כוכב חמה

השם

שמו בלועזית הוא מרקורי, על שמו של האל הרומי מרקוריוס. מכיוון שכוכב חמה מופיע לסירוגין משני צדי השמש, חשבו הקדמונים בטעות שמדובר בשני כוכבים שונים ואף כינו אותו בשני שמות: "הרמס" כשהופיע בערב מצד אחד של השמש, ו"אפולו" כשהופיע בבוקר מצדה השני. בגלגל המזלות מרקורי מזוהה עם מזל תאומים.
בשפות שמקורן בלטינית שמו של יום רביעי נקשר בכוכב חמה ובאל מרקוריוס המזוהה עמו. הרומאים קראו לו על שם האל מרקוריוס כיוון שנדמה שהוא זז במהירות. בשפות אלו שמו של יום רביעי נגזר ישירות משמו בלטינית Dies Mercurii (יום מרקורי), וכך בצרפתית השם הוא Mercredi, באיטלקית Mercoledì ובספרדית Miércoles.
בעברית מוזכר כוכב חמה לראשונה בתלמוד הבבלי, בשמו המקורי כוכב, בטרם נודעה ההבחנה בין גרמי השמים השונים - כוכבים וכוכבי־לכת. הוספת המילה "חמה" לשם כוכב־הלכת היא מאוחרת, וכנראה נועדה להדגיש שאינו גרם שמים רגיל, על־סמך היותו הקרוב ביותר לשמש.

מידע כללי

משך היום של כוכב חמה מושפע במידה רבה מקרבתו לשמש. סחרורו העצמי (יום סידרי) של כוכב חמה נמשך 58.65 יממות ארץ ומשך הקפתו את השמש (שנה סידרית) 87.968 יממות ארץ - יחס קרוב מאד ל 2/3. בשל תהודה מסלולית זו יראה צופה על פני מרקורי זריחת שמש יחידה פעם בשנתיים (של מרקורי) - תופעה ייחודית במערכת השמש, שהיום הסולרי ארוך מהשנה. סחרור איטי זה, והיעדר אטמוספירה ממשית לכוכב חמה יוצרים על פניו הבדלי טמפרטורה גדולים מאוד בין שני צדדיו. בחלקו הפונה לשמש הטמפרטורה שלו מגיעה ל־430°C ואילו בצידו האחר (שאינו חשוף לאור השמש) היא מגיעה ל־180°C-.
כוכב חמה קטן בהרבה מכדור הארץ, ודומה בגודלו לירח. קוטרו 4,878 קילומטרים. כוח המשיכה על פניו קטן פי 2.5 מאשר על־פני כדור הארץ. כמו כן, אין לו ירחים, אין בו מים וכאמור אף לא אטמוספירה.
כוכב חמה הוא אחד העולמות העוינים ביותר במשפחת כוכבי־הלכת של מערכת השמש וזאת בגלל קרבתו היחסית לשמש ודלילות (יש האומרים היעדר) האטמוספירה. שילוב שני גורמים אלה הופך את התנאים לבלתי־נסבלים בו. הטמפרטורה הממוצעת על־פני כוכב חמה מגיעה ל־179°C‏ (452 קלווין). בקטבים של כוכב הלכת - פער הטמפרטורות קטן יותר.
אור השמש על פני כוכב חמה חזק פי 8.9 מאשר על כדור הארץ, ועוצמת הקרינה המגיעה אל פניו היא 9126.6 וואט למ"ר. פני השטח של כוכב חמה מכוסים מכתשים בדומה לירח. אחד ממאפייניו הבולטים ביותר של פני כוכב חמה (ממה שצולם) הוא Caloris Basin, מכתש שקוטרו כ־1,350 ק"מ.
את כוכב חמה ניתן לראות לעיתים בעין בלתי־מצוידת, אך מכיוון שהוא נותר בסביבת השמש, מקשים דמדומי הערב או הבוקר להבחין בו, זאת לעומת ארבעת כוכבי־הלכת האחרים שהיו ידועים לקדמונים - נוגה, מאדים, צדק ושבתאי.

אטמוספירה

אטמוספירת כוכב חמה היא דקה מאוד; למעשה, מתנגשות מולקולות גז שבאטמוספירה בפני השטח של כוכב הלכת לעיתים קרובות יותר מאשר שהן מתנגשות אחת בשנייה; לרוב מתייחסים אל כוכב חמה כחסר אטמוספירה. ה"אטמוספירה" של כוכב חמה מורכבת בעיקר מאשלגן, נתרן וחמצן. נהוג לכנות אטמוספירה כזו אקסוספירה.
האטומים המרכיבים את האטמוספירה אובדים לחלל ללא הרף, עם אורך חיים ממוצע של כשלוש שעות עבור אטומי האשלגן והסידן (במהלך היום) ורק מחצית מכך בפריהליון. האטמוספירה שאובדת כל העת מתחדשת במספר אמצעים: רוח השמש שנתפשת על ידי השדה המגנטי של כוכב הלכת, אדים הנוצרים על ידי התנגשויות מיקרומטאורים והתאיידות תרמית של קוטבי הקרח. האטמוספירה של כוכב חמה דלילה מכדי שתוכל להעביר קול ודלילה מכדי שתוכל לפזר גלי אור, ולכן השמים שם ייראו תמיד שחורים.

