Základné astronomické údaje
Ortuť je extrémna planéta z niekoľkých hľadísk. Vďaka svojej blízkosti k Slnku - jeho priemerná obežná vzdialenosť je 58 miliónov km (36 miliónov míľ) - má najkratší rok (obdobie revolúcie 88 dní) a prijíma najintenzívnejšie slnečné žiarenie zo všetkých planét. S polomerom asi 2 440 km (1 516 km) je Merkur najmenšou hlavnou planétou, dokonca menšou ako Jupiterov najväčší mesiac, Ganymede alebo Saturnov najväčší mesiac Titan. Okrem toho je ortuť nezvyčajne hustá. Aj keď jeho priemerná hustota je zhruba rovnaká ako hustota Zeme, má menšiu hmotnosť a preto je menej stlačená svojou vlastnou gravitáciou; po korekcii na vlastnú kompresiu je hustota ortuti najvyššia z akejkoľvek planéty. Takmer dve tretiny hmotnosti ortuti sú obsiahnuté v jej prevažne železnom jadre, ktoré siaha od stredu planéty do polomeru asi 2 100 km (1300 míľ) alebo asi 85 percent cesty k jej povrchu. Skalný vonkajší plášť planéty - povrchová kôra a spodný plášť - je hrubý len asi 300 km.
Pozorovacie výzvy
Ako je vidieť z povrchu Zeme, ortuť sa schováva za súmraku a súmraku, nikdy nie je vzdialená viac ako 28 ° v uhlovej vzdialenosti od Slnka. Trvá to asi 116 dní, kým sa na predĺženie - tj ráno sa ortuť vráti do rovnakého bodu ako Slnko - na rannej alebo večernej oblohe. Nazýva sa to synodické obdobie Merkúra. Jeho blízkosť k obzoru tiež znamená, že ortuť je vždy videná cez viac zemskej turbulentnej atmosféry, ktorá rozmazáva výhľad. Dokonca nad atmosférou sú obežné observatóriá, ako je Hubbleov vesmírny teleskop, obmedzené vysokou citlivosťou svojich prístrojov tak, aby smerovali čo najbližšie k Slnku, ako by to bolo potrebné na pozorovanie ortuti. Pretože ortuťová obežná dráha leží vo vnútri Zeme, občas prechádza priamo medzi Zemou a Slnkom. Táto udalosť, pri ktorej je planéta pozorovateľná teleskopicky alebo pomocou kozmických prístrojov ako malá čierna bodka prechádzajúca jasným slnečným diskom, sa nazýva tranzit (pozri zatmenie) a vyskytuje sa asi desaťkrát za storočie. Ďalší tranzit ortuti sa uskutoční v roku 2019.
Ortuť tiež predstavuje ťažkosti so štúdiom pomocou vesmírnej sondy. Pretože planéta je umiestnená hlboko v gravitačnom poli Slnka, je potrebná veľká energia, aby sa tvarovala trajektória kozmickej lode, aby sa dostala z orbity Zeme na ortuť tak, aby mohla ísť na obežnú dráhu okolo planéty alebo pristáť na nej. ono. Prvá kozmická loď, ktorá navštívila Merkur, Mariner 10, bola na obežnej dráhe okolo Slnka, keď v rokoch 1974–75 urobila tri krátke prelety na planéte. Pri vývoji následných misií na Merkur, ako je napríklad vesmírna loď US Messenger, ktorá sa začala v roku 2004, vypočítali inžinieri vesmírnych letov zložité trasy a využívali gravitačné asistencie (pozri spaceflight: Planetárne lety) z opakovaných preletov Venuše a Merkúra v priebehu niekoľkých rokov. V rámci projektu misie Messenger sa kozmická loď po vykonaní pozorovaní z miernych vzdialeností počas planétových preletov v rokoch 2008 a 2009 zapísala na predĺženú obežnú dráhu okolo Merkúra na účely podrobného vyšetrovania v roku 2011. Okrem toho, extrémne teplo nielen zo Slnka, ale tiež vyznali samotného Merkura, vyzvali dizajnérov kozmických lodí, aby udržali nástroje dostatočne chladné, aby fungovali.
