b obrotu planety odchylona jest od prostopad\u0142ej do p\u0142aszczyzny orbity jedynie o 0,034\u00b0. Albedo powierzchni planety wynosi 0,142. Atmosfera Merkurego jest bardzo rozrzedzona. Ci\u015bnienie przy powierzchni gruntu planety wynosi 10-12<\/sup> hPa. Merkury posiada niestabiln\u0105 egzosfer\u0119 z\u0142o\u017con\u0105 z tlenu, sodu, potasu, helu, wapnia oraz wodoru. Natomiast atmosfera zbudowana jest g\u0142\u00f3wnie z helu, magnezu, tlenu, wodorotlenk\u00f3w, potasu, wody, krzemu, wapnia oraz jon\u00f3w O+<\/sup>, H2O+<\/sup>, OH–<\/sup>. Na Merkurym – pomimo blisko\u015bci S\u0142o\u0144ca – istniej\u0105 rejony, w kt\u00f3rych panuje wieczny cie\u0144. S\u0105 to dna krater\u00f3w w pobli\u017cu biegun\u00f3w planety. Z kolei reszta planety, wobec praktycznego braku atmosfery, do\u015bwiadcza silnych kontrast\u00f3w temperatury. R\u00f3\u017cnica mi\u0119dzy temperatur\u0105 dnia i nocy potrafi osi\u0105ga\u0107 kilkaset stopni Celsjusza (dok\u0142adnie, mi\u0119dzy -173\u00b0C w dnach krater\u00f3w do 427\u00b0C w merkuria\u0144skie po\u0142udnie). Jego orbita jest te\u017c mocno wyd\u0142u\u017cona, co te\u017c wp\u0142ywa na cykl wzrost\u00f3w i spadk\u00f3w temperatury. W aphelium temperatura powierzchni w merkuria\u0144skie po\u0142udnie jest o 100\u00b0C ni\u017csza w por\u00f3wnaniu do temperatury powierzchni planety znajduj\u0105cej si\u0119 w peryhelium [10]. <\/p>\n\n\n
\nWyziewy przegrzanych gaz\u00f3w z wn\u0119trza Merkurego s\u0105 przyczyn\u0105 \u017c\u00f3\u0142tego zabarwienia fragment\u00f3w powierzchni planety. \u0179r\u00f3d\u0142o: Astronomy<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Do Merkurego wys\u0142ano z powodzeniem kilka sond, takich jak Mariner 10, Messenger, MPO (Mercury Planetary Orbiter), MIO (Mercury Magnetospheric Orbiter) czy w przed kilku laty \u2013 BepiColombo, nazwane tak od w\u0142oskiego naukowca i in\u017cyniera Giuseppe Colombo (kt\u00f3ry opracowa\u0142 strategi\u0119 lotu na Merkurego, polegaj\u0105c\u0105 na serii coraz wi\u0119kszych zbli\u017ce\u0144 sondy do tej planety).<\/p>\n\n\n
\nW\u0142oski naukowiec Giuseppe \u201eBepi\u201d Colombo (1920-1984)), prekursor idei lot\u00f3w sond w kierunku Merkurego. \u0179r\u00f3d\u0142o: ESA<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Zdj\u0119cia wykonane przez sondy pozwoli\u0142y ustali\u0107 szereg fakt\u00f3w z historii i chwili obecnej najbli\u017cszej S\u0142o\u0144cu planety. Wynika z nich, \u017ce przed oko\u0142o 4 mld lat Merkury – podobnie jak Ksi\u0119\u017cyc czy Mars – prze\u017cy\u0142 er\u0119 ci\u0119\u017ckiego bombardowania, gdy cz\u0119\u015b\u0107 materii wczesnego Uk\u0142adu S\u0142onecznego nie by\u0142a w stanie uformowa\u0107 planet. Znaleziono te\u017c \u015blady aktywno\u015bci wulkanicznej na planecie. Merkury ma te\u017c wyj\u0105tkowo wysok\u0105 \u015bredni\u0105 g\u0119sto\u015b\u0107, podobn\u0105 do Ziemi i Wenus.<\/p>\n\n\n
\nNa tym zdj\u0119ciu wida\u0107, \u017ce uskok utworzy\u0142 si\u0119 znacznie po powstaniu krater\u00f3w. \u015awiadczy to o aktywno\u015bci geologicznej Merkurego. \u0179r\u00f3d\u0142o: Astronomy<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Mo\u017cliwe, \u017ce wn\u0119trze Merkurego, stygn\u0105c o kilkaset K, skurczy\u0142o si\u0119 o kilkaset km [11]. \u015awiadcz\u0105 o tym \u201erozmyte\u201d kratery na powierzchni planety. Z kolei w pobli\u017cu biegun\u00f3w znaleziono tak\u017ce l\u00f3d wodny, pomimo raczej ekstremalnych temperatur woko\u0142o. To czyni Merkurego podobnym do Marsa i Ziemi.<\/p>\n\n\n
