عطارد هو الكوكب الأعمق والأصغر في النظام الشمسي، وهو جسم صخري يتميز بغلاف جوي ضعيف وجاذبية سطحية تزيد قليلاً عن جاذبية المريخ. يتميز سطحه المليء بالفوهات، والذي يذكرنا بقمر الأرض، بنظام واسع من الروبيات التي تتكون من صدوع الدفع، إلى جانب أنظمة الأشعة الساطعة البارزة الناشئة عن المقذوفات. أكبر ميزة تصادم على الكوكب، كالوريس بلانيتيا، يبلغ قطرها 1,550 كم (960 ميل)، أي ما يقرب من ثلث القطر الإجمالي لعطارد (4,880 كم أو 3,030 ميل). نظرًا لمداره الداخلي، يظهر عطارد دائمًا على مقربة من الشمس من منظور الأرض، ويظهر إما على شكل "نجم الصباح" أو "نجم المساء". علاوة على ذلك، تتطلب البعثات بين الكواكب من وإلى عطارد أعلى إنفاق على مستوى دلتا مقارنة بأي كوكب آخر في النظام الشمسي.
عطارد هو أول كوكب يخرج من الشمس وأصغر كوكب في النظام الشمسي. وهو كوكب صخري ذو غلاف جوي خفيف وجاذبية سطحية أعلى قليلاً من جاذبية المريخ. سطح عطارد مشابه لسطح قمر الأرض، كونه مليئًا بالفوهات، مع نظام روب متوسع ناتج عن أخطاء الدفع، وأنظمة أشعة ساطعة، تتشكل عن طريق المقذوفات. أكبر حفرة، كالوريس بلانيتيا، يبلغ قطرها 1550 كم (960 ميل)، وهو حوالي ثلث قطر الكوكب (4880 كم أو 3030 ميل). نظرًا لكونه الكوكب الأدنى في مداره، فإنه يظهر دائمًا بالقرب من الشمس في سماء الأرض، إما على شكل "نجم الصباح" أو "نجم المساء". إنه الكوكب ذو أعلى دلتا v اللازمة للسفر من الأرض، وكذلك من وإلى الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.
يُظهر عطارد رنينًا مداريًا بنسبة 3:2، حيث تحافظ السنة الفلكية (88.0 يومًا أرضيًا) واليوم الفلكي (58.65 يومًا أرضيًا) على نسبة دقيقة. يؤدي هذا الرنين إلى يوم شمسي (يتم تحديده من شروق الشمس إلى شروقها) على عطارد ويدوم حوالي 176 يومًا أرضيًا، وهو بالضبط ضعف مدة سنته الفلكية. ونتيجة لذلك، يتعرض نصف الكرة الأرضية المحدد لعطارد لضوء النهار المستمر لمدة عام عطاردي (88 يومًا أرضيًا)، تليها فترة مكافئة من الظلام المتواصل خلال المدار اللاحق حتى شروق الشمس التالي. يمتلك عطارد فوق سطحه غلافًا خارجيًا هشًا للغاية ومجالًا مغناطيسيًا ضعيفًا قادرًا على صرف الرياح الشمسية. يؤدي الانحراف المداري الواضح للكوكب، إلى جانب هذه الظروف الجوية، إلى اختلافات كبيرة في شدة ضوء الشمس السطحي ودرجة الحرارة. المناطق الاستوائية، على سبيل المثال، تشهد درجات حرارة تتراوح من -170 درجة مئوية (−270 درجة فهرنهايت) في الليل إلى 420 درجة مئوية (790 درجة فهرنهايت) خلال النهار. يضمن الحد الأدنى من الميل المحوري لعطارد أيضًا بقاء مناطقه القطبية في ظل دائم، وهي حالة تشير بقوة إلى احتمال وجود جليد مائي داخل فوهاته.
نشأ عطارد، مثل الكواكب الأخرى داخل النظام الشمسي، منذ حوالي 4.5 مليار سنة. توجد فرضيات مختلفة بشأن تكوينها وتطورها، بعضها يفترض سيناريوهات تنطوي على اصطدامات مع الكواكب المصغرة وتبخر الصخور لاحقًا. اعتبارًا من أوائل عام 2020، ظلت العديد من الجوانب الأساسية للتاريخ الجيولوجي لعطارد موضوعًا للبحث المستمر أو تنتظر المزيد من البيانات من المسابر الفضائية. يشير وشاح الكوكب المتجانس للغاية إلى وجود محيط من الصهارة في وقت مبكر، وهي خاصية مشتركة مع القمر. تقترح النماذج المعاصرة أن البنية الداخلية لعطارد تتكون من قشرة وغطاء من السيليكات الصلبة، تعلو نواة خارجية صلبة، وطبقة أساسية سائلة أعمق، ونواة داخلية صلبة. تشير التوقعات إلى أن عطارد، إلى جانب كوكب الزهرة، وربما الأرض والقمر، سيتم ابتلاعهما وتدميرهما عندما تنتقل الشمس إلى مرحلة العملاق الأحمر خلال ما يقرب من سبعة إلى ثمانية مليارات سنة.
من الناحية التاريخية، تم التعرف على عطارد باعتباره كوكبًا كلاسيكيًا، أو "نجمًا متجولًا"، تمت ملاحظته عبر مختلف الحضارات. تسميتها باللغة الإنجليزية مشتقة من الإله الروماني القديم ميركوريوس، الذي أشرف على التجارة والاتصالات وعمل كرسول للآلهة. تم إنجاز أول رحلة طيران ناجحة بالقرب من عطارد بواسطة مارينر 10 في عام 1974، وتلاها بعثات استكشاف لاحقة أجرتها المسباران MESSENGER وBepiColombo.
التسميات
تاريخيًا، تم تحديد عطارد من خلال تسميات مميزة بناءً على مظهره كنجم المساء أو الصباح. وبحلول عام 350 قبل الميلاد تقريبًا، قام علماء الفلك اليونانيون القدماء بتوحيد هذه الملاحظات، واعترفوا بها كجرم سماوي واحد. أشاروا إلى الكوكب باسم Στίлβων Stilbōn، مما يدل على "الوميض"، وἙρμής هيرميس، وهي تسمية تعكس حركتها السماوية السريعة، والتي لا تزال مستمرة في اليونانية الحديثة باسم Ερμής إرميس. أطلق الرومان بعد ذلك على الكوكب اسم عطارد (عطارد)، على اسم إلههم الرسول سريع القدمين، والذي ربطوه باليوناني هيرميس. تم اختيار هذه التسمية بسبب سرعة عطارد التي لا مثيل لها عبر السماء مقارنة بالكواكب الأخرى، على الرغم من أن بعض الروايات التاريخية، مثل تلك التي كتبها بليني الأكبر، تشير إلى ارتباط بديل بأبولو. الرمز الفلكي لعطارد، ☿، هو تمثيل منمق لصولجان هيرميس، مع وجود صليب مسيحي ملحق به خلال القرن السادس عشر.
