Merkúr

Merkúr je najbližšia planéta slnečnej sústavy k Slnku a najmenšia planéta slnečnej sústavy.

Merkúr je malá kamenná planéta s povrchom posiatym impaktnými krátermi. Nemá hustú atmosféru, ktorá by dokázala regulovať povrchovú teplotu. Z toho dôvodu jej rozdiel kolíše v rozmedzí +440 °C počas dňa a −180 °C v noci. Napriek tomu, že je Merkúr najbližšie k Slnku, nedrží teplotný rekord medzi planétami slnečnej sústavy. Ten patrí Venuši, ktorá je od Slnka síce ďalej, ale panuje na nej silný skleníkový efekt.

Jeho priemer je 38 % priemeru Zeme, čo je 1,4-krát viac ako priemer Mesiaca. Merkúr má vysokú hustotu a slabé, no predsa prítomné magnetické pole. Vytvára ho masívne kovové jadro vo vnútri planéty. Merkúr obieha okolo Slnka najrýchlejšie zo všetkých planét, no jeho rotácia je, naopak, veľmi pomalá. Nemá žiadny mesiac.

Pre svoj najrýchlejší pohyb po oblohe zo všetkých planét bol Rimanmi pomenovaný podľa posla bohov Merkúra. Planéta je známa už od staroveku, hoci sa voľným okom ťažšie pozoruje. Keďže sa jeho dráha nachádza vo vnútri dráhy Zeme, nikdy sa na oblohe nevzdiali od Slnka o viac ako 28°, a preto ho možno pozorovať len ráno, krátko pred východom, alebo večer, krátko po západe Slnka. Aj tak môže byť niekedy pomerne nápadným objektom na večernej alebo rannej oblohe.

Merkúr skúmali zatiaľ dve kozmické sondy. Prvá z nich, Mariner 10, v rokoch 1974 – 75 trikrát preletela okolo Merkúra a urobila viac než 10 000 snímok jeho povrchu. V rokoch 2008 – 2015 sa na výskume podieľala sonda MESSENGER, ktorá bola po troch preletoch v marci 2011 navedená na obežnú dráhu okolo planéty, kým nedopadla na jeho povrch.

Fyzikálne vlastnosti Merkúra 

Zvláštnosťou Merkúra je jeho značne vysoká hustota (asi /m3). Je vyššia ako hustota Mesiaca Zeme, hoci povrch týchto dvoch telies sa na seba veľmi podobá. Tento fakt sa vysvetľuje vysokým zastúpením železa a niklu vo vnútri planéty, čomu nasvedčuje aj prítomnosť magnetického poľa. Hmotnosť Merkúra je 3,302x1023 kg.
Hmotnosť sa určovala pomerne ťažko, pretože táto planéta nemá žiadneho sprievodcu, a navyše sa nachádza príliš blízko Slnka. Na zmeranie hmotnosti využil G. Sitarski gravitačné pôsobenie Merkúra na 5 planétok. Z toho vypočítal, že dovtedy uznávaná hmotnosť Merkúra 1/308 523,71 hmotnosti Slnka by mala byť zvýšená o 0,0021 promile. Až 60 % hmotnosti Merkúra pritom pripadá na jadro, čo je zhruba dvakrát viac, ako je tomu v prípade Zeme.

Merkúr je takmer dokonalá guľa, pretože rozdiel medzi jeho rovníkovým a polárnym priemerom nepresahuje  – v oboch osiach meria zhodne . Sploštenie planéty je menej ako 0,0006. Ako teleso Merkúra chladne, planéta sa neustále zmršťuje.

Dráha a rotácia

Obežná dráha 
Obežná dráha Merkúra je zo všetkých planét najbližšia k Slnku. Z toho dôvodu je neustále bombardovaný fotónmi a slnečným vetrom – prúdom elektricky nabitých častíc smerujúcich vysokou rýchlosťou od Slnka. Slnečný vietor a slabá gravitácia planéty spôsobujú, že má len veľmi riedku atmosféru. Okrem toho má jeho obežná dráha aj najväčší sklon a najväčšiu excentricitu zo všetkých planét. V najbližšom bode svojej dráhy, v perihéliu, je k Slnku o 24 miliónov kilometrov bližšie ako v najvzdialenejšom bode – (aféliu). Zvláštnosťou jeho obežnej dráhy je výrazné stáčanie perihélia rýchlosťou až 1,55° za storočie, čo je viac, ako predpokladali Newtonove pohybové zákony. Toto stáčanie sa vedci pokúšali vysvetliť hľadaním hypotetickej planéty Vulkán vo vnútri obežnej dráhy Merkúra, ktorá by na Merkúr gravitačne pôsobila. Neskôr však bolo stáčanie perihélia vysvetlené pomocou teórie relativity.

V časovej škále miliónov až miliárd rokov sa podľa J. Laskara a M. Gastineaua obežná dráha Merkúra javí ako najmenej stabilná spomedzi obežných dráh všetkých planét. V priebehu nasledujúcich miliárd rokov sa môže excentricita jeho dráhy natoľko zvýšiť, že pretne obežnú dráhu Venuše, čo by viedlo k chaosu v dráhach všetkých terestrických planét.

Rotácia 
Pre ťažkú pozorovateľnosť Merkúra nebolo dlho možné určiť dĺžku jeho dňa. Pozorovateľov navyše miatla náhoda, že obdobie, ktoré trvá planéte od prechodu z východnej elongácie do západnej je približne rovné dĺžke jednej otáčky (40 – 50 dní), a preto astronómovia videli Merkúr stále z tej istej strany. Do roku 1962 sa predpokladalo, že planéta má viazaný obeh okolo Slnka, takže jej deň mal byť rovnako dlhý ako rok. Až v roku 1965 sa podarilo spoľahlivo určiť dobu rotácie a to pomocou nových výkonných rádioteleskopov odrazom radarových signálov od povrchu Merkúra. Siderická doba rotácie je 58,65 pozemského dňa.