\nRozlewaj\u0105ca si\u0119 miliardy lat temu lawa nada\u0142a kszta\u0142t cz\u0119\u015bci powierzchni Merkurego. \u0179r\u00f3d\u0142o: Astronomy<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n
Wysoka g\u0119sto\u015b\u0107 \u015brednia Merkurego oraz pomiary spektroskopowe nasun\u0119\u0142y wniosek, \u017ce Merkury zawiera najwi\u0119cej \u017celaza i niklu spo\u015br\u00f3d planet Uk\u0142adu S\u0142onecznego. \u017belazowo-niklowe j\u0105dro stanowi 75 % promienia planety. Wewn\u0119trzna cz\u0119\u015b\u0107 j\u0105dra jest sta\u0142a i ma rozmiary 2000 km. Zewn\u0119trzne j\u0105dro jest p\u0142ynne i ma grubo\u015b\u0107 oko\u0142o 1000km [12]. Niekt\u00f3rzy badacze twierdz\u0105, \u017ce Merkury posiada jeszcze jedn\u0105 warstw\u0119 j\u0105dra sta\u0142ego otaczaj\u0105cego cz\u0119\u015b\u0107 p\u0142ynn\u0105 j\u0105dra, z\u0142o\u017con\u0105 z \u017celaza i siarki [13,14].<\/p>\n\n\n
Krzemowy p\u0142aszcz planety posiada grubo\u015b\u0107 oko\u0142o 500-700 km, natomiast skorupa planety ma rozmiary rz\u0119du 100-300 km [12].<\/p>\n\n\n\n
Literatura<\/strong><\/p>\n\n\n\n
Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels IV<\/em>, 2007, Willmann-Bell, Inc.<\/li>
Jean Meeus, Astronomy Tables Of The Sun, Moon and Planets<\/em>, Third Edition, 1983-2015, Willmann-Bell, Inc.<\/li>
Jean Meeus, More Mathematical Astronomy Morsels<\/em>, 2002, Willmann-Bell, Inc.<\/li>
Jean Meeus, Transits<\/em>, 1989, Willmann-Bell, Inc.<\/li>
Zbigniew Dworak, Z astronomi\u0105 za pan brat<\/em>, 1989. Iskry, Warszawa.<\/li>
Grzegorz Bia\u0142kowski, Mechanika klasyczna, mechanika punktu materialnego i bry\u0142y sztywnej<\/em>, 1975. PWN, Warszawa.<\/li>
Lew. D. Landau, Jewgienij M. Lifszyc, Teoria Pola<\/em>, wyd. IV, 2009, PWN.<\/li>
Andrzej K. Wr\u00f3blewski, Janusz A. Zakrzewski, Wst\u0119p do fizyki, tom II, cz\u0119\u015b\u0107 I<\/em>, 1989, PWN, Warszawa.<\/li>
Pedro G. Ferreira, Teoria doskona\u0142a, stulecie geniuszy i bitwa o og\u00f3ln\u0105 teori\u0119 wzgl\u0119dno\u015bci<\/em>, 2015, Pr\u00f3szy\u0144ski i S-ka, Warszawa.<\/li>
Hannau Karttunen, Pekka Kroger, Heikki OJa, Markku Poutanwen, Karl Johan Donner, Astronomia og\u00f3lna<\/em>, PWN, 2020<\/li>
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/01-3.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/02-2.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/03-2.png\")
<\/figure><\/div><\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/04-2.png\")
<\/figure><\/div><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/05-3.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/06-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/07-2.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/08-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/09-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/10-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/11-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/12-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/13-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/20.png\")
<\/figure><\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/14-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/20-1.png\")
<\/figure><\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/15-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/16-1.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/17.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/18.png\")
![\"\"](\"https:\/\/cmm.imgw.pl\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/19.png\")