الخصائص الفيزيائية
يصنف عطارد كواحد من الكواكب الأرضية الأربعة في النظام الشمسي، مما يدل على تركيبه كجسم صخري مماثل للأرض. مع نصف قطر استوائي يبلغ 2,439.7 كيلومترًا (1,516.0 ميل)، يتميز بكونه أصغر الكواكب. ومن الجدير بالذكر أن عطارد أصغر أبعادًا من أكبر الأقمار الطبيعية في النظام الشمسي، ولكنه يمتلك كتلة أكبر منها، جانيميد وتيتان. وتتكون تركيبته من 70% معدن تقريباً و30% مادة سيليكات.
البنية الداخلية
يبدو أن البنية الداخلية لعطارد تتكون من قشرة وغطاء من السيليكات الصلبة، تعلو نظامًا أساسيًا معقدًا يشتمل على طبقة خارجية معدنية صلبة، وطبقة سائلة أعمق، ونواة داخلية صلبة. لا يزال التركيب الدقيق لهذا اللب الغني بالحديد غير مؤكد، على الرغم من أنه يعتقد أنه يحتوي على النيكل والسيليكون وربما الكبريت والكربون، بالإضافة إلى كميات ضئيلة من العناصر الأخرى. بكثافة تبلغ 5.427 جم/سم3، يمتلك عطارد ثاني أعلى كثافة في النظام الشمسي، وهي أقل بشكل طفيف فقط من كثافة الأرض التي تبلغ 5.515 جم/سم3. إذا تمت إزالة تأثيرات ضغط الجاذبية من كلا الكوكبين، فإن المواد المكونة لعطارد ستظهر كثافة جوهرية أكبر من كثافة الأرض، مع كثافة غير مضغوطة تبلغ 5.3 جم / سم § 45§ مقارنة بكثافة الأرض 4.4 جم / سم § 67§. توفر هذه الكثافة العالية رؤى مهمة حول الجزء الداخلي من عطارد. في حين أن الكثافة الكبيرة للأرض تتأثر بشكل كبير بضغط الجاذبية، خاصة داخل قلبها، فإن عطارد أصغر بكثير، مما يؤدي إلى ضغط داخلي أقل. لذلك، لتحقيق مثل هذه الكثافة العالية، يجب أن يكون نواة عطارد كبيرًا وغنيًا بالحديد.
استنادًا إلى النماذج الداخلية المقيدة بمعامل القصور الذاتي 0.346±0.014، يقدر نصف قطر قلب عطارد بـ 2,020 ± 30 كيلومتر (1,255 ± 19 ميل). وبالتالي، فإن نواة عطارد تشغل حوالي 57% من حجمه الإجمالي، وهي نسبة أعلى بكثير من الأرض التي تبلغ 17%. تشير الأبحاث المنشورة في عام 2007 أيضًا إلى وجود نواة منصهرة. يبلغ سمك طبقة الوشاح والقشرة مجتمعة 420 كم (260 ميل). تختلف تقديرات السماكة المحددة للقشرة؛ تشير البيانات الواردة من مسباري Mariner 10 وMESSENGER إلى سُمك يبلغ 35 كيلومترًا (22 ميلًا)، بينما يقترح نموذج التوازن الهوائي Airy 26 ± 11 كيلومترًا (16.2 ± 6.8 ميلًا). من الخصائص المميزة لسطح عطارد وجود العديد من التلال الضيقة التي يمكن أن تمتد لعدة مئات من الكيلومترات. يُفترض أن هذه الميزات قد تشكلت عندما تم تبريد قلب عطارد ووشاحه وتقلصهما بعد أن تصلبت القشرة بالفعل.
يحتوي نواة عطارد على نسبة حديد أعلى من تلك الموجودة في أي كوكب آخر في النظام الشمسي، وهي ظاهرة تم اقتراح العديد من النظريات بشأنها. تشير الفرضية الأكثر قبولًا على نطاق واسع إلى أن عطارد كان يمتلك في البداية نسبة معدن إلى سيليكات مشابهة لنيازك الكوندريت الشائعة، والتي تعتبر ممثلة للمادة الصخرية في النظام الشمسي، وكتلة تعادل حوالي 2.25 ضعف كتلتها الحالية. في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي، يُعتقد أن عطارد قد اصطدم بكوكب صغير كتلته حوالي 1⁄6 من كتلة عطارد الحالية ويبلغ قطره عدة آلاف من الكيلومترات. كان من الممكن أن يؤدي هذا التأثير إلى تجريد جزء كبير من القشرة والوشاح الأصليين، تاركًا اللب كعنصر مهيمن نسبيًا. تم تطوير عملية مماثلة، تُعرف باسم فرضية التأثير العملاق، لشرح تكوين قمر الأرض.
بدلاً من ذلك، ربما يكون عطارد قد تشكل من السديم الشمسي قبل أن يستقر إنتاج الطاقة الشمسية. في ظل هذا السيناريو، كان من الممكن أن يمتلك عطارد في البداية ضعف كتلته الحالية. ومع ذلك، مع انكماش الشمس الأولية، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة بالقرب من عطارد من 2500 إلى 3500 كلفن، ومن المحتمل أن تصل إلى أقصى درجات 10000 كلفن. مثل هذه الحرارة الشديدة قد تؤدي إلى تبخير جزء كبير من الصخور السطحية لعطارد، مما يخلق جوًا من "البخار الصخري" الذي تفرقته الرياح الشمسية لاحقًا. تقترح فرضية ثالثة أن السحب الذي يمارسه السديم الشمسي على الجسيمات المتراكمة تسبب في فقدان مواد أخف من الكتلة المتراكمة، وبالتالي منع اندماجها في عطارد.