Sklon rotačnej osi k rovine obehu planéty je takmer 90°. Z toho dôvodu deň na ktorejkoľvek časti planéty trvá rovnako dlho a Merkúr nemá ročné obdobia. Pre rýchly obeh planéty okolo Slnka sa však Slnko zdanlivo posúva po oblohe Merkúra tak rýchlo, že medzi dvomi nasledujúcimi východmi Slnka uplynie 176 pozemských dní. Pozorovateľ na povrchu Merkúra by v čase prechodu planéty perihéliom videl Slnko vyjsť na východe a normálne sa pohybovať smerom na západ. Potom by Slnko postupne zastavilo a začalo sa pohybovať opačne, zo západu na východ. Po 8 pozemských dňoch by sa zdanlivý pohyb Slnka vrátil opäť do normálu. V blízkosti perihélia je totiž obežná rýchlosť po dobu 8 dní vyššia ako rotačná rýchlosť planéty.

Planéta vykoná tri rotácie počas dvoch obehov. Tento jav sa niekedy nazýva tiež orbitálna rezonancia. V dávnej minulosti mohla byť rotácia planéty podstatne rýchlejšia, ale slapové sily Slnka ju v priebehu miliónov rokov spomalili na dnešnú hodnotu. Tento celočíselný pomer dĺžky rotácie k dobe obehu má za následok teplotné zvláštnosti na povrchu planéty. Pri prechode planéty perihéliom dopadajú slnečné lúče pod najväčším uhlom vždy buď na nultý, alebo stoosemdesiaty poludník jeho súradnicovej sústavy. Preto sú teploty na týchto poludníkoch vyššie ako teploty na 90. a 270. poludníku, na ktoré dopadajú slnečné lúče pod najmenším uhlom vždy len v aféliu. Najvyššie povrchové teploty dosahujú priesečníky nultého a stoosemdesiateho poludníka. Tieto body sa preto tiež nazývajú horúce póly.

Vznik a vývoj 

Merkúr sa, podobne ako všetky terestrické planéty, pravdepodobne sformoval vo vnútorných častiach protoplanetárneho disku krúžiaceho okolo praslnka. Slnečný vietor, ktorý vyžarovalo praslnko, odstránil najľahšie prvky – vodík a hélium – z vnútorných častí disku a zostali v ňom len atómy ťažších prvkov. Z nich sa utvorili prachové zrná, ktoré sa spájali do stále väčších a väčších celkov. Za niekoľko tisíc rokov zrná narástli do rozmerov niekoľkých centimetrov. Z častíc sa postupne utvorili miestne zhluky, ktoré naďalej na seba nabaľovali hmotu a zahusťovali sa. Tak vznikli väčšie telesá nepravidelného tvaru – planetezimály. Potom, čo planetezimály dorástli do určitých rozmerov, sa už na ich ďalšom spájaní do väčších celkov začala výraznejšie podieľať aj ich vlastná gravitácia. Za rádovo desaťtisíc rokov vzniklo postupným zliepaním obrovské množstvo telies s rozmermi 500 až  – protoplanéty. Z protoplanét sa vzájomnými kolíziami utvorili dnešné planéty. 

Chemické zloženie Merkúra je však veľmi odlišné od zloženia troch ďalších terestrických planét – Venuše, Zeme a Marsu. Pre toto nezvyčajné povrchové zloženie sa geológovia nazdávajú, že Merkúr sa sformoval z iného materiálu ako ostatné terestrické planéty v slnečnej sústave. L. Kerberová a i. sa domnievajú, že Merkúr sa sformoval z planetezimál, ktoré migrovali zo vzdialenejších častí slnečnej sústavy bližšie k Slnku. Iným možným vysvetlením je, že planéta sa síce sformovala z podobného materiálu ako ostatné tri terestrické planéty, no jej povrchové vrstvy sa pod vplyvom silného žiarenia mladého Slnka vyparili. Tento scenár však vedci nepovažujú za veľmi pravdepodobný, pretože vypariť by sa musel aj sodík, draslík či olovo, lenže tieto prvky našla sonda MESSENGER na povrchu Merkúra vo veľkých množstvách.

V pôvodne roztavenom telese Merkúra sa gravitačnou diferenciáciou utvorilo husté jadro a silikátový plášť. V tejto fáze sa rozptýlilo uvoľnené teplo a vytvorila sa pevná kôra. Tento model však narušuje malé množstvo hliníka zistené sondou MESSENGER. Hliník by ako ľahší prvok mal v procese diferenciácie stúpať k povrchu podobne ako na Zemi alebo Mesiaci. V ďalšej etape planéta prešla obdobím rozsiahlej vulkanickej činnosti, ktorá neustále pretvárala jej povrch. Z výsledkov tretieho preletu sondy MESSENGER okolo Merkúra vyplýva, že vulkanizmus určite prebiehal pred 2,5 miliardami rokov a podľa vzhľadu krátera Rachmaninoff možno aj pred miliardou rokov. Asi 40 % kôry Merkúru prejavujúcej sa ako hladké časti povrchu je sopečného pôvodu. O silnej vulkanickej aktivite svedčí vysoké zastúpenie sodíka a síry na jeho povrchu. Ďalej túto teóriu podporujú aj obrovské polia stuhnutej lávy na snímkach polárnych oblastí planéty sondou MESSENGER. Na pretváraní povrchu sa podieľalo aj intenzívne bombardovanie, ktorého vrchol prebiehal pred na Merkúre asi 4,1 – 4 miliardami rokov. Počas neho zrejme vznikol najväčší útvar na jeho povrchu – Panva Caloris. Bombardovanie trvalo asi 300 až 400 miliónov rokov.

Neobyčajne veľké železné jadro Merkúra vysvetľujú dve hlavné hypotézy. Podľa jednej z nich má Merkúr najväčšie železné jadro zo všetkých planét preto, lebo sa sformoval najbližšie k Slnku a ľahšie, prchavejšie prvky, ktoré boli v raných štádiách súčasťou vonkajších vrstiev Merkúra, sa vyparili do okolitého kozmu, podobne, ako sa vyparila väčšina voľného vodíka a hélia z atmosféry Zeme. Údaje zo sondy MESSENGER to však vyvrátili. Sonda totiž objavila na povrchu planéty vysoké koncentrácie draslíka, prvku, ktorý sa rýchlo vyparuje už pri nižších teplotách a podľa tejto teórie mal preto už dávno uniknúť z povrchu Merkúra.

