Merkur

Merkur ist der kleinste unter den erdähnlichen Planeten und erreicht von allen die höchste Umlaufgeschwindigkeit. Er hat keinen Mond und ist der sonnennächste Planet. Der Großteil der Informationen, die wir über Merkur besitzen sind uns von der Raumsonde Mariner 10 1974 und 1975 übermittelt worden. Eine weitere Raumsonde der NASA, MESSENGER, startete am 3. August 2004 und schwenkte im März 2011 als erste Raumsonde in einen Merkurorbit ein, um den Planeten mit ihren zahlreichen Instrumenten eingehend zu studieren und erstmals vollständig zu kartografieren.

Oberfläche des Merkurs:

Durch die von Mariner 10 und Messenger übermittelten Bilder wissen wir , dass die Oberfläche des Merkurs dicht von Kratern übersät ist. Ein riesiger Krater, das Caloris-Becken, hat einen Durchmesser 1.350 km. Der dafür verantwortliche Einschlag war so gewaltig, dass die Schockwellen noch auf der anderen Seites des Planeten zu spüren waren und dort eine Hügellandschaft erzeugt haben. Obwohl Merkur eine große Ähnlichkeit mit unserem Mond aufweist, so gibt es dennoch einige Unterschiede. Weite Regionen des Planeten sind mit unzähligen Kratern bedeckt, ähnlich wie die Hochebenen unseres Mondes. Darüber hinaus lassen die Bilder auch weite Ebenen ohne Erhebungen erkennen, wo es nur vereinzelt Krater gibt. Diese erinnern an die „Meere“ auf unserem Mond. Inmitten des sehr hügeligen und von Kratern übersäten Gebiets erstrecken sich aber auch ausgedehnte ebene Flächen, die nahezu völlig glatt sind. Diese Ebenen sind wahrscheinlich aus geschmolzenem Gestein entstanden, das einst aus dem Inneren des Planeten emporstiegen. Eine Besonderheit des Merkurs  sind die zahlreichen Klüfte, die seine Oberfläche oft mehrere hundert Kilometer durchziehen und zwischen einigen hundert und 3000 m hoch sein können. Sie dürften auf Grund von tektonischen Veränderungen in der Planetenkruste entstanden sein, die sich nach der Entstehung des Planeten infolge von Abkühlung vollzogen haben.

Caloris-Becken
Quelle Wikipedia

Kraterlandschaft der Südhalbkugel
Quelle: Wikipedia

Aufbau des Planeten:

Vor der Erforschung des Planeten durch Mariner 10 ging man davon aus, dass Merkur zu klein sei, um ein Magnetfeld zu besitzen. Die Überraschung war daher groß, als sich dies als Irrtum herausstellte, wenngleich das Magnetfeld des Merkurs 100-mal schwächer ist, als das der Erde.

Mit den Daten der Raumsonden hatten die Astronomen die Möglichkeit, den geologischen Aufbau des Merkurs zu studieren. Demnach wird die äußerste Schicht von einer Kruste und einem Gesteinsmantel gebildet, die beide relativ dünn sind und aus Silikaten bestehen. Merkurs mittlere Dichte ist außergewöhnlich hoch und entspricht mit 5,43 g/cm³ der Dichte der Erde. Auf Grund dieser hohen Dichte gegen die Wissenschaftler davon aus, dass etwa 70% der Masse des Merkurs aus einem großen Eisenkern besteht, der drei Viertel des gesamten Planeten einnimmt. Dies erklärt auch die Existenz des Magnetfeldes, obwohl noch nicht restlos geklärt ist, wie es sich gebildet hat. Man vermutet, dass das schwere metallische Gestein im Kern des Planeten die Wirkung eines Dynamos hat, wie dies übrigens auch bei der Erde der Fall ist. Allerdings gilt bei Experten als eher unwahrscheinlich, dass Merkur bereits seit seiner Entstehung einen so großen Eisenkern besitzt. Einer Theorie zufolge hat Merkur einen Großteil seines Gesteinsmantel ganz zu Beginn der Entstehung des Sonnensystems durch einen heftigen Zusammenprall mit einem anderen Himmelskörper eingebüßt.

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Quelle Wikipedia

Die Umlaufbahn des Merkurs:

Merkur umkreist die Sonne in einer mittleren Entfernung von 58 Mio. km. Sein Umlauf folgt dabei einer stark exzentrischen Bahn. Das bedeutet, dass sich die Sonne nicht im Zentrum seiner elliptischen Umlaufbahn befindet, wobei ihre Entfernung vom Zentrum das 0,205fache der halben Ellipse ausmacht. Daraus folgt, dass die Entfernung des Merkurs von der Sonne während eines Umlaufs sehr stark variiert, und zwar um 24 Mio. km.

Die Umlaufgeschwindigkeit des Planeten beträgt ca. 48 km/s, ändert sich aber stark je nach Entfernung von der Sonne. Wenn er sich im Aphel befindet, bewegt sich Merkur mit einer Geschwindigkeit von 38,7 km/s, ist er im Perihel, so erreicht er bis zu 56,6 km/s.

Die Ebene, auf der die Umlaufbahn liegt, ist gegenüber der Ekliptik um 7° geneigt. Wenn die Bahn des Planeten also zwischen Sonne und Erde hindurchführt, befindet er sich in der Regel nördlich oder südlich der Sonne. Nur in seltenen Fällen, etwa 13-mal pro Jahrhundert wandert der Planet von der Erde aus gesehen vor der Sonne vorbei. Ein solches Ereignis bezeichnet man als Durchgang.

Die Phasen des Merkurs:

Weil Merkur sich zwischen Erde und Sonne befindet, weist er ähnliche Phasen wie unser Mond auf. Wenn er unserem Planeten am nächsten ist, zeigt er sich in Form einer schmalen Sichel ; wenn er die maximale Entfernung von der Erde erreicht hat, ist mehr als die Hälfte seiner Oberfläche beleuchtet. In seiner „Vollmondphase“ ist Merkur zu nahe der Sonne, um am Himmel beobachtet zu werden zu können. Mit bloßem Auge am besten sichtbar ist er, wenn er sich in maximaler Elongation, d.h. im größten Winkelabstand von der Sonne, befindet. Während Merkur seine verschiedenen Phasen durchläuft, erscheint er dem Beobachter unterschiedlich groß. Das ist darauf zurückzuführen, das die Entfernung zur Erde tatsächlich sehr unterschiedlich ist.

Tag und Nacht auf dem Merkur:

Merkur dreht sich äußerst langsam um die eigene Achse, und zwar nur eineinhalb Mal während eines Umlaufs um die Sonne. Auf Grund dieser Bewegung entspricht ein einziger Tag-Nacht-Zyklus nicht weniger als zwei Merkurjahren, das sind 176 irdische Tage.

Außerdem ist auf Grund der langsamen Rotation jeweils eine Halbkugel des Merkurs über einen sehr langen Zeitraum der Sonne zugewandt. Das bewirkt, dass der Gegensatz zwischen Tag und Nacht größer ist als auf jedem anderen Planeten. Während die Temperaturen auf der der Sonne abgewandten Seite bis zu -180° C herabsinken, können sie auf der Sonnenseite des Merkurs am Nachmittag auf bis zu 430° C steigen.

Auf dem Merkur gibt es keine Jahreszeiten, wie wir sie auf der Erde kennen, und zwar deshalb, weil die Rotationsachse praktisch im rechten Winkel  zur Ebene seiner Umlaufbahn steht. Dieser Umstand bringt es mit sich, das manche Gebiete an den Polen niemals von der Sonne beschienen werden. Mit Hilfe des Radioteleskops von Arecibo konnten die charakteristischen Reflexionen des Eises in diesen dunklen Polarzonen beobachtet werden. Die Eisschicht dürfte einige Meter dick und mit Staub bedeckt sein.  Das Vorhandensein von Eis auf dem Merkur ist immer noch nicht vollständig bewiesen. Es handelt sich bislang um eine Vermutung, basierend auf den erwähnten Beobachtungen von Zonen hoher Radar-Reflexionen und der Tatsache, dass diese Zonen sich mit Kratern an den Polen decken. Diese Reflexionen können ohne Zweifel auch durch Metallsulfide hervorgerufen werden oder durch andere Materialien, die ähnliche Reflexionen verursachen.