Orbitálne a rotačné účinky
Ortuťová obežná dráha je najviac naklonená z planét, naklonená asi o 7 ° od ekliptiky, roviny definovanej orbitou Zeme okolo Slnka; je to tiež najexcentrickejšia alebo najdlhšia planétová obežná dráha. V dôsledku predĺženej obežnej dráhy sa Slnko objaví na ortuťovej oblohe viac ako dvojnásobne jasnejšie, keď je planéta najbližšie k Slnku (na perihéliu), na 46 miliónov km (29 miliónov míľ), ako keď je najďalej od Slnka. (na aphelióne), takmer 70 miliónov km (43 miliónov míľ). Obdobie rotácie planéty 58,6 dní Zeme vzhľadom na hviezdy - tj dĺžka jej hviezdneho dňa - spôsobuje, že Slnko sa pomaly pohybuje na západ na Merkúrovom nebi. Pretože ortuť obieha okolo Slnka, jej rotácia a revolučná doba sa kombinujú tak, že Slnko zaberie tri Merkuriánske hviezdne dni alebo 176 Zemských dní, aby vytvorilo úplný obvod - dĺžku slnečného dňa.
Ako sa uvádza v Keplerových zákonoch o planetárnom pohybe, ortuť sa pohybuje okolo Slnka tak rýchlo blízko periheliónu, že sa zdá, že Slnko obracia smer na Merkurovej oblohe, krátko sa pohybuje smerom na východ a potom pokračuje v západnom postupe. Dve miesta na Merkurovom rovníku, kde k tejto oscilácii dochádza v poludnie, sa nazývajú horúce póly. Keď tam horúce slnko zotrváva a prednostne ich zohrieva, môžu povrchové teploty prekročiť 700 kelvínov (K; 800 ° F, 430 ° C). Dve rovníkové polohy 90 ° od horúcich pólov, ktoré sa nazývajú teplé póly, nikdy nie sú takmer také horúce. Z pohľadu teplých stĺpov je Slnko už na obzore nízko a chystá sa, keď rastie najjasnejšie a vykonáva svoj krátky obrat. V blízkosti severných a južných pólov Merkúra sú teploty zeme ešte chladnejšie pod 200 K (-100 ° F, -70 ° C), keď sú osvetlené pasúcim sa slnečným žiarením. Povrchové teploty klesajú na asi 90 K (-100 ° F, -180 ° C) počas Merkúrových dlhých nocí pred východom slnka.
Teplotný rozsah ortuti je najextrémnejší zo štyroch vnútorných planét slnečnej sústavy, no nočná planéta planéty by bola ešte chladnejšia, keby Merkúr udržiaval jednu tvár nepretržite smerom k Slnku a druhú v neustálej tme. Kým sa v 60-tych rokoch nepreukázali radarové pozorovania na Zemi, astronómovia dlho verili, že tomu tak bude, čo by nasledovalo, keby Merkúrova rotácia bola synchrónna - to znamená, keby jej rotačná perióda bola rovnaká ako 88-denná revolučná perióda. Teleskopickí pozorovatelia, obmedzení na pravidelné prezeranie ortuti za podmienok diktovaných uhlovou vzdialenosťou ortuti od Slnka, boli uvedení do omylu, keď dospeli k záveru, že ich videnie tých istých, takmer nerozoznateľných znakov na povrchu Merkúra pri každej príležitosti pozorovania naznačovalo synchrónnu rotáciu. Radarové štúdie odhalili, že 58,6-dňová rotačná doba planéty sa nelíši len od jej orbitálnej periódy, ale aj presne jej dvoch tretín.
Ortuťová excentricita a silné prílivy - deformácie vyvolané v tele planéty gravitačnou príťažlivosťou Slnka - zjavne vysvetľujú, prečo sa planéta otáča trikrát pre každé dva krát, keď obieha okolo Slnka. Ortuť sa pravdepodobne formovala rýchlejšie, keď sa formovala, ale spomalili ju prílivové sily. Namiesto spomalenia do stavu synchrónnej rotácie, ako sa to stalo s mnohými planétovými satelitmi, vrátane Zeme, sa Merkúr zachytil pri rýchlosti rotácie 58,6 dní. Pri tomto tempe Slnko ťahá opakovane a obzvlášť silno na prílivovo vyvolané hrče v ortuťovej kôre na horúcich póloch. Šanca na zachytenie rotácie v 58,6-dňovom období bola výrazne zvýšená prílivovým trením medzi pevným plášťom a roztaveným jadrom mladej planéty.