تتنبأ كل من هذه الفرضيات بتكوين سطحي مميز، مما دفع إلى نشر بعثتين فضائيتين لإجراء تحليلات رصدية. اكتشف الأول، MESSENGER، والذي أنهى مهمته في عام 2015، مستويات مرتفعة بشكل غير متوقع من البوتاسيوم والكبريت على السطح. تتحدى هذه النتائج كلاً من فرضية التأثير العملاق ونظرية تبخر القشرة والوشاح، حيث من المحتمل أن تكون درجات الحرارة القصوى المرتبطة بمثل هذه الأحداث قد طردت هذه العناصر المتطايرة. ستقوم بعثة بيبي كولومبو، المقرر وصولها إلى عطارد في عام 2026، بإجراء المزيد من الملاحظات لاختبار هذه الفرضيات بدقة. ويبدو أن تحليل البيانات الأولية يدعم الفرضية الثالثة؛ ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى تقييم شامل للبيانات التي تم جمعها.
جيولوجيا السطح
يحمل سطح عطارد تشابهًا مع سطح القمر، ويتميز بسهول واسعة تشبه الفرس وحفر كبيرة، مما يشير إلى فترة طويلة من الخمول الجيولوجي تمتد لمليارات السنين. ومع ذلك، فإن سطحه يظهر عدم تجانس أكبر مقارنة بالمريخ أو القمر، وكلاهما يتميز بمناطق كبيرة من التكوينات الجيولوجية الموحدة، بما في ذلك ماريا والهضاب. تشير معالم البيدو إلى مناطق تمتلك مستويات انعكاسية متميزة، تشمل الفوهات الصدمية، والمقذوفات المرتبطة بها، وأنظمة الأشعة البارزة. عادةً ما ترتبط ميزات البياض الموسعة بالسهول التي تظهر انعكاسًا مرتفعًا. تشمل العناصر الطبوغرافية على عطارد التلال المتجعدة (الظهرة)، والمرتفعات الشبيهة بالقمر، والجبال (المونت)، والسهول (المخططات)، والجرف (الروبية)، والوديان (الوديان).
يُظهر وشاح الكوكب عدم تجانس كيميائي، مما يدل على وجود مرحلة تاريخية مبكرة تتميز بوجود محيط عالمي من الصهارة. أدى التبلور المعدني وانقلاب الحمل الحراري اللاحق إلى تكوين قشرة متعددة الطبقات ومتنوعة كيميائيًا، مما يظهر اختلافات سطحية كبيرة في التركيب الكيميائي. تُظهر القشرة محتوى منخفضًا من الحديد ولكنها غنية بالكبريت، نتيجة لظروف اختزال كيميائي مبكرة أكثر وضوحًا مقارنة بتلك التي لوحظت على الكواكب الأرضية الأخرى. يتميز التركيب السطحي في الغالب بالبيروكسين والأوليفين الفقير بالحديد، وتحديدًا الإنستاتيت والفورستيريت، المكمل بالبلاجيوجلاز الغني بالصوديوم ومعادن مختلفة تشتمل على المغنيسيوم والكالسيوم وكبريتيد الحديد. علاوة على ذلك، تظهر مناطق القشرة الأرضية الأقل انعكاسًا تركيزات مرتفعة من الكربون، على الأرجح مثل الجرافيت.
تنشأ تسميات ميزات سطح عطارد من مصادر متنوعة وتلتزم بنظام تسميات الكواكب التابع للاتحاد الفلكي الدولي (IAU). يتم تخصيص الأسماء الشخصية حصريًا للأفراد المتوفين. تتلقى الحفر تسميات تكريمًا للفنانين والموسيقيين والرسامين والمؤلفين المعترف بهم لمساهماتهم الاستثنائية أو التأسيسية في تخصصاتهم. تم تسمية النتوءات، المعروفة باسم دورسا، على اسم العلماء الذين طوروا دراسة عطارد. تحمل المنخفضات أو الحفر أسماء الأعمال المعمارية. مونتيس مشتقة من مصطلح "ساخن" في سياقات لغوية مختلفة. تتم تسمية السهول، أو Planitiae، على اسم عطارد في لغات مختلفة. المنحدرات، أو الروبية، تخلد ذكرى السفن من البعثات العلمية. تم تسمية الوديان أو الوديان على اسم المدن أو البلدات أو المستوطنات القديمة المهجورة.
أحواض الارتطام والفوهات
تعرض عطارد لقصف مكثف من المذنبات والكويكبات أثناء تكوينه وبعده مباشرة منذ حوالي 4.6 مليار سنة، وربما خلال حدث لاحق متميز يعرف باسم القصف الثقيل المتأخر، والذي انتهى قبل 3.8 مليار سنة. خلال هذه الحقبة من تكوين الحفرة الغزيرة، حدثت التأثيرات عبر سطح عطارد بأكمله، وهي عملية تفاقمت بسبب عدم وجود غلاف جوي قادر على إبطاء الاصطدامات القادمة. في الوقت نفسه، أظهر عطارد نشاطًا بركانيًا، مما أدى إلى ملء أحواض الصهارة وإنشاء سهول ناعمة تشبه ماريا القمرية. من بين الحفر المميزة لها أبولودوروس، والتي يطلق عليها بالعامية "العنكبوت"، وتتميز بسلسلة من الأحواض المشعة المنبثقة من موقع الارتطام المركزي.
تختلف فوهات عطارد بشكل كبير في القطر، وتشمل منخفضات صغيرة على شكل وعاء وأحواض تصادم متعددة الحلقات تمتد لمئات الكيلومترات. تُظهر هذه المعالم نطاقًا واسعًا من التدهور، بدءًا من الفوهات الإشعاعية البكر نسبيًا وحتى البقايا المتآكلة على نطاق واسع. يكمن التمييز الدقيق بين الفوهات القمرية وعطارد في المساحة الأصغر بكثير التي تغطيها بطانيات المقذوفات، ويعزى ذلك إلى الجاذبية السطحية الأكثر قوة لعطارد. وفقًا للوائح الاتحاد الفلكي الدولي، يجب تسمية الفوهات المعينة حديثًا بأسماء الفنانين الذين حققوا شهرة لأكثر من خمسين عامًا وتوفيوا لأكثر من ثلاث سنوات قبل تاريخ التسمية الرسمي للفوهة.
الفوهة المعروفة الأكثر اتساعًا هي كالوريس بلانيتيا، والتي يشار إليها أيضًا باسم حوض كالوريس، ويبلغ قطرها 1550 كيلومترًا (960 ميلًا). أدى الاصطدام الهائل المسؤول عن تشكيل حوض كالوريس إلى ثوران الحمم البركانية وأدى إلى حلقة جبلية متحدة المركز، يبلغ ارتفاعها حوالي 2 كم (1.2 ميل)، تحيط بهيكل الاصطدام. تتميز أرضية الحوض بسهل مسطح متميز جيولوجيًا، مقسم إلى نتوءات وكسور تشكل تكوينًا متعدد الأضلاع تقريبيًا. الأصل الدقيق لهذه المعالم - سواء كانت تمثل تدفقات الحمم البركانية الناجمة عن الاصطدام أو طبقة كبيرة من ذوبان الارتطام - لا يزال غير محدد.
في الجهة المقابلة تمامًا لحوض كالوريس تقع منطقة كبيرة ذات تضاريس مميزة ومتموجة تُعرف باسم "التضاريس الغريبة". تفترض إحدى الفرضيات البارزة أن تكوينه نتج عن موجات صدمية نشأت من تأثير كالوريس، والتي انتشرت عبر عطارد وتقاربت عند القطب المقابل للحوض (على بعد 180 درجة)، مما أدى إلى ضغوط كبيرة أدت إلى كسر سطح الكوكب. تقترح نظرية بديلة أن هذه التضاريس تطورت من تراكم وتقارب المواد المقذوفة عند النقطة المقابلة للحوض.
تم تصنيف إجمالي 46 حوضًا تصادميًا على سطح عطارد. من بين هذه المناطق، يبرز حوض تولستوي كهيكل متعدد الحلقات، يبلغ عرضه 400 كيلومتر (250 ميل)، ويتميز ببطانية قذف تمتد حتى 500 كيلومتر (310 ميل) من محيطه، وأرضية مملوءة بعد ذلك برواسب سهول ناعمة. يُظهر حوض بيتهوفن نطاقًا مشابهًا لغطاء القذف ويمتلك قطر حافة يبلغ 625 كم (388 ميل). مشابهًا لسطح القمر، من المفترض أن السطح الخارجي لعطارد قد خضع لتأثيرات ظواهر التجوية الفضائية، بما في ذلك تآكل الرياح الشمسية وقصف النيازك الدقيقة.
السهول
يحتوي سطح عطارد على فئتين جيولوجيتين متميزتين من السهول. تتميز الأسطح المرئية الأقدم بسهول جبلية متموجة بلطف تقع داخل المناطق الواقعة بين الحفر، والتي سبقت التضاريس شديدة الحفر. تُظهِر هذه السهول الواقعة بين الفوهات دليلًا على أنها حجبت العديد من الهياكل الأثرية الأقدم وهي ناقصة بشكل ملحوظ في الحفر الأصغر حجمًا، خاصة تلك التي يقل قطرها عن 30 كم (19 ميلًا تقريبًا).
تشكل السهول الناعمة مساحات واسعة ومستوية تشغل المنخفضات ذات أبعاد مختلفة، مما يظهر تشابهًا شكليًا ملحوظًا مع ماريا القمرية. ومع ذلك، وعلى النقيض من ماريا القمرية، تمتلك سهول عطارد الناعمة بياضًا يتوافق مع السهول القديمة الموجودة بين الحفر. على الرغم من أن السمات البركانية المحددة ليست واضحة دائمًا، فإن التوزيع المكاني والشكل الدائري الفصي المميز لهذه السهول يوفر دليلًا قويًا على نشأة البركان. إن تكوين جميع السهول الناعمة على عطارد يرجع تاريخه إلى ما بعد حوض كالوريس بهامش كبير، وهو استنتاج تدعمه كثافات الحفر المنخفضة بشكل ملحوظ مقارنة ببطانية مقذوفات كالوريس.
ميزات الضغط
من الخصائص المميزة لسطح عطارد انتشار العديد من الطيات الانضغاطية، أو الروب، التي تجتاز سهوله. وفي حين توجد هياكل مماثلة على القمر، إلا أنها أكثر وضوحًا على عطارد. أدى التبريد والانكماش اللاحق للجزء الداخلي من عطارد إلى تشوه السطح، والذي ظهر على شكل نتوءات مجعدة ومنحدرات مفصصة مرتبطة بصدع الدفع. يمكن أن يصل طول هذه المنحدرات إلى 1000 كيلومتر (620 ميل) وارتفاعها 3 كيلومتر (1.9 ميل). إن تراكب هذه السمات الانضغاطية فوق التكوينات الجيولوجية الأخرى، بما في ذلك الحفر والسهول الناعمة، يدل على أصلها الأحدث. تشير الخرائط الجيولوجية لهذه المعالم إلى إجمالي الانكماش الشعاعي المقدر لعطارد والذي يتراوح من 1 إلى 7 كيلومتر (0.62–4.35 ميل تقريبًا). من المحتمل أن غالبية النشاط المرتبط بأنظمة الدفع الرئيسية قد توقف منذ حوالي 3.6 إلى 3.7 مليار سنة. ومع ذلك، فإن اكتشاف منحدرات الصدع الصغيرة الحجم، التي يبلغ ارتفاعها عشرات الأمتار وعدة كيلومترات في الطول، والتي يبدو أن عمرها أقل من 50 مليون سنة، يشير إلى استمرار الضغط الداخلي والنشاط الجيولوجي السطحي الناتج.
البراكين
تشير الأدلة إلى حدوث تدفقات الحمم البركانية على عطارد، والتي تنشأ من البراكين الدرعية المنخفضة. تم فهرسة واحد وخمسين رواسب الحمم البركانية المتميزة، مع وجود 90٪ منها داخل الحفر الأثرية. يشير تحليل مستويات تدهور الفوهات الصدمية التي تحتوي على رواسب الحمم البركانية إلى أن نشاط الحمم البركانية على عطارد استمر على مدى فترة جيولوجية ممتدة.
داخل الحافة الجنوبية الغربية لحوض كالوريس، يشمل "المنخفض بدون إطار" ما لا يقل عن تسعة فتحات بركانية متداخلة، يصل قطر كل منها إلى 8 كم (5.0 ميل). وبالتالي فإن هذا التكوين يمثل "بركانًا مركبًا". تقع أرضيات هذه الفتحات على بعد كيلومتر واحد (0.62 ميل) على الأقل تحت حوافها وتظهر خصائص مورفولوجية أقرب إلى الحفر البركانية التي تكونت نتيجة للانفجارات الانفجارية أو تم تغييرها عن طريق الانهيار إلى فراغات تحت السطح ناتجة عن انسحاب الصهارة إلى القنوات. في حين أنه لا يمكن تحديد العمر الدقيق لهذا النظام البركاني المعقد بشكل نهائي، فقد قدر الباحثون عمره بحوالي مليار سنة.
ظروف السطح والغلاف الخارجي
تتقلب درجة حرارة سطح عطارد بشكل كبير، وتتراوح من 100 إلى 700 كلفن (−173 إلى 427 درجة مئوية؛ -280 إلى 800 درجة فهرنهايت). في قطبيه، تظل درجات الحرارة أقل من 180 كلفن (-93 درجة مئوية)، نتيجة لافتقار الكوكب إلى غلاف جوي والتدرج الحراري الواضح بين المناطق الاستوائية والقطبية. أثناء الحضيض الشمسي، يمكن أن تصل النقطة تحت الشمسية الاستوائية، الواقعة عند خط الطول 0 درجة غربًا أو 180 درجة غربًا، إلى 700 كلفن تقريبًا. على العكس من ذلك، عند الأوج، تنتقل هذه النقطة إلى 90 درجة أو 270 درجة غربًا وتصل إلى حد أقصى 550 كلفن فقط. يواجه الجانب الليلي للكوكب متوسط درجات حرارة 110 كلفن (−163 درجة مئوية). يتراوح التشمس الشمسي على سطح عطارد من 4.59 إلى 10.61 أضعاف ثابت الطاقة الشمسية (1,370 واط·م−2).
على الرغم من درجات الحرارة القصوى عمومًا أثناء النهار على سطح عطارد، تشير أدلة رصد كبيرة إلى وجود جليد الماء. داخل الفوهات العميقة في القطبين، تغيب الإضاءة الشمسية المباشرة، مما يحافظ على درجات حرارة أقل من 102 كلفن، وهي أبرد بكثير من المتوسط الكوكبي. مثل هذه الظروف تنشئ فخًا باردًا يؤدي إلى تراكم الجليد. يُظهر الجليد المائي انعكاسًا راداريًا قويًا؛ وبالتالي، حددت عمليات الرصد التي أجريت في أوائل التسعينيات بواسطة رادار النظام الشمسي غولدستون الذي يبلغ قطره 70 مترًا وVLA مناطق ذات انعكاس راداري عالي بالقرب من القطبين. في حين أن عوامل أخرى يمكن أن تساهم في هذه المناطق العاكسة، اعتبر علماء الفلك أن الجليد المائي هو التفسير الأكثر احتمالا. تم التأكيد لاحقًا على وجود الجليد المائي من خلال تحليل صور مسنجر التي تصور الفوهات في القطب الشمالي.
يقدر حجم الجليد الموجود داخل مناطق الفوهات القطبية هذه من 1014 إلى 1015 كجم، ومن المحتمل أن يكون محميًا من التسامي بواسطة طبقة مغطاة من الثرى. في السياق، تمتلك الطبقة الجليدية في القطب الجنوبي للأرض كتلة تبلغ حوالي 4×1018 كجم، بينما يحتوي الغطاء القطبي الجنوبي للمريخ على حوالي 1016 كجم من الماء. لا يزال الأصل الدقيق لجليد عطارد غير محدد؛ ومع ذلك، فإن المصدرين الأكثر منطقية هما إطلاق الغازات من باطن الكوكب وترسبها عن طريق اصطدام المذنبات.
نظرًا لحجمه الصغير ودرجات حرارته المرتفعة، فإن جاذبية عطارد غير كافية للحفاظ على غلاف جوي كبير على مدى فترات طويلة؛ بدلاً من ذلك، فهو يمتلك غلافًا خارجيًا هشًا ومحدودًا بالسطح مع ضغط سطحي أقل من 0.5 نيوتن باسكال (0.005 بيكوبار). يتكون هذا الغلاف الخارجي من عناصر مختلفة، بما في ذلك الهيدروجين والهيليوم والأكسجين والصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والسيليكون والهيدروكسيد. الغلاف الخارجي غير مستقر بطبيعته، حيث تُفقد الذرات باستمرار ثم يتم تجديدها لاحقًا من أصول متنوعة. من المحتمل أن يتم الحصول على ذرات الهيدروجين والهيليوم من الرياح الشمسية، والتي تنتشر في الغلاف المغناطيسي لعطارد قبل أن تنطلق في النهاية إلى الفضاء. يساهم التحلل الإشعاعي للعناصر القشرية أيضًا في وجود الهيليوم والصوديوم والبوتاسيوم. تم اكتشاف بخار الماء أيضًا، والذي ينشأ من مجموعة من العمليات: اصطدام المذنبات بالسطح، والتناثر الذي يولد الماء من هيدروجين الرياح الشمسية والأكسجين الصخري، والتسامي من خزانات الجليد المائي الموجودة في الفوهات القطبية المظللة بشكل دائم. أثبت اكتشاف كميات كبيرة من الأيونات المرتبطة بالمياه، مثل O+، وOH−، وH§67§O+، أنه غير متوقع. نظرًا للتركيزات الملحوظة لهذه الأيونات داخل البيئة الفضائية لعطارد، يفترض العلماء أن هذه الجزيئات يتم قذفها من السطح أو الغلاف الخارجي بواسطة الرياح الشمسية.
تم التعرف على الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم في الغلاف الجوي لعطارد بين الثمانينيات والتسعينيات، ويعزى ذلك في المقام الأول إلى تبخر الصخور السطحية الناتجة عن تأثيرات النيازك الدقيقة، بما في ذلك المساهمات من المذنب إنكي. في عام 2008، اكتشفت بعثة MESSENGER وجود المغنيسيوم. تشير الأبحاث إلى أن انبعاثات الصوديوم تتركز أحيانًا في مواقع تتوافق مع القطبين المغناطيسيين للكوكب. يتضمن هذا التوطين تفاعلًا بين الغلاف المغناطيسي لعطارد وسطحه.
تؤكد وكالة ناسا أن عطارد غير مناسب للحياة الشبيهة بالأرض. ينبع عدم الملاءمة هذا من الغلاف الخارجي المحيط بسطحه بدلاً من الغلاف الجوي متعدد الطبقات، والظروف الحرارية القاسية، والإشعاع الشمسي المكثف. ومن غير المحتمل أن تتمكن أي أشكال حياة معروفة من تحمل مثل هذه البيئة. ومع ذلك، ربما كانت بعض المناطق الموجودة تحت سطح عطارد صالحة للسكن في يوم من الأيام، ومن المحتمل أن تدعم الكائنات الحية الدقيقة البدائية.
المجال المغناطيسي والغلاف المغناطيسي
على الرغم من حجمه الصغير وفترة دورانه الطويلة التي تبلغ 59 يومًا، يمتلك عطارد مجالًا مغناطيسيًا عالميًا كبيرًا على ما يبدو. وتشير البيانات التي حصل عليها Mariner 10 إلى أن كثافته تقارب 1.1% من المجال المغناطيسي للأرض. تبلغ شدة المجال المغناطيسي الاستوائي حوالي 300 نانو تسلا. مشابهًا للمجال المغناطيسي للأرض، يُظهر المجال المغناطيسي لعطارد تكوينًا ثنائي القطب يتماشى بشكل وثيق مع محور دوران الكوكب، مع ميل ثنائي القطب قدره 10 درجات، يتناقض مع ميل الأرض 11 درجة. أظهرت الملاحظات التي تم إجراؤها من كل من المسبارين الفضائيين Mariner 10 وMESSENGER باستمرار استقرار قوة المجال المغناطيسي وشكله.
من المفترض أن نشأة هذا المجال المغناطيسي قد نشأ من آلية دينامو، شبيهة بتلك المسؤولة عن الغلاف المغناطيسي للأرض. يُفترض أن مثل هذا الدينامو ينشأ من الحمل الحراري داخل قلب الكوكب المنصهر الغني بالحديد. يُعتقد أن تسخين المد والجزر، الناجم عن الانحراف المداري الكبير لعطارد، يحافظ على جزء من اللب في الطور السائل المطلوب لعملية الدينامو هذه.
المجال المغناطيسي لعطارد قوي بما يكفي لتحويل الرياح الشمسية، وبالتالي تشكيل الغلاف المغناطيسي حول الكوكب. يمتلك الغلاف المغناطيسي للكوكب، على الرغم من نطاقه الصغير الذي يمكن احتواؤه ضمن حجم الأرض، قوة كافية لاصطياد بلازما الرياح الشمسية. تساهم هذه الظاهرة في عمليات التجوية الفضائية التي تؤثر على سطح الكوكب. كشفت البيانات التي حصلت عليها المركبة الفضائية Mariner 10 عن وجود هذه البلازما منخفضة الطاقة داخل المنطقة الليلية من الغلاف المغناطيسي للكوكب. يشير اكتشاف انفجارات الجسيمات النشطة داخل الذيل المغناطيسي للكوكب إلى الطبيعة الديناميكية للغلاف المغناطيسي للكوكب.
في 6 أكتوبر 2008، خلال تحليقها الثاني حول الكوكب، كشف مسنجر أن المجال المغناطيسي لعطارد يُظهر نفاذية كبيرة. اكتشف المسبار "الأعاصير" المغناطيسية - وهي حزم حلزونية من خطوط المجال المغناطيسي التي تربط الغلاف المغناطيسي للكوكب بالفضاء بين الكواكب - يصل عرضها إلى 800 كيلومتر، أي ما يعادل ثلث نصف قطر الكوكب. تخلق أنابيب التدفق المغناطيسي الملتوية هذه، والتي يطلق عليها رسميًا أحداث نقل التدفق، فتحات في الدفاع المغناطيسي للكوكب، مما يسمح للرياح الشمسية باختراق سطح عطارد والتأثير عليه مباشرة من خلال إعادة الاتصال المغناطيسي. وتحدث ظاهرة مماثلة داخل الغلاف المغناطيسي للأرض. أشارت الملاحظات من MESSENGER إلى أن معدل إعادة الاتصال عند عطارد أكبر بعشر مرات مما كان متوقعًا، إلا أن قرب الكوكب من الشمس يفسر فقط ما يقرب من ثلث معدل إعادة الاتصال الذي وثقه MESSENGER.
الخصائص المدارية والدوران وخط الطول
من بين جميع الكواكب الموجودة في النظام الشمسي، يمتلك عطارد المدار الأكثر انحرافًا، ويتميز بانحراف مركزي قدره 0.21، حيث تتراوح المسافة بين مركز الشمس بين 46,000,000 و70,000,000 كيلومتر (29,000,000 إلى 43,000,000 ميل). تكتمل الثورة المدارية في 87.969 يومًا أرضيًا. يوضح الرسم البياني المصاحب عواقب هذا الانحراف، ويصور مدار عطارد متراكبًا على مدار دائري يتقاسم محورًا شبه رئيسي متطابق. تتضح سرعة الكوكب المعززة بالقرب من الحضيض الشمسي من المسافة الممتدة التي يتم قطعها خلال كل فترة زمنية مدتها 5 أيام. ضمن الرسم البياني، يُرمز إلى المسافة المتقلبة لمركز الشمس لعطارد من خلال الحجم المصور للكوكب، والذي يرتبط عكسيًا مع بعده الفعلي عن الشمس.
تؤدي المسافة المتقلبة لمركز الشمس إلى انثناء مد وجزر كبير لسطح عطارد، مع الانتفاخات الناتجة عن الطاقة الشمسية أقوى بحوالي 17 مرة من تلك التي يمارسها القمر على الأرض. وبالتزامن مع رنين مدار الكوكب بنسبة 3:2، تؤدي هذه الظاهرة أيضًا إلى حدوث تقلبات معقدة في درجة حرارة السطح. وبالتالي، فإن اليوم الشمسي الواحد على كوكب عطارد (الذي يُعرَّف بالفاصل الزمني بين خطي زوال متتاليين للشمس) يساوي بدقة عامين عطارديين، أي ما يقرب من 176 يومًا أرضيًا.
يُظهر المستوى المداري لعطارد ميلًا بمقدار 7 درجات مقارنة بالمستوى المداري للأرض (مسير الشمس)، مما يمثل الميل الأكبر بين الكواكب الشمسية الثمانية المعروفة. وبالتالي، يمكن ملاحظة عبور عطارد عبر القرص الشمسي حصريًا عندما يتقاطع الكوكب مع مستوى مسير الشمس أثناء وجوده بين الأرض والشمس، ويحدث عادةً في مايو أو نوفمبر. وتقع مثل هذه الأحداث مرة واحدة تقريبًا كل سبع سنوات في المتوسط.
يُظهر عطارد ميلًا محوريًا صغيرًا بشكل استثنائي، حيث تشير القياسات الأكثر دقة إلى قيمة منخفضة تصل إلى 0.027 درجة. وهذا الميل أقل بكثير من ميل كوكب المشتري، الذي يمتلك ثاني أصغر ميل محوري بين جميع الكواكب عند 3.1 درجة. وبالتالي، فإن الراصد المتمركز عند قطبي عطارد لن يرى أبدًا ارتفاع مركز الشمس إلى ما يزيد عن 2.1 دقيقة قوسية فوق الأفق. في المقابل، يمتد القطر الزاوي الظاهري للشمس، عند النظر إليها من عطارد، من 1+§34§⁄§56§ إلى درجتين.
في مواقع محددة على سطح عطارد، قد يشهد الراصد ظاهرة شمسية غريبة: تصعد الشمس لفترة وجيزة أكثر من الثلثين فوق الأفق، ثم تعكس مسارها لتغرب، لتشرق مرة أخرى. في نفس اليوم الزئبقي. يحدث هذا الشذوذ لأنه قبل حوالي أربعة أيام من الحضيض الشمسي، كانت السرعة المدارية الزاوية لعطارد تتطابق تمامًا مع سرعة دورانه الزاوية، مما تسبب في توقف الحركة الظاهرية للشمس مؤقتًا. عندما يقترب الكوكب من الحضيض الشمسي، فإن سرعته المدارية الزاوية تتجاوز سرعة دورانه الزاوية. وبالتالي، بالنسبة لمراقب افتراضي لعطارد، تبدو الشمس وكأنها تتحرك في اتجاه رجعي خلال هذه الفترة. تبدأ الحركة الشمسية الظاهرة بشكل طبيعي بعد حوالي أربعة أيام من الأرض بعد الحضيض الشمسي. كان من الممكن أن تظهر ظاهرة مماثلة إذا أظهر عطارد دورانًا متزامنًا، حيث كان من شأن التسارع المتناوب وتباطؤ الدوران خلال دورة واحدة أن يؤدي إلى تأرجح طولي قدره 23.65 درجة.
بسبب الديناميكيات المدارية والدورانية المذكورة أعلاه، تشهد نقطتان استوائيتان محددتان على عطارد، يفصل بينهما خط طول 180 درجة، عبورًا شمسيًا فريدًا. حول الحضيض الشمسي، خلال السنوات الزئبقية البديلة (أي ما يعادل يومًا عطارديًا واحدًا)، تمر الشمس مباشرة فوق الرأس، ثم تعكس مسارها الظاهري لتمر فوق الرأس مرة ثانية، ثم تنعكس مرة أخرى لممر علوي ثالث. يمتد هذا التسلسل بأكمله حوالي 16 يومًا أرضيًا. وفي السنوات الزئبقية الفاصلة، تحدث هذه الظاهرة المماثلة عند النقطة الاستوائية الأخرى. حجم هذه الحركة التراجعية بسيط، مما يؤدي إلى ظهور الشمس ثابتة تقريبًا في السماء لمدة أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع. خلال هذه الفترة، يصل تألق الشمس إلى الحد الأقصى لأن عطارد يكون في الحضيض الشمسي، وهو أقرب نقطة له من الشمس. هذه الفترة الممتدة من التعرض لأشعة الشمس المكثفة تجعل هذين الموقعين أكثر المناطق سخونة على عطارد. يتم ملاحظة درجات الحرارة القصوى عندما تكون الشمس حوالي 25 درجة بعد السمت المحلي، ويعزى ذلك إلى تأخر درجة الحرارة النهاري، الذي يحدث 0.4 يوم عطارد و0.8 سنة عطاردية بعد شروق الشمس. على العكس من ذلك، هناك نقطتان استوائيتان متميزتان، تقعان على بعد 90 درجة من خط الطول من الزوج الأولي، تشهدان عبورًا شمسيًا علويًا حصريًا خلال الأوج في سنوات متناوبة، وهي فترة تتميز بالحركة الواضحة السريعة نسبيًا للشمس عبر سماء عطارد. هذه النقاط الأخيرة، حيث تتزامن الحركة التراجعية الظاهرة للشمس مع عبور الأفق كما هو مفصل سابقًا، تتلقى تشميسًا شمسيًا أقل بكثير مقارنة بالأولى.
يصل عطارد إلى الاقتران السفلي، وهو أقرب نقطة له من الأرض، كل 116 يومًا أرضيًا تقريبًا في المتوسط. ومع ذلك، فإن هذه الفترة تتراوح بين 105 و129 يومًا، وهو تباين يُعزى إلى مدار الكوكب اللامركزي. يمكن لعطارد أن يقترب من الأرض على مسافة تصل إلى 82,200,000 كيلومتر (0.549 وحدة فلكية؛ 51.1 مليون ميل)، وهي مسافة تتضاءل تدريجياً. ومن المتوقع أن يكون الاقتراب اللاحق ضمن 82.100.000 كيلومتر (51 مليون ميل) في عام 2679، وفي حدود 82.000.000 كيلومتر (51 مليون ميل) في عام 4487. ومع ذلك، لن يتمكن عطارد من الاقتراب من الأرض أكثر من 80.000.000 كيلومتر (50 مليون ميل) حتى عام 28.622. يمكن أن تتراوح مدة الحركة التراجعية الظاهرة لعطارد، كما لوحظ من الأرض، من 8 إلى 15 يومًا على جانبي الاقتران السفلي. ينبع هذا الاختلاف الكبير من الانحراف المداري الواضح للكوكب. في الأساس، ونظرًا لقربه من الشمس، فإن عطارد، عندما يتم حساب متوسطه على مدى فترات طويلة، هو الكوكب الأقرب في كثير من الأحيان إلى الأرض، وبالتالي، إلى كل كوكب آخر داخل النظام الشمسي.
اتفاقية خط الطول
تحدد اتفاقية خط الطول المعمول بها لعطارد إحدى نقطتي السطح الأكثر سخونة على أنها خط الطول الصفري. ومع ذلك، أثناء الاستكشاف الأولي لهذه المنطقة بواسطة مارينر 10، كان خط الطول الرئيسي هذا محجوبًا بالظلام، مما حال دون تحديد سمة سطحية محددة لتعريف خط الطول بدقة. ونتيجة لذلك، تم اختيار حفرة أصغر تقع إلى الغرب، تسمى هون كال، لتكون بمثابة النقطة المرجعية النهائية لقياسات خطوط الطول. تحدد النقطة المركزية لهون كال خط الطول 20 درجة غربًا. يوصي قرار صدر عام 1970 عن الاتحاد الفلكي الدولي بقياس خطوط الطول على عطارد بشكل إيجابي في الاتجاه الغربي. وبناءً على ذلك، يقع الموقعان الاستوائيان الأكثر سخونة عند خطي العرض 0° غربًا و180° غربًا، في حين يقع أبرد النقاط الاستوائية عند خطي العرض 90° غربًا و270° غربًا. وفي المقابل، تستخدم بعثة مسنجر تقليدًا إيجابيًا تجاه الشرق.
رنين المدار
تاريخيًا، كان من المفترض أن يكون عطارد مقفل مديًا بشكل متزامن مع الشمس، مما يعني فترة دوران مماثلة لفترته المدارية، وبالتالي يقدم دائمًا نفس نصف الكرة الأرضية للشمس، مشابهًا لنظام الأرض والقمر. ومع ذلك، أظهرت عمليات الرصد الرادارية التي أجريت في عام 1965 بشكل قاطع أن الكوكب يظهر رنينًا مداريًا بنسبة 3:2، حيث يكمل ثلاث دورات لكل دورتين مداريتين حول الشمس. يساهم الانحراف المتأصل لمدار عطارد في استقرار هذا الرنين، خاصة عند الحضيض الشمسي، حيث تصل قوة المد والجزر الشمسية إلى أقصى شدة لها، مما يتسبب في ظهور الشمس بلا حراك تقريبًا في سماء عطارد.
يُعزى استقرار قفل المد والجزر الرنيني بنسبة 3:2 إلى تباين قوة المد والجزر التي تحدث في جميع أنحاء مدار عطارد اللامركزي، والذي يتفاعل مع مكون ثنائي القطب الدائم داخل كتلة الكوكب. التوزيع. في المقابل، يفتقر الجسم الموجود في مدار دائري تمامًا إلى مثل هذا التباين في قوة المد والجزر، وبالتالي يتم تثبيت رنين بنسبة 1:1 فقط (على سبيل المثال، نظام الأرض والقمر). في هذا السيناريو 1:1، قوة المد والجزر، التي تعمل على استطالة الجسم على طول الخط الذي يربط مركزه بالجسم المركزي، تولد عزمًا يحاذي محور الجسم الأقل قصورًا (محور الاستطالة الرئيسي، الموافق ثنائي القطب المذكور أعلاه) ليشير باستمرار نحو الجسم المركزي. ومع ذلك، مع الانحراف المداري الكبير، كما لوحظ في مدار عطارد، تبلغ قوة المد والجزر ذروتها عند الحضيض الشمسي، وبالتالي استقرار الرنين مثل نسبة 3:2. تضمن هذه الآلية أن يكون محور عطارد ذو القصور الذاتي الأقل موجهًا تقريبًا نحو الشمس أثناء ممرات الحضيض الشمسي.
إن المفهوم الخاطئ الأولي بين علماء الفلك فيما يتعلق بالقفل المتزامن لعطارد ينبع من التحيزات الرصدية: كلما تم وضع الكوكب على النحو الأمثل للمشاهدة الأرضية، فإنه يظهر باستمرار بالقرب من نفس المرحلة من رنينه 3:2، وبالتالي يظهر نفس نصف الكرة الأرضية. تنشأ هذه الظاهرة من علاقة مصادفة حيث تبلغ فترة دوران عطارد ما يقرب من نصف دورته المجمعية بالنسبة للأرض. كنتيجة مباشرة لرنين مدار عطارد بنسبة 3:2، يمتد اليوم الشمسي على الكوكب لحوالي 176 يومًا أرضيًا، في حين أن اليوم الفلكي، الذي يمثل فترة دورانه، يبلغ حوالي 58.7 يومًا أرضيًا.
تكشف عمليات المحاكاة العددية أن الانحراف المداري لعطارد يخضع لتغيرات فوضوية، تتراوح من الصفر تقريبًا (دائري) إلى ما يتجاوز 0.45 على مدار فترات زمنية تبلغ ملايين السنين. تتأثر في المقام الأول باضطرابات الجاذبية من الكواكب الأخرى. تم افتراض هذا التباين في البداية لحساب الرنين المداري لعطارد بنسبة 3:2، على عكس الرنين الأكثر شيوعًا بنسبة 1:1، نظرًا لأن الحالة 3:2 تكون أكثر احتمالًا خلال فترات الانحراف المرتفع. ومع ذلك، فقد أشارت النمذجة الدقيقة التي تتضمن آلية استجابة واقعية للمد والجزر لاحقًا إلى أن عطارد حقق تكوين مداره الدوراني بنسبة 3:2 في مرحلة ناشئة جدًا من تطوره، وتحديدًا خلال 20 (وأكثر معقولية، 10) مليون سنة بعد تراكمه.
تتنبأ عمليات المحاكاة العددية المستقبلية بأن تفاعل الرنين المداري العلماني مع الحضيض الشمسي لكوكب المشتري يمكن أن يؤدي إلى زيادة الانحراف المداري لعطارد. إلى عتبة حرجة، مما يؤدي إلى احتمال 1٪ لزعزعة الاستقرار المداري خلال الخمسة مليارات سنة اللاحقة. إذا حدث مثل هذا الحدث، فقد يؤدي مسار عطارد إلى تراكمه مع الشمس، أو اصطدامه بكوكب الزهرة، أو طرده من النظام الشمسي، أو حتى زعزعة استقرار ديناميكيات النظام الشمسي الداخلي على نطاق أوسع.
مبادرة الحضيض الشمسي
في عام 1859، ذكر عالم الرياضيات والفلكي الفرنسي أوربان لو فيرييه أن الحركة البطيئة الملحوظة لمدار عطارد حول الشمس لا يمكن تفسيرها بالكامل من خلال الميكانيكا النيوتونية واضطرابات الجاذبية من الكواكب المعروفة. وافترض، من بين العديد من الفرضيات، أن كوكبًا غير مكتشف (أو ربما سلسلة من "الكريات" الأصغر حجمًا) قد يدور في مدار أقرب إلى الشمس من عطارد، وبالتالي يفسر هذا الشذوذ المداري. وشملت الاعتبارات الأخرى تفلطحًا طفