Anasayfa Makaleler Fiziki Merkür

Merkür

508
0
PAYLAŞ

Merkür(Utarit), Güneş Düzeni’nin Güneş’e en yakın gezegenidir. Büyüklük açısından 8 gezegen arasından son sırayı alır. Adını Roma mitolojisinde ticaret ve yolculuk tanrısı ve tanrıların ulağı(haberci) olarak bilinen Merkür’den alır. Çıplak gözle izlenebilen 5 gezegenden biri(diğerleri Çolpan(Venüs), Mars, Erendiz(Jüpiter) ve Sekendiz(Satürn)) olarak eski çağlardan beri insanoğlunun dikkatini çekmiştir. Yer benzeri ya da “kaya” yapılı gezegenler sınıfına girmektedir. Güneş’e yakınlığı nedeniyle yeryüzünden izlenmesi güçtür ve bilinenler sınırlıdır, uydusu bulunmamaktadır.

Merkür, Güneş’e uzaklığı yaklaşık 46 milyon ile 70 milyon km arasında değişen oldukça eliptik bir yörünge izler. Plüton’dan sonra Güneş Düzeni’nin gezegenleri arasında gözlenen en yüksek dış merkezlik değerine iye(sahip) bu yörüngenin milyonlarca yıllık bir çevrim içinde dönem dönem daha da basıklaşarak dış merkezlik düzeyinin günümüzdeki 0,21’den 0,5 düzeyine dek yükselebildiği sanılmaktadır.

Merkür, Güneş Düzeni’nin iç gezegenler olarak adlandırılan diğer dört üyesi gibi katı bir yapıdadır. 5,43 g/cm³ olan yoğunluğu yeryüzü ile karşılaştırılabilecek denli yüksektir ve yeryüzünden sonra Güneş Düzeni’nde karşılaşılan en büyük değerdedir. Merkür, Güneş’e yakınlığı nedeniyle Güneş ışınlarının güçlü etkisi altındadır ve sıcak bir gezegendir. Yüzey ısısı uzun süren Merkür günü sırasında 457°C’nin üzerindeki düzeylere çıkabilirken, etkili bir atmosferin yokluğu nedeniyle gece -172°C’ye dek düşmektedir. Gezegenin koyu bir yüzeyi vardır. Yüzeyin 0,11 yansıtma(albedo) değeri vardır, yani üzerine düşen Güneş ışınlarının ancak yaklaşık onda birini yansıtır.

Yüzey Biçimleri

Merkür yüzeyinin en göze çarpan özelliği tüm gezegen üzerine dağılmış irili ufaklı çarpma kraterleridir. İlk bakışta Ay yüzeyine benzetilebilecek bu görünümün, daha özenli bir incelemede birçok değişiklik içerdiği anlaşılır. Ay’da olduğu gibi kraterlerin yoğun bir biçimde iç içe geçtiği alanlar arasında, krater yoğunluğunun çok düşük olduğu, yumuşak engebeli geniş düzlükler yer alır. Bu bölgeler kraterlerin sık olduğu bölgelere göre daha alçakta yer alırlar ve Ay’daki denizlere benzer biçimde, büyük çarpmalar sonucunda gezegen içinden yüzeye çıkan püskürtü(lav) akıntıları ile oluştukları sanılır. Gerek bu oluşumların, gerekse büyük kraterlerin çoğunun, Güneş Düzeni içinde büyük çarpışmaların sürdüğü 4,5 ile 3,8 milyar yıl öncesini kapsayan dönemde oluştuğu düşünülür. 3,8 milyar yıl öncesinden günümüze dek, Güneş Düzeni büyük çarpışmaların sıklığının azaldığı, görece dingin bir döneme girmiştir. Merkür üzerindeki en büyük çarpışma izi, 1.300 km çapındaki Caloris Havzası’dır. Bu çok büyük püskürtü denizi 100 km çapında bir gök cisminin çarpması ile gezegenin manto katmanından yüzeye çıkan sıvılaşmış gereç ile oluşmuş, bu arada şok dalgalarının gezegen boyunca yayılarak diğer yüzünde odaklanması sonucunda Caloris Havzası’nın tam karşı kutbunda 500.000 km²’lik bir alan son düzeyde engebeli bir görünüm almıştır. Ayrıca düzlükler üzerinde yüzlerce km uzunluğunda ve yüksekliği 2-3 km’yi bulan kırıklar göze çarpar. Bunlara, gezegenin soğuması sırasında küçülen oylumunun(hacim) neden olduğu sanılmaktadır. Kırıkların kimi kraterlerin içinden de geçmeleri krater oluşum döneminden daha sonra oluştuklarını düşündürür.