Existuje teória, že zrážka s obrovskou planetezimálou či protoplanétou počas dotvárania slnečnej sústavy spôsobila, že sa veľká časť pôvodnej kôry a plášťa planéty odparila, resp. bola vyvrhnutá do vesmíru, pričom len malá časť týchto hornín opäť dopadla na povrch planéty. Táto hypotéza by vysvetľovala, prečo je v súčasnosti jadro Merkúra v porovnaní s priemerom planéty neprirodzene veľké. Uvažovaná zrážka mohla planétu uviesť do rotačnej rezonancie v pomere 3:2. Merkúr mohol prekonať až dve kolízie s protoplanétami, ktoré ho ochudobnili o pôvodnú kôru a časť plášťa, zvýšili však množstvo jeho železa. Roztrieštený pôvodný plášť Merkúra sa podľa planetológa Erica Asphauga stal súčasťou plášťov iných planét, ktoré ho postupne na seba nabalili. 

Hypotézu so zrážkou, popiera štúdia, ktorá tvrdí, že veľkosť a zloženie jadra bolo ovplyvnené vzdialenosťou planéty od magnetického poľa Slnka. Obsah kovov a hustota jadier planét sa vzdialenosťou od Slnka zmenšuje. Distribúcia materiálu v ranej a formujúcej sa slnečnej sústave bola ovládaná magnetickým poľom Slnka, keď priťahovalo kovy z mračna prachu a plynov.

Bombardovanie obnovilo sopečnú činnosť, ktorá však neskôr utíchla, hoci existujú predbežné dôkazy o vulkanickej aktivite Merkúra aj v súčasnosti. Napovedajú tomu svetlé lieviky s priemerom 100 metrov, okolo ktorých sú difúzne polia svetlého materiálu a ktoré sú podľa Bretta Denevia, člena tímu sondy MESSENGER, pravdepodobne dosť mladé. Je preto možné, že ide o vulkanické sopúchy.

Magnetosféra  

Predpokladanému vnútornému zloženiu planéty nasvedčuje i magnetické pole, ktoré objavila sonda Mariner 10. Jeho intenzita je asi 1 % intenzity zemského magnetického poľa, presnejšie 200 – 400 nT na povrchu a zdá sa, že má aj zreteľný dvojpólový charakter, čo značí, že ho musí vytvárať planetárne dynamo. Toto pole je v porovnaní so zemským slabé, ale už jeho samotná existencia je do istej miery prekvapením, pretože Merkúr rotuje veľmi pomaly. Ďalšia odlišnosť so zemským magnetickým poľom spočíva v tom, že os poľa Merkúra neprechádza stredom planéty, ale bodom vzdialeným od neho o 20 % polomeru dĺžky planéty, čo podľa Seana Solomona, vedúceho tímu sondy MESSENGER, dokazuje, že aj jadro planéty, ktoré vytvára pole, musí byť posunuté. Magnetický rovník Merkúra je posunutý asi o  na sever od rovníka planéty. Magnetosféra zachytáva častice horúceho slnečného vetra, ktorých koncentrácia je najvyššia tesne nad povrchom planéty. Magnetosféru planéty prezrádza aj ďalšia koncentrácia plazmy vo výške . Magnetická os má k rotačnej osi Merkúra sklon 3°. Siločiary magnetického poľa neďaleko južného Merkúrovho pólu sú otvorenejšie než na opačnom póle a preto umožňujú na južnej pologuli prienik oveľa väčšieho množstva častíc slnečného vetra na povrch planéty, ako na severnej. To sa prejavuje na Merkúrovej atmosfére ako aj na intenzite zafarbenia niektorých oblastí jeho povrchu.

Magnetosféra Merkúra je na strane planéty odvrátenej od Slnka pretiahnutá do dlhého chvosta, podobne ako u iných planét s magnetickým poľom. Tento chvost sa pod vplyvom slnečnej aktivity výrazne mení. Už v priebehu niekoľkých minút sa dokáže predĺžiť či skrátiť o viac než trojnásobok svojej dĺžky. D. Schriver a kol. objavili vo výške asi polovice polomeru planéty dokonca aj náznak slabého radiačného pásu, ktorého častice nepresahujú energiu 10 keV.

Z údajov získaných Marinerom 10 nebolo možné určiť, či sa pole vo vnútri Merkúra generuje dodnes, alebo je len pozostatkom niekdajšieho magnetického poľa „zamrznutého“ do hornín tvoriacich kôru planéty. Jean-Luc Margot z Cornellovej univerzity sa po päťročnom výskume priklonil k názoru, že pole sa doteraz vytvára vo vnútri planéty procesom tekutého dynama. Túto hypotézu potvrdili aj údaje z prvého preletu sondy MESSENGER. Naproti tomu, keďže Merkúr je menší ako Zem, jeho jadro by malo už dávno vychladnúť (čomu napovedajú aj mnohé povrchové útvary, o ktorých sa predpokladá, že sa vytvorili ako následok chladnutia a zmenšovania sa sa jadra). Toto tvrdenie je v protiklade s teóriou tekutého dynama. Je však možné, že jadro zatiaľ nevychladlo úplne a že chemické prvky s nízkym bodom topenia, napríklad síra, v ňom zostávajú v tekutom stave.

Magnetické pole Merkúra je veľmi dynamické. Je oveľa premenlivejšie v závislosti od premenlivej slnečnej aktivity, ako napríklad magnetické pole Zeme. Vplyv lokálnych magnetických polí, čiže polí rozličných hornín povrchu, zatiaľ nie je známy. Predpokladá sa, že ich preskúma sonda MESSENGER, ktorá bude skúmať prostredníctvom svojho plazmového a časticového spektrometra aj vplyv Slnka na Merkúrovo magnetické pole.

Atmosféra 

Atmosféra Merkúra, ako už bolo spomenuté, je veľmi riedka. Môže za to slabá gravitácia planéty ako aj neustále ožarovanie planéty slnečným vetrom. Sonda Mariner 10 zistila veľmi slabé stopy plynného obalu obsahujúceho predovšetkým atómy pochádzajúce zo slnečného vetra – teda hlavne hélium. Podľa inej hypotézy sa pozorované hélium dostáva do atmosféry odparovaním z povrchu. Atmosféru tvorí s najväčšou pravdepodobnosťou prevažne vodík, hélium a kyslík. Ďalšie dva prvky v atmosfére, sodík a draslík, zistili pozemské ďalekohľady v roku 1985, pričom sodík potvrdila aj sonda MESSENGER. Zastúpenie ionizovaného sodíka je najvyššie nad nočnou stranou rovníka. Ióny ťažkých prvkov sa zase koncentrujú nad magnetickými pólmi, čo súvisí v prienikom slnečného vetra do týchto oblastí. MESSENGER ďalej objavil aj atomárny horčík a vápnik, ktorých výskyt bol s časom veľmi premenlivý. Aj niektoré ďalšie prvky sa do atmosféry pravdepodobne uvoľňujú z povrchu planéty. Atmosférický tlak na povrchu je mimoriadne nízky a takmer nemerateľný, predpokladá sa, že nepresahuje 10−5 Pa. Je približne 5.1011-krát nižší než tlak na Zemi na úrovni morskej hladiny.

Atmosféra sa na rozdiel od hustých atmosfér iných planét nečlení na nijaké vrstvy. Povrch Merkúra je zároveň hranicou exosféry. Atómy v nej sa pohybujú po balistických dráhach a častejšie sa zrážajú s povrchom planéty než samy so sebou. Exosféra Merkúra je veľmi rôznorodá a nesymetrická v rozložení obsiahnutých prvkov aj vo svojej hrúbke.

Sonda MESSENGER pri svojom prvom prelete okolo Merkúra zistila v okolí Merkúra neutrálny vodík, ktorý vytvára dlhý chvost. Okrem neutrálneho vodíka sa v chvoste nachádzali aj atómy sodíka, sonda detegovala aj prítomnosť vápnika a ďalších prvkov. Isté asymetrie v rozložení vodíka a sodíka v chvoste svedčia o tom, že atmosféru planéty neustále ovplyvňuje interakcia slnečného vetra s magnetickým poľom.

Povrch 

Podmienky na povrchu Merkúra sú drsné. Neprítomnosť hustej atmosféry, ktorá by zadržiavala teplo, je príčinou najväčších rozdielov teplôt medzi osvetlenou a neosvetlenou pologuľou v slnečnej sústave. Rozdiely dosahujú hodnôt takmer 700 °C. Povrch sa môže cez deň v oblasti rovníka rozpáliť až na +440 °C. Pri týchto teplotách sa topia aj niektoré známe kovy, napr. cín a olovo. Naopak, počas noci môže teplota klesnúť až na −180 °C. Priemerná povrchová teplota je +179 °C.

Mineralogické a geologické zloženie povrchu Merkúra sa značne líši od iných planét. Kôra je tvorená z minerálu anortozitu a neobsahuje nijaké oxidy železa. Napriek tomu, že sa vo vnútri Merkúra predpokladá veľké železné jadro, spektroskopické výskumy neukázali na povrchu ani stopu po železe. Tento paradox zostáva doteraz záhadou. Aj sonda MESSENGER potvrdila, že železa je na povrchu málo, podobne aj titánu. Ďalší identifikovaný minerál na povrchu bol ilmenit. Kôra nie je členená na tektonické platne. Vysoké je zastúpenie síry, ktorej je na Merkúre asi 10-krát viac ako na povrchu Zeme, čo spolu s lávovými poľami na severnej pologuli naznačuje, že v minulosti bola na povrchu mimoriadna sopečná aktivita. Oproti iným terestrickým planétam má povrch Merkúra tiež vysoké zastúpenie draslíka a tória. O prítomnosti sopiek svedčia stopy po vode a oxide uhličitom objavené sondou MESSENGER počas druhého preletu. Celkove sa podarilo stanoviť zastúpenie 10 rozličných chemických prvkov v regolite planéty.

Povrch Merkúra je veľmi starý a zostal takmer nezmenený po milióny rokov, keďže na planéte nie je kvapalná voda a slabá atmosféra planéty neumožňuje eróziu, ktorá by povrch pretvárala. Je veľmi podobný povrchu Mesiaca, pokrytý obrovským množstvom kráterov. Krátery vznikli zrážkou s meteoritmi a planétkami najrôznejších veľkostí (tzv. impaktné krátery). Predpokladá sa, že krátery v okolí pólov, ktoré sú chránené pred slnečným žiarením, by mohli obsahovať vodný ľad. V kráteroch väčších ako  sa objavujú prstence. Hlavný rozdiel medzi Mesiacom a Merkúrom je v tom, že na Merkúre neexistujú tzv. moria, t. j. veľké výlevy bazaltov v obrovských panvách, vzniknutých po dopadoch veľkých telies. Namiesto morí jeho povrch pokrývajú rozsiahle zvlnené planiny len riedko posiate impaktnými krátermi, ktoré podľa názorov viacerých planétológov vznikli mohutnými výlevmi lávy, čiže podobne ako mesačné moria. Vulkanický pôvod naznačuje aj ich farba, ktorá je svetlejšia ako farba starých kráterov. Obrovské polia stuhnutej lávy v oblasti pólov zaujali planétológov už na prvých záberoch sondy MESSENGER. S plochou 4.106 km sú to najväčšie lávové polia na planéte. Ich hĺbka sa odhaduje na niekoľko km.

Ďalší rozdiel spôsobila gravitácia Merkúra, ktorá je približne dvakrát silnejšia ako mesačná. Preto je na povrchu málo lúčovitých kráterov a vďaka tomu sa hmota vymrštená pri dopade meteoritov na jeho povrch nerozstrekla až do takej vzdialenosti ako na Mesiaci. Pozorujeme tiež asi šesťkrát menšie množstvo druhotných kráterov. Druhotné krátery sú krátery, ktoré vyhĺbia úlomky hornín vyvrhnuté do okolia pri dopade veľkého telesa. Na Merkúre je tiež v porovnaní s Mesiacom výrazne menej kráterov menších než 100 km.

Takmer polovicu povrchu Merkúra zmapovala sonda Mariner 10 v roku 1975. O druhej pologuli sa do preletu sondy MESSENGER predpokladalo, že je podobná tej zmapovanej. Okrem kráterov tvoria reliéf povrchu aj početné vrásy a horské chrbáty. Horské chrbáty vznikli v procese vznikania Merkúra, keď sa planéta ochladzovala, scvrkávala a preto sa v jeho kôre vytvorili početné záhyby. Ďalšie povrchové útvary sú planiny, údolia, panvy a brázdy. Počas poslednej miliardy rokov, od zastavenia vulkanickej činnosti a zníženia počtu dopadových kráterov sa jeho povrch zmenil len veľmi málo.

Sonda MESSENGER zaznamenala pri prvom oblete planéty kráter s prepadnutým terénom v stredovej časti. To naznačuje, že by mohlo ísť o kalderu, znak sopečnej činnosti na planéte.

Priame vzorky z povrchu Merkúra nemáme, hoci B. Gladman a J. Coffey upozornili na to, že horniny vymrštené z Merkúra pri impaktoch mávajú rýchlosť až šesťkrát vyššiu ako úniková rýchlosť z planéty a teda sa môže stať, že dopadnú až na Zem. Zatiaľ však nijaké nájdené meteority neboli identifikované ako pochádzajúce z Merkúra a nemôžeme ich takto identifikovať, kým nebude známe presné izotopové zloženie hornín a minerálov na Merkúre.

Povrchové útvary 

Zlom Discovery (Discovery Rupes)
Terénny zlom starý zhruba 2 miliardy rokov. Týči sa do výšky 2 kilometre nad okolím a je dlhý 500 kilometrov. Podobných terénnych zlomov bolo sondou Mariner 10 objavených 16. Je najdlhším objaveným útesom na Merkúre. Vznikol prasknutím časti horninovej kôry pri chladnutí planéty.
Panva Caloris (Caloris Basin)
Najväčší kráter na povrchu Merkúra a zároveň jeden z najväčších kráterov v slnečnej sústave. Je väčší ako štát Texas. Po prelete sondy MESSENGER okolo Merkúra začiatkom roku 2008 sonda po prvýkrát vyfotografovala aj západnú polovicu tohto krátera. Ukázalo sa, že skutočný priemer Panvy Caloris je ešte väčší, ako sa pôvodne predpokladalo – namiesto  meria v skutočnosti až . Náraz pri jeho dopade telesa, ktoré kráter vytvorilo, bol taký silný, že rázové vlny šíriace sa po povrchu aj vo vnútri planéty vytvorili na opačnej strane planéty deformácie a rozlámaný terén. Kráter vznikol približne pred 3,6 miliardami rokov a rázové vlny vytvorili v mladej kôre reťazce kopcov a pohorí. Hĺbka panvy je približne . Názov Caloris dostala panva podľa latinského výrazu pre teplo, pretože v perihéliu sa stáva jedným z dvoch najhorúcejších miest na Merkúre.
Rovina Sobkou
Veľká planina, ktorú zatopila láva po dopade asteroidu, ktorý vytvoril Panvu Caloris. V jej vnútri sa nachádza dvojica lúčovitých kráterov.
Kráter Degas
Impaktný kráter starý 500 miliónov rokov s priemerom 45 – . Je teda relatívne mladý a lúčovitý (so svetlými lúčmi), čím je na Merkúri skôr výnimkou. Lúče sa pôsobením slnečného vetra počas najbližšej miliardy rokov stratia. Okolo krátera sú vysoké valy, v ktorých sa pri chladnutí vytvorili trhliny. V strede krátera je aj výrazný centrálny pahorok. Väčší kráter Brontö ležiaci severne od krátera Degasa je Degasom sčasti prekrytý. 
Kráter Beethoven
Druhý najväčší impaktný kráter na Merkúre. Má priemer  a bol zaplavený vulkanickým materiálom a poznačený stopami po dopade meteoritov.
Kráter Bach
kráter kruhového tvaru, ktorý vznikol ku koncu obdobia veľkého bombardovania. Neskôr ho zaliala láva a vytvorila jeho ploché dno. Je tvorený dvoma prstencami a má priemer .
Kráter Brahms
Tento veľký komplexný kráter s priemerom 97 kilometrov leží severne od Panvy Caloris. Jeho vek je zhruba 3,5 miliardy rokov. Steny krátera sa zosunuli dovnútra, pričom vytvorili zložitú sústavu sústredných stupňovitých terás a nepravidelný val. Pre krátery podobnej veľkosti je na Merkúre takáto štruktúra typická. V strede krátera sa nachádza výrazný vrchol s priemerom približne  a výškou . Vznikol z podpovrchového materiálu, ktorý dopadol späť po vymrštení pri dopade asteroidu. Vymrštený materiál vytvoril okolo krátera lúčovité pásma kopcov.

Vnútro 

Vysoká hustota Merkúra naznačuje, že musí mať obrovské železné jadro. Toto jadro s polomerom asi 1 800 –  je tvorené železom a vzniklo pri diferencovaní planéty pred asi 4 miliardami rokov. Má však málo rádioaktívnych prvkov produkujúcich svojím rozpadom teplo a preto je jeho jadro pravdepodobne tuhé, aj keď je možné, že tenká vrstva vonkajšieho jadra je stále roztavená a obsahuje železo a síru. V jadre je sústredených viac než 60 % hmotnosti planéty, pričom v prípade Zeme tvorí jadro iba 32 % jej hmotnosti. Jadro Merkúra siaha od stredu až do vzdialenosti troch štvrtín polomeru planéty respektíve 80 % priemeru planéty. Jadro pravdepodobne generuje slabé magnetické pole. Okolo jadra sa nachádza tuhý kamenný plášť tvorený kremičitanmi s hrúbkou 550 kilometrov. Plášť postupne vychladol, preto je planéta poslednú miliardu rokov vulkanicky neaktívna. Jej vulkanická aktivita sa nakrátko obnovila pri intenzívnom bombardovaní meteoritmi, počas ktorého vznikla pravdepodobne aj Panva Caloris.

Podľa vedeckej hypotézy výskumníkov z University of Illinois a Case Western Reserve University vznikajú vo vnútri Merkúru železné vločky a padajú k stredu planéty podobne ako sneh. Pohyb týchto železných častíc by mohol vysvetľovať prítomnosť magnetického poľa Merkúra, ktorého pôvod doteraz nebol uspokojivo vysvetlený. Železné častice by sa mali pohybovať do stredu a kvapalina s vyšším obsahom síry na opačnú stranu, čím sa vytvára vodivý prúd a ako dynamo produkuje slabé magnetické pole.

Hypotézy o vode 

Merania sondy Mariner 10 z roku 1970 aj merania výkonných rádioteleskopov z roku 1991 ukazujú, že napriek obrovským povrchovým teplotám v polárnych oblastiach planéty (najmä na severe) sa môže vo vnútri kráterov nachádzať ľad. Dôvodom je fakt, že rotačná os Merkúra je takmer kolmá na rovinu obehu, čo znamená, že na dno veľkých impaktných kráterov v oblastiach pólov nikdy nezasvieti Slnko a udržiava sa tam teplota −160 °C. Je pravdepodobné, že voda sa na Merkúr dostala pri zrážkach s jadrami komét. Pri náraze sa časť vody z jadra kométy mohla dostať pod povrch planéty a tam je uložená dodnes. Ďalším procesom, ktorý mohol dodať vodu do týchto oblastí, je jej vytlačenie z plášťa v podobe vodnej pary v čase, keď sa vnútro Merkúra scvrkávalo. Skeptici však namietali, že vodný ľad sa na radarových záznamoch takto neprejavuje.

Definitívnu odpoveď na otázku, či je na Merkúri ľad, však dajú až spektroskopické merania sondy MESSENGER. Je možné, že v skutočnosti ide o iný materiál, napríklad síru. Prvý výskum urobila sonda MESSENGER prostredníctvom laserového výškometra a väčšina výsledkov týchto meraní potvrdila hodnoty získané pozemskými radarmi. Vedúci tímu sondy MESSENGER  vyhlásil, že hypotéza o existencii vodného ľadu na Merkúre v prvej skúške obstála. Údaje z prvých 18 mesiacov prieskumu sondou MESSENGER ukazujú, že v okolí severného pólu planéty sa možno nachádza omnoho väčšie množstvo ľadu, než zistil rádioteleskop v Arecibe, pričom najopatrnejší odhad množstva ľadu je 100 miliárd ton a najsmelší až bilión ton. Ľad sa nachádza v oblastiach medzi 67. rovnobežkou a pólom. V povrchových vrstvách je menej ľadu než v hlbších, lebo hoci sú povrchové vrstvy zatienené pred priamym slnečným svitom, dopadá na ne slnečné svetlo rozptýlené osvetlenými svahmi. Do akej hĺbky však ľad siaha, vedci zatiaľ nevedia.

Mesiace 
Merkúr nemá mesiace. Pri prehliadke Hillovej sféry Merkúra ďalekohľadom NOT (Nordic Optical Telescope) astronómovia Johan Warell a O. Karlsson zistili, že planétu určite neobieha nijaká družica s priemerom nad . Každá družica na jeho obežnej dráhe by buď v pomerne krátkej dobe dopadla na jeho povrch, alebo by prevážili gravitačné sily iného telesa, ktoré by si mesiac "privlastnilo". Najstabilnejšia potenciálna družica Merkúra by musela mať retrográdny obeh.

Pozorovanie 

Merkúr možno len veľmi ťažko pozorovať, pretože sa príliš nevzďaľuje od Slnka a je teda väčšinu roka na dennej oblohe. Jeho uhlový priemer sa mení od 5 do 15 oblúkových sekúnd v závislosti od jeho vzdialenosti od Zeme. Tomu zodpovedá aj zmena jasnosti od 1,7 do −1,9 magnitúd. Voľným okom vyzerá ako pomerne jasná, žltá, neblikajúca bodka strácajúca sa v žiare Slnka na svitaní alebo za súmraku. Maximálnu uhlovú vzdialenosť od Slnka, takmer 28°, dosahuje pri tzv. najväčšej (východnej alebo západnej) elongácii. Nie pri každej elongácii sa však vzďaľuje od Slnka na túto vzdialenosť. Jeho veľmi eliptická dráha pre pozorovateľa na Zemi spôsobuje, že ak je planéta počas najväčšej elongácie zároveň v perihéliu, je od Slnka vzdialená len 16° a pozoruje sa omnoho ťažšie.

Na území Slovenska môže Merkúr vystúpiť do výšky približne 72,5° nad horizont (závisí od konkrétneho miesta), čo je najviac zo všetkých planét – vyplýva to z najvyššieho sklonu jeho dráhy medzi planétami. Ale v tomto prípade bude na oblohe spolu so Slnkom a teda bez ďalekohľadu bude nepozorovateľný.

Vzhľadom na to, že Merkúr je vnútorná planéta, z nášho pohľadu môžeme pozorovať jeho fázy podobne ako pri Venuši, alebo Mesiaci. Okrem fáz sa však malým ďalekohľadom nedá pozorovať nič.
Niekedy sa Merkúr dostane presne medzi Zem a Slnko. Vtedy môžeme pozorovať prechod Merkúra popred slnečný disk. Posledný takýto prechod pozorovateľný z územia Slovenska bol 11. novembra 2019. Jeden prechod môže trvať najviac 9 hodín. Prechody nenastávajú pri každej dolnej konjunkcii, pretože roviny obežných dráh Merkúra a Zeme nie sú totožné.

20 najväčších elongácií Merkúra v rokoch 2001 – 2020*

* založené na údajoch z programu Skymap pro 11

História pozorovania 
Merkúr bol známy už od dôb Sumerov, zhruba od 3. tisícročia pred Kr. Starovekí Gréci mali pre túto planétu dve mená: keď sa nachádzal na rannej oblohe, hovorili mu Apollo, na večernej ho volali Hermes (grécka obdoba rímskeho boha Merkúra). Už vtedy však grécki astronómovia vedeli, že ide o to isté teleso. Hérakleides Pontský bol presvedčený, že Merkúr a Venuša obiehajú okolo Slnka a s ním okolo Zeme. Ptolemaios vo svojej geocentrickej kozmologickej predstave zaradil Merkúr ako druhú planétu medzi Mesiac a Venušu, k čomu sa prikláňala aj väčšina autorov stredovekých kozmologických traktátov založených na geocentrizme. 

Úvahy o obehu Merkúra okolo Zeme boli vyvrátené teleskopickými pozorovaniami v 17. storočí, ktoré odhalili, že planéta má fázy. Z nich bolo zrejmé, že sa Merkúr pri pohľade zo Zeme občas dostáva za Slnko. V 18. storočí existovali úvahy o atmosfére na planéte, keďže John Flamsteed a neskôr Johann Hieronymus Schröter ju údajne pozorovali pri prechode Merkúra pred slnečným kotúčom. Ukázalo sa však, že išlo o kontrast medzi jasným Slnkom a tieňom Merkúra. Prvé odhady doby rotácie planéty okolo vlastnej osi podal Schröter v roku 1799. Z pozorovaní povrchových útvarov odhadol dĺžku tejto periódy na 24 hodín. V rokoch 1881 – 1889 zostavil taliansky astronóm Giovanni Schiaparelli z teleskopických pozorovaní prvú mapu Merkúra. Z toho ako sa menila poloha povrchových útvarov pri pozorovaní zo Zeme, určil dobu rotácie planéty na 88 dní, čo bola perióda zhodná s jej obehom okolo Slnka. Išlo by teda o tzv. viazanú rotáciu a planéta by bola jednou stranou neustále natočená k Slnku. Takisto predpokladal, že na Merkúre by mohli existovať mraky.

Thomas Jefferson Jackson See potvrdil na planéte krátery. V roku 1832 odvodil Friedrich Wilhelm Bessel zo svojich pozorovaní priemer Merkúra. Jeho hodnota bola 4 855 kilometrov (súčasná hodnota je ). Johann Franz Encke vypočítal v roku 1835 pomocou gravitačného pôsobenia Merkúra na kométu, neskôr nazvanú Encke, hmotnosť planéty rovnú 1/4 686 571 hmotnosti Slnka. Dráhové poruchy Merkúra viedli mnohých astronómov k myšlienke, že medzi Merkúrom a Slnkom sa nachádza ešte jedna planéta, nazvaná Vulkán. Uskutočnili sa preto viaceré pozorovania, no viedli k negatívnemu výsledku. Najpodrobnejšiu mapu Merkúra do preletu prvej kozmickej sondy zostavil v roku 1934 Eugène Michel Antoniadi. Hoci pozorovatelia v tej dobe nedokázali rozoznať na povrchu planéty nijaký útvar menší ako , domnievali sa, že povrch Merkúra sa podobá mesačnému povrchu na základe podobného albeda a rozloženia svetlejších a tmavších škvŕn.

Rádiometrické pozorovania na Lowellovom observatóriu a na Observatóriu na Mount Wilson odhalili, že teploty na osvetlenej strane planéty dosahujú 610 °C (~880 K). V roku 1965 sa radarovými meraniami pomocou Dopplerovho posunu zistilo, že rotácia planéty nie je totožná s jeho obežnou dobou, ale rovná jej dvom tretinám (58,6 dňa). Tomu napovedali už namerané teploty na neosvetlenej strane Merkúra, ktoré boli oveľa vyššie, ako by sa dalo očakávať na mieste, kde nikdy nesvieti Slnko.

Výskum sondami

Mariner 10 
Jedinou sondou, ktorá do roku 2008 priniesla informácie o Merkúre, bola sonda Mariner 10. Sonda odštartovala v roku 1973. Preletela okolo Venuše vo vzdialenosti  a tento manéver zmenil jej dráhu na heliocentrickú, pričom jej zároveň zvýšil rýchlosť (metódou tzv. gravitačného praku). Pri obiehaní okolo Slnka sa Mariner 10 trikrát priblížil k Merkúru a urobil snímky, vďaka ktorým sa podarilo zmapovať takmer 40 % povrchu planéty.

MESSENGER 

3. augusta 2004 odštartovala k Merkúru ďalšia sonda americkej kozmickej agentúry NASA – MESSENGER. Dráha k Merkúru počítala s niekoľkými gravitačnými manévrami pri Zemi, Venuši a Merkúri, ktoré ušetrili jej palivo. Ak by sonda totiž mala zakotviť na obežnej dráhe okolo Merkúra po priamom lete zo Zeme, musela by znížiť svoju rýchlosť až o /s, kým pri gravitačných manévroch postačí zmena rýchlosti vlastnými motormi sondy len o /s. Prelet okolo Venuše v júni 2007 vedci využili na výskum tejto planéty. Sonda urobila niekoľko stoviek fotografií Venuše, atmosféru skúmal spektrometer, laserový výškomer a ďalšie prístroje sondy. Gravitačným manévrom sa sonda dostala na správnu dráhu k svojmu cieľu – k Merkúru.

Prelety 
Prvý prelet okolo svojej cieľovej planéty absolvovala sonda v januári 2008. Dráha sondy viedla spočiatku nad neosvetlenou pologuľou, kde sa nedali zhotovovať optické snímky, ale v činnosti bol infračervený spektrometer a laserový výškometer. Najnižší bod nad planétou dosiahol MESSENGER 14. januára 2008 v čase 19:04:39 UT. Nasledujúci deň sonda odvysielala údaje získané počas preletu na Zem. Na niektorých záberoch boli časti povrchu známeho už z misie Marineru 10, niektoré však až doteraz neboli vyfotografované žiadnou sondou.

Druhý prelet sa uskutočnil 6. októbra 2008. V jeho priebehu kamerový systém MDIS (Mercury Dual Imaging System) zhotovil mozaiky planéty s vysokým rozlíšením. Podarilo sa získať takmer 1 200 snímok v 11 spektrálnych filtroch z časti povrchu, ktorý nikdy predtým nebol sledovaný. Ďalej sonda určovala chemické zloženie povrchu aj riedkej atmosféry. Pri oboch preletoch sa sonda v najbližšom bode svojej dráhy priblížila k Merkúru asi na . Tretíkrát sonda preletela okolo Merkúra 29. septembra 2009. Vyfotografovala pritom asi 5 % povrchu, ktorý nebol nikdy predtým zmapovaný.

Orbita a zánik 
18. marca 2011 bola sonda MESSENGER úspešne navedená na obežnú dráhu okolo Merkúra, čím sa stala prvou umelou družicou tejto planéty. Motorický manéver trval približne 15 minút a počas neho klesla rýchlosť sondy o /s, čo stačilo na to, aby planéta svojou gravitáciou pritiahla sondu na výstrednú eliptickú dráhu. 29. marca sonda začala snímkovanie povrchu planéty v oblasti južného pólu okolo kráteru Debussy. 16. júna 2011 sonda uskutočnila prvú korekciu tejto dráhy, čím sa dosiahlo zníženie najbližšieho bodu k povrchu planéty z pôvodných  na približne . MESSENGER postupne zmapoval takmer celý povrch a zbieral tiež údaje o štruktúre povrchu, jeho geologickej histórii, pôvode riedkej atmosféry, magnetosféry a prítomnosti ľadu v oblasti pólov. Jeho širokouhlá kamera vytvárala čiernobiele snímky planéty s rozlíšením /pixel, vytipované oblasti nasnímala kamera s úzkym zorným poľom v rozlíšení až /pixel. Už počas prvých dvoch mesiacov svojej práce na orbite Merkúra vyslala sonda na Zem vyše 40 000 fotografií a milióny nameraných údajov. Vyhodnotenie všetkých získaných údajov potrvá najmenej 5 rokov. V roku 2008 bola sondou vyhotovená širokouhlá farebná snímka planéty. Začiatkom marca 2013 bola zverejnená trojfarebná mapa celej planéty s vysokým rozlíšením až 250 m/pixel.

MESSENGER musel robiť časté úpravy dráhy, pretože jeho obeh veľmi narúšali slapové účinky Slnka a nepravidelnosti v gravitačnom poli samotného Merkúra. V roku 2015 však sonde došlo palivo. 30. apríla 2015 bola jej štvorročná úspešná činnosť zakončená dopadom na povrch.

Aktuálny výskum 
V októbri 2018 agentúra ESA v spolupráci s Japonskou vesmírnou agentúrou (JAXA) vyslala k Merkúru sondu BepiColombo. Je zložená z dvoch sond: Mercury Planetary Orbiter (MPO) a Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) a spoločného preletového modulu vybaveného iontovým pohonom. Tieto dve sondy budú nezávisle od seba navedené na rôzne obežné dráhy okolo planéty a ich cieľom je hľadať pôvod magnetického poľa Merkúra, mapovanie magnetosféry a robiť detailné testy všeobecnej teórie relativity. Sondy budú navedené na orbity okolo planéty koncom roka 2025.

Pôvod názvu a mytológia 
Slovenské meno Merkúr je poslovenčená podoba pôvodného mena rímskeho boha Mercuria. Základ mena pochádza z latinského „merx“ (mzda, odmena) alebo „mercor“ (kupujem, obchodujem). Mercurius bol takmer totožný s gréckym Hermom, bohom obchodu a zisku. Bol spravidla považovaný za syna boha neba Caela a uctievali ho hlavne obchodníci. Podľa mýtov bol najšikovnejší a najvynaliezavejší spomedzi olympských bohov. Stal sa osobným poslom najvyššieho boha Dia (v Ríme Jupitera), ktorý bol podľa gréckej verzie mýtu aj jeho otcom. Bol nielen poslom, ale aj radcom a pomocníkom bohov i ľudí. Prvé pamiatky, ktoré dosvedčujú uctievanie boha Herma už v dávnych dobách, pochádzajú zo 14. až 13. storočia pred Kr. Rimania jeho kult prevzali a so svojím bohom Mercuriom stotožnili v 5. storočí pred Kr.

Slovanské kmene používali vo svojej mytológii označenie Dobropán. V Číne bol pomenovaný Šuej-sing a označovali ho ako „planétu vody“. Severská mytológia spájala Merkúr s bohom Odinom.

Sci-fi 
Merkúr poslúžil ako námet pre množstvo sci-fi diel. Často sa objavuje téma spojená s extrémnou radiáciou na povrchu planéty či pomalou rotáciou. V literatúre sa vyskytujú hlavne dva obrazy Merkúra – planéty, ktorá je z jednej strany chladná a z druhej žeravá. Táto predstava sa vyskytuje hlavne v dielach písaných pred rokom 1965, keď bolo dokázané, že planéta rotuje pomaly. Druhý, modernejší obraz planéty, odráža novšie vedecké poznatky.
Medzi staršie diela popisujúce Merkúr ako nerotujúce teleso patrí napríklad kniha anglického spisovateľa Erica Rückera Eddisona z roku 1922 s názvom The Worm Ouroboros, ktorá je o večnom boji dvoch národov proti sebe. V knihe nie sú obsiahnuté žiadne do tej doby známe poznatky o Merkúri. Medzi významných autorov sci-fi píšucich o Merkúre patrí aj Isaac Asimov, ktorý na povrch planéty situoval niekoľko svojich poviedok (Runaround, The Dying Night, Lucky Starr and the Big Sun of Mercury). V poviedke „Hot planet“ od Hala Clementa je Merkúr vykreslený ako planéta s búrlivou vulkanickou činnosťou vyvolanou slapovými silami Slnka. Všetky boli napísané predtým, ako astronómovia zistili, že planéta nemá viazanú rotáciu, čo je námet, ktorý sa v poviedkach často vyskytuje. Do roku 1965 spadajú aj niektoré diela od Arthura C. Clarka (Islands in the Sky), Larryho Nivena (The Coldest Place), Hugha Waltersa (Mission to Mercury) a mnohé ďalšie.

Po roku 1965 sa zmenil koncept diel a Merkúr sa v nich začal objavovať ako rotujúca planéta. Arthur C. Clark ho znovu zaradil do jednej zo svojich kníh s názvom Rendezvous with Rama (vyšlo v češtine ako Setkání s Rámou) vydanej v roku 1973, kde ľudia kolonizovali početné miesta slnečnej sústavy, okrem iného aj Merkúr. V knihe žije na planéte vyše 100 000 obyvateľov. Kolonisti na Merkúre sa živia ťažbou kovov a všetku energiu čerpajú z intenzívneho slnečného žiarenia. Sú opísaní ako húževnatý a technicky vyspelý národ. 

V roku 1986 vyšli novely a poviedky amerického autora Kima Stanleyho Robinsona zaoberajúce sa Merkúrom (hlavne Mercurial) a súčasne sa objavil aj v románe Modrý Mars. V poviedke Mercurial je hlavným motívom mesto neustále sa posúvajúce po rovníku planéty v tieni a unikajúce pred smrtiacou radiáciou, ktorá dopadá na stranu planéty privrátenú k slnku. Celému mestu vládne autokratívny tyran.
Merkúr sa vyskytuje taktiež vo filmovej tvorbe, napríklad v seriáli Futurama či vo filme Sunshine.

Referencie

Iné projekty

Externé odkazy 

 Informácie o Merkúre 
 Atlas Merkúra 
 Informácie o Slnečnej sústave 
 NASA fakty o Merkúre 
 Profil Merkúru – NASA 
 Planéta Merkúr

Zdroj 

 
Planéty slnečnej sústavy
Astronomické objekty známe od staroveku