הרכב פנימי

לכוכב חמה ליבת ברזל גדולה באופן יחסי (אף בהשוואה לכדור הארץ). הרכבו של כוכב חמה הוא בקירוב 70% מתכתי ו־30% סיליקט. הצפיפות הממוצעת 5430 kg/m³, קטנה במקצת מצפיפות כדור הארץ. מסת כוכב חמה היא רק 5.5% ממסת כדור־הארץ. ליבת המתכת תופסת 42% מנפחו של כוכב־הלכת (לשם השוואה, ליבת כדור־הארץ תופסת 17% בלבד). את הליבה מקיפה מעטפת שעוביה 600 ק"מ.

מסלול

מסלולו של כוכב חמה הוא אליפטי מאוד. בנקודתו הקרובה ביותר אל השמש (פריהליון) הוא מרוחק ממנה רק 46 מיליון קילומטרים ואילו בנקודתו הרחוקה ביותר (אפהליון) הוא מרוחק ממנה 70 מיליון קילומטרים.
בשל קרבת כוכב חמה לשמש פועל עליו כוח כבידה חזק יחסית ולכן התגלו במסלולו בסוף המאה ה־19 חריגות ממסלולו הצפוי לפי תורת הכבידה של ניוטון. לאחר פיתוח תורת היחסות הכללית אישש אלברט איינשטיין את נכונות התורה על ידי חישוב הסטייה היחסית מהמסלול הניוטוני והשוואתה למסלול הנצפה. התקבלה התאמה מצוינת בין המסלול שחזתה תורת היחסות לבין המסלול שנצפה בפועל.
סחרורו הצירי איטי מאוד: סחרור אחד שלו אורך 58.65 ימי ארץ ואילו מהירות הקפתו את השמש היא גדולה: שנה על פניו שווה באורכה ל־87.97 ימי ארץ. כך יוצא שכוכב חמה משלים רק 1.5 סחרורים סביב עצמו בזמן הקפתו את השמש, ולכן היממה השמשית בו היא 176 יממות ארץ.

מגנטוספירה

למרות סחרורו הצירי האיטי, לכוכב חמה יש מגנטוספירה חזקה באופן יחסי, 1% מחוזק השדה המגנטי הנוצר על ידי כדור הארץ. ייתכן כי שדה מגנטי זה נוצר באופן דומה לזה של כדור הארץ, על ידי דינמו של תנועה חופשית של נוזל הליבה; הערכות עכשוויות רומזות כי ליבת כוכב חמה אינה חמה מספיק כדי להתיך תערובת ניקל־ברזל, אולם יכול להיות שחומרים עם נקודת היתוך נמוכה יותר, כגפרית, אחראיים לתופעה. כמו כן, אפשרי כי שדהו המגנטי הוא שריד של אפקט דינמו קדום שפסק, והשדה המגנטי "קפא" בחומרים מגנטיים ממוצקים.

האסטרונומים הקדמונים

כוכב חמה היה ידוע לפחות מאז התקופה השומרית (האלף השלישי לפנה"ס). התצפיות המתועדות המפורטות הקדומות ביותר נעשו על ידי הבבלים. לכוכב חמה ניתנו שני שמות על ידי היוונים הקדמונים, אפולו, כאשר נראה בבקרים והרמס, כאשר נראה בערבים. בסביבות המאה ה־4 לפנה"ס התברר כי שני השמות מתייחסים בעצם לגוף אחד. הרקליטוס אף האמין כי כוכב חמה ונוגה מקיפים את השמש ולא את כדור הארץ.

משימת בפיקולומבו

סוכנות החלל היפנית JAXA, יחד עם סוכנות החלל האירופית, שיגרו ב־20 באוקטובר 2018 את הגשושית בפיקולומבו שצפויה להגיע בשלהי דצמבר 2025 אל כוכב חמה עם שתי מקפות מחקר.
המקפת של סוכנות החלל האירופית, Mercury Planetary Orbiter - MPO, תתנתק מן החללית כאשר זו תגיע לכוכב חמה והיא תירש את השם בפיקולומבו. בנוסף תתנתק המקפת היפנית MIO, שמשמעותו ביפנית "ניווט בטוח". החלק שנשאר מבפיקולומבו המקורית ישמש כתחנת ממסר עבור שתי המקפות.
שתי המקפות תחקורנה במקביל את השדה המגנטי של חמה, וכן בנפרד את פני השטח באמצעות מגוון מצלמות וכלים אחרים. הנתונים עשויים לעזור להבין את ההיסטוריה הגאולוגית של כוכב חמה.
השם של החללית ושל המשימה בכלל, נקראים על שמו של ג'וזפה ("בפי") קולומבו, שהציע לראשונה לבצע טיסות מעבר של חלליות ליד כוכבי לכת כדי להאיץ את מהירותן.
אותה שיטה תביא את החללית לביצוע תמרונים אליפטיים סביב לכדור הארץ (פעם אחת), וסביב לנוגה (פעמיים). בשלב מסוים יופעל מנוע היינון אשר יאט את החללית, עד לכניסה למסלול סביב לכוכב חמה, לאחר שישה תמרונים אליפטיים.

Parker Solar Probe

כחלק ממסלולה אל עבר השמש, תבצע הגשושית Parker Solar Probe, אשר שוגרה ב-12 באוגוסט 2018, מספר יעפים סביב כוכב חמה.