Gezegen yüzeyinin en dışta kalan birkaç m kalınlığındaki bölümünün, Ay yüzeyindekine benzer biçimde çok küçük gök taşlarının milyarlarca yıldır süren topa tutması sonucunda ince bir toz durumuna gelmiş regolit katmanı olduğu varsayılır. Aynı Ay’da gözlendiği gibi az sayıdaki genç kraterin, ışınsal olarak kendilerini çevreleyen parlak beyaz çizgilerin ortasında yer aldığı görülür. Bu çizgiler, çarpma sırasında kirli regolitin üzerine sıçrayan yeni gereç ile ilişkilidir.

Merkür’ün Yüzeyi(Mariner 10 Uzay Aracınca çekilmiş)

Yüzeyindeki Maddeler

Merkür’ün yüzeydeki kurtulma hızı gezegenin düşük kütlesi nedeniyle yeryüzündekinin ancak %40’ı kadardır. Bu düzeydeki bir çekim gücü, gezegen yüzeyindeki 400°C’yi aşan sıcaklıklar karşısında gazların uzaya kaçmasına engel olamayacak denli güçsüzdür. Bu nedenle Merkür’ün çoğunlukla orta ağırlıktaki elementler içeren(oksijen, sodyum, potasyum) son düzeyde seyrek bir atmosferi bulunmaktadır. Bu atmosfer durağan olmaktan çok, Merkür’ün konumunda etkisi güçlü olan Güneş rüzgarı ve yüksek yüzey ısıları nedeniyle gezegen yüzeyinden koparılan ve kısa sürede uzay boşluğuna yitirilen atomlardan oluşmuş, sürekli yenilenen bir yapıdadır. Bu biçimiyle, Merkür atmosferini yeryüzünün egzosferi ile karşılaştırmak olasıdır.

Merkür’ün Manyetik Alanı

Merkür’ün küçük boyutuna oranla önemli sayılabilecek bir manyetik alanı bulunmaktadır. Ekseni Merkür’ün dönüş eksenine 11° eğimli, kutupları yeryüzünün manyetik kutuplarına göre ters yerleşmiş durumda, yani kuzey manyetik kutbu gezegenin coğrafi güney kutbuna komşu olan ve gezegen yüzeyinde yeryüzü manyetik alanının %1’i kadar güçlü bu alan, Merkür çevresinde küçük bir manyetosfer oluşturmaya yeterlidir. Manyetosfer, Güneş rüzgarı adı verilen ve Güneş kökenli hızlı parçacıkların oluşturduğu plazma akımının, gezegenin manyetik alanın etkisi ile saptırılarak engellendiği bölgedir. Manyetosferin en dışında, plazma akımının yavaşlayarak hızının ses hızının altına indiği ve yön değiştirdiği bir şok dalgası gözlenir. Merkür’ün manyetik alanı Güneş rüzgarı ile gelen parçacıkları yakalayıp gezegen çevresinde tutacak kadar güçlü olmadığı için, van Allen kuşakları yoktur.

Küçük bir gezegen olan Merkür’ün çekirdek sıcaklığının bir manyetik alan oluşturmak için gerekli olan sıvı demir kütlesini barındırmaya izin vermeyecek denli düşük olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, bugün gözlenen manyetik alanın gezegen içindeki etkin bir manyetik üreteççe sağlanmak yerine, çok önceleri mıknatıslanmış olan katı durumdaki çekirdekçe sürdürüldüğü görüşü ortaya atılmıştır.

Merkür ile yeryüzünün boyutlarının karşılaştırılması.

Merkür’ün Kendi Ekseni Çevresinde Dönüşü

Gözlem koşullarının güçlüğü, Merkür’ün ırakgörürle(teleskop) ayırt edilebilen yüzey yapılarının devinimlerine(hareket) dayanarak dönüş döneminin hesaplanmasını güçleştirmiştir. 1960’lara gelinceye dek gezegenin kendi ekseni çevresinde dönüşünün, Güneş çevresindeki devinimi ile kilitlenmiş biçimde 88 günde tamamlandığına inanılıyordu. Gezegenin bir yüzünün sürekli karanlıkta kalarak çok düşük sıcaklıkta bulunması ile sonuçlanacak bu durum, 1962 yılında gök bilim yöntemlerinin Merkür’ün gece yüzünde sıcaklığın hiçbir zaman -160°C’nin altına düşmediğini ortaya koyması ile tartışmalı duruma geldi. 1965 yılında radar incelemeleri, gezegenin dönüş hızının yaklaşık 59 günlük bir devir ile uyumlu olduğunu gösterdi. İtalyan gök bilimci Giuseppe Colombo bu sürenin Merkür’ün yörünge döneminin 2/3’ü kadar olduğuna parmak basarak, gezegenin alışılmamış bir dönüş-yörünge kilitlenmesi olabileceğini bildirdi. Bu, Mariner 10 uzay aracının 1974’te Merkür’e gitmesiyle doğrulandı. Bugün, Merkür’ün kendi çevresindeki dönüşünü 58,65 günde bitirdiği bilinmektedir. Yörünge ve dönüş dönemlerinin bu biçimde 3/2 oranındaki eşlemesi, gezegenin oldukça eliptik yörüngesinin yol açtığı önemli yörünge hızı değişimleri ile daha uyumlu görülür. Bu şekilde, 1/1 oranındaki bir kilitlenmenin özellikle günberi dönemindeki hızlanma sırasında yol açacağı sallantı devinimleri ve buna bağlı güçlü gelgit etkileri ve iç gerilimler önlenmiş olmaktadır.

Merkür’ün bu dönüş biçimi, ilginç sonuçlar doğurur. Gezegen kendi ekseni çevresinde bir dönüşünü bitirdiği 58,65 günlük süre içinde Güneş çevresindeki dönüşünün de üçte ikisini gerçekleştirdiği için, Güneş’in görünür devinimi çok daha yavaş olmaktadır. Merkür’ün herhangi bir noktasında güneşin iki doğuşu arasında geçen süre yeryüzü ölçülerine göre 176 gündür; diğer bir deyişle bir yeryüzü yılı, 2 Merkür gününe eşittir. Bunun yanı sıra aşırı eliptik yörünge nedeniyle değişen yörünge hızı, gezegenin Güneş çevresindeki açısal hızının bazen kendi çevresindeki açısal hızı aşmasına, yani Güneş’in görünür deviniminin ters yöne dönmesine yol açar. Gezegenin bu eliptik çizgi üzerinde Güneş’e yaklaşıp uzaklaşmasıyla Güneş’in görünür boyutunun da değişmesi tabloya eklendiğinde Merkür üzerinde geçen bir günün öyküsü iyice renklenir: Caloris Havzası, Güneş’in boylamdan yani öğle noktasından geçişi ile günberi geçişinin aynı ana geldiği bir konumdadır. Merkür’ün her iki yılında bir, bu bölge öğle ile yaz ortasını bir arada yaşayarak gezegenin ve tüm Güneş Düzeni’nin en sıcak yeri olur. Caloris Havzası’ndaki bir gözlemci Güneş’in doğudan yükseldikçe büyüdüğünü ve doğudan batıya doğru deviniminin yavaşladığını görür. Güneş, en yüksek noktayı geçtikten ve alçalmaya başladıktan kısa bir süre sonra durur ve geriye doğru devinmeye başlar. En yüksek noktadan bu kez ters yönde ikinci geçişinde en büyük görünür çapa ulaşır ve batıdan doğuya alçalırken yeniden küçülmeye başlar. Bir süre sonra yeniden yavaşlayarak durur ve doğudan batıya alışılmış devinimine döner. Batı-doğu doğrultusundaki bu geriye devinim, yeryüzü ölçüleriyle birkaç gün sürer. Güneş, öğle çizgisinden üçüncü kez geçer ve batıya doğru alçalırken küçülmeyi sürdürür. Güneş battığında bir Merkür yılı dolmuştur. İkinci yıl Caloris Havzası’nın gecesi boyunca geçer.

Caloris Havza’sının 90° doğusunda bulunan bir gözlemci için gün çok değişik başlar. Büyük ve sıcak bir Güneş doğudan yavaşça yükselmeye başlar, ancak bir süre sonra durarak yeniden alçalır, batarken en büyük çapa ulaşır, yeryüzü ölçüleriyle 2 gün sonra yeniden doğar ve yükseldikçe görünür büyüklüğünün azaldığı gözlenir. Öğle çizgisinden geçerken en küçük durumunu almıştır, batıya doğru alçaldıkça yeniden büyümeye başlar. Batıdan battıktan kısa bir süre sonra aynı noktadan yeniden en büyük biçimiyle doğduğu gözlenir, batı ufkundan bir süre yükseldikten sonra yeniden alçalır ve bir Merkür yılı boyunca görünmemek üzere batar.

Merkür’ün Tanınmasının Geçmişi

Eski çağlardan günümüze ulaşan kaynaklarda Merkür; Ay, Güneş, Çolpan, Mars, Erendiz ve Sekendiz ile birlikte görünür devinimlerinin diğer yıldızlardan değişikliğiyle tanınan 7 gök cisminden biri olarak gösterilir. Bu yönüyle, eski gök bilimi için olduğu kadar yıldız falcılığı açısından da önem taşıyan gezegen, birçok dilde haftanın yedi gününe adını veren gök cisimlerinden biri olarak, tarih öncesinden günümüze insan kültüründe yerini korumuştur. Eski Yunan’da sabah yıldızı olarak görüldüğünde Hermes, akşam yıldızı olarak görüldüğünde ise Apollo olmak üzere iki ayrı ad taşımaktaydı. Pisagor aracılığıyla bu iki yıldızın gerçekte aynı gök cismi olduğunu öğrenen İlk Çağ dünyası, Merkür ve Çolpan‘ın Güneş çevresinde döndüğünü ileri süren Heraklitos ile ilk kez Güneş merkezli görüş ile tanıştı. Romalılar ise gezegene Hermes’in Roma mitolojisindeki eşdeğeri olan ayakları kanatlı ulak tanrı Merkür’ün adını verirken büyük olasılıkla Merkür’ün sabah ufku ile akşam ufku arasındaki hızlı geçişlerinden etkilenmişlerdi.

1639’da İtalyan gök bilimci Giovanni Battista Zupi sıradan bir ırakgörür yardımı ile Merkür’ün evreleri olduğunu gördü. Gezegenin, Güneş çevresinde döndüğünü bildirdi.

1880’lerde İtalyan gök bilimci Giovanni Schiaparelli atmosferin olumsuz etkilerini en aza indirebilmek amacıyla, Merkür’ün gökyüzünde yüksekte bulunduğu gündüz saatlerinde ırakgörürle yaptığı gözlemlerle, Merkür yüzeyindeki koyu ve açık renkli bölgeleri gösteren ilk yansıtma katsayısı(albedo) haritasını çizdi ve Merkür’ün dolanma süresi ile kendi çevresinde dönme süresinin eşit olduğunu öne sürdü.

Yunan kökenli ve Türkiye doğumlu Fransız gök bilimci Eugène Michel Antoniadi 1934 yılında yayınladığı kitabında Merkür’ün o döneme dek yapılmış en ayrıntılı yansıtma katsayısı(albedo) haritasını sundu ve gezegenin dişe dokunur bir atmosferi bulunduğunu öne sürdü.

1962 yılında Michigan Üniversitesinden W. E. Howard, gezegenin kızılötesi ve radyo ışınımları ölçümlerine dayanarak Merkür’ün gece yüzünün hiçbir dönem Güneş ışığı almayan bir yüzeyden beklendiğince soğuk olmadığını, bu nedenle 88 günlük dönüş süresi savlarının usa yatkın olmadığını ileri sürdü.

1965’te Gordon H. Pettengil ve Rolff B. Dyce, Porto Riko’daki Arecibo Radyoteleskobu yardımıyla yaptıkları radar incelemeleri ile gezegenden yansıyan ışınların Doppler kaymasını ölçerek Merkür’ün kendi ekseni çevresindeki dönüşünü yaklaşık 59 günde bitirdiğini hesapladılar. Bu bulgu üzerine İtalyan bilim kişisi Giuseppe Colombo bugün varsayılan 3/2 yörünge-dönüş eşlemesi görüşünü ortaya attı.

1991 yılında Arecibo radyoteleskobundan yapılan radar gözlemlerinde gezegenin kutup bölgelerinde donmuş durumda su bulunabileceğini düşündüren bulgular elde edildi.

Merkür’deki çukurlar

Mariner 10 Uzay Aracı

Bugüne dek Merkür’e gönderilen tek uzay aracı 1973 yılında fırlatılan Mariner 10 uzay sondasıdır. Sonda, Şubat 1974’te Çolpan yakın geçişini gerçekleştirdikten ve gezegenle ilgili bilimsel gözlemler yaptıktan sonra, Güneş çevresinde Merkür yörüngesi ile kesişen ve yörünge dönemi Merkür’ün döneminin tam iki katı olan eliptik bir yörüngeye girerek bu çizgi üzerinde her 176 günde bir Merkür’le karşılaşmaya başladı. 29 Mart 1974, 21 Eylül 1974 ve 16 Mart 1975 tarihlerinde gerçekleşen üç yakın geçişte gezegene ilişkin çok değerli bilgiler elde edildi:

  • Merkür’ün kütlesi, çapı, dönüş süresi duyarlı olarak ölçüldü,
  • Gezegenin daha önce bilinmeyen manyetosferi keşfedildi, ince atmosferi hakkında veriler toplandı.
  • Ayrıntılı fotoğraflar çekildi, gezegenin yüzey haritası çıkarıldı. Ancak sondanın her geçişinde Merkür aynı konumda bulunduğundan, yüzeyin ancak yarıya yakın bölümü haritalanabildi.

Üçüncü geçişte gezegene 327 km yaklaşan sonda, bu geçişten kısa bir süre sonra yakıtının bitmesi ile görevini sonlandırdı. 1975 yılından bu yana bağlantı kurulamayan Mariner 10, durağan yörüngesinde her iki Merkür yılında bir gezegenle aynı noktada buluşmayı sürdürmektedir.

Adlandırma

Uluslararası Gökbilim Birliği(IAU), Merkür üzerindeki yüzey biçimlerine verilen adların belli kurallara göre seçilmesini önermektedir:

  • Kraterler: Ölmüş sanatçıların adları,
  • Dağlar: Caloris,
  • Sırtlar: Merkür araştırmalarına katkıda bulunmuş ölmüş bilim kişileri,
  • Ovalar: Merkür gezegeninin veya tanrı Merkür’ün türlü dillerde adları,
  • Uçurumlar: Keşiflerde veya bilimsel araştırmalarda kullanılan ünlü gemilerin adları,
  • Vadiler: Radyoteleskop adları.

Merkür, Güneş çevresinde yaklaşık 88 gün süren dolanma süresi ve 116 günlük kavuşum dönemi ile, gökyüzündeki görünür devinimini yılda üç kez yineler. Bir alt gezegen olması nedeniyle ile her zaman Güneş’e yakın konumdadır ve gözlenmesi Güneş’in parlak ışığı nedeniyle oldukça güçtür. -1,9 kadir düzeyine varabilen parlaklığı ile en parlak yıldızlardan ve bazen Sekendiz, Mars ve hatta Erendiz’den daha ışıklı olabilmesine karşın hiçbir dönem karanlık bir taban üzerinde izlenemediği için, her kavuşum döneminin en çok birkaç gün süren bir bölümünde, en yüksek batı ya da doğu uzanımı sırasında çıplak gözle görülebilir. Bu gözlem koşulları, doğu uzanımı için Güneş’in batışını izleyen, batı uzanımı için ise Güneş’in doğuşundan az önceki kısa bir süre için gerçekleşir. Bu nedenle her 116 günlük dönemde Merkür bir kez akşam yıldızı, bir kez de sabah yıldızı olarak izlenir. En yüksek uzanım, yörünge dışmerkezliğinin yüksek olması nedeniyle 18° ile 28° arasında değişir, ancak 28° bile rahat bir gözlem için yeterli değildir. Özellikle tutulum düzleminin ufka daha yakın olduğu yüksek enlemlerden gezegenin görülmesi çok güçtür. Gözlem noktası yeryüzü Ekvator’una yaklaştıkça Merkür’ün sabah ya da akşam alacakaranlığında ufuktan yüksekliği artacağı için çıplak gözle görülebilmesi daha kolay olur. Merkür’ün oldukça eliptik yörüngesinin uzun ekseninin Yer yörüngesine göre konumuna bağlı olarak, yeryüzünün Güney Yarım Küre’sinin sonbahar başlangıcına denk gelen döneminde, gezegenin olası en yüksek batı uzanımı ile 7°’lik yörünge eğikliğinin üst üste gelmesi sonucu Merkür için en uygun gözlem koşulları oluşur. Aynı biçimde olası en yüksek doğu uzanımı ile yörünge eğikliği açısının birbiri üzerine eklenmesi, yine Güney Yarım Küre’den bu kez kış aylarında gezegenin rahat gözlenmesine olanak sağlar. Yüksek dışmerkezlik nedeniyle yörünge hızı dolanma sırasında çok değişir ve kavuşum süresi Yer’in Merkür yörüngesine oranla konumuna göre birkaç gün kayabilir.

Yer atmosferinin olumsuz etkilerini en aza indirebilmek amacıyla, ırakgörür kullanılarak yapılan uzmanlaşmış gözlemler Merkür’ün ufuktan iyice yüksekte bulunduğu gün ortası saatlerinde gerçekleştirilir. Tam Güneş tutulmaları çok kısa süre için de olsa Güneş’e çok yakın konumdaki gezegenin gün ortasında çıplak gözle izlenebilmesine olanak sağlar.

Kısıtlayıcı etmenler nedeniyle, yeryüzünden yapılan gözlemler en güçlü ırakgörürler kullanıldığında bile Merkür’ün yüzey biçimlerine ilişkin yeterli bilgi sağlayamamış ve elimizdeki bilgilerin büyük bölümü Mariner 10 uzay sondasınca sağlananlarla sınırlı kalmıştır.

Mariner 10 Uzay Aracının 29 Mart 1974’te görüntülediği Merkür.

Evreler

Bir ırakgörürle izlendiğinde Merkür’ün Ay ve Çolpan gibi evreleri olduğu görülür. Gezegenin yeryüzüne en uzak ve Güneş’in arkasında bulunduğu üst kavuşum anında görünen yüzeyinin tümü aydınlandığından ışıklı bir daire biçiminde dolun evresi söz konusudur. Bu aynı zamanda uzaklık nedeniyle Merkür’ün görünür çapının en az olduğu dönemdir. En iyi gözlem koşullarının oluştuğu en yüksek uzanım anında gezegen bir yarım daire biçiminde görülür. Güneş ile Yer arasında kaldığı dönemlerde ise karanlık yüzünü göstererek bir ayça(hilal) biçimi alır. Ayçanın en ince olduğu dönemler gezegenin yeryüzüne en yakın olduğu ve görünür çapının en büyük olduğu dönemlerdir, ancak bu sırada Güneş ışınları gezegenin görülmesini engeller.

Merkür’deki Coloris Havzası.

Merkür’ün Güneş Geçişleri

Merkür’ün her yıl ortalama üç kez alt kavuşum konumundan geçmesine karşın, yörüngesinin tutulum düzlemine 7°’lik bir açı yapması nedeniyle Güneş diskinin önünden geçişi seyrek gerçekleşir. Merkür yörüngesinin tutulum düzlemini kestiği noktalar, yani yörüngenin çıkan ve inen düğümleri ile Güneş ve Yer’in düz bir çizgi üzerinde yer almasını gerektiren bu durum her yüzyılda 12-14 kez ve yalnız Mayıs ve Kasım ayları içinde gözlenir. Güneş diski üzerinde küçük bir kara beneğin ilerlemesi şeklinde izlenen bu olay, Merkür’ün yörünge hızının daha düşük olduğu günöte noktasına daha yakın olan Mayıs geçişlerinde daha yavaş olur ve 9 saat kadar sürebilir.

Kaynakça

http://nasa.gov

http://nssdc.gsfc.nasa.gov/

http://solarsystem.nasa.gov/

http://nineplanets.org/

http://solarviews.com/

http://gezegenler.gen.tr/

http://kuark.org/

http://rasathane.ankara.edu.tr/

http://astroset.com

BİR YANIT BIRAK

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen adınızı buraya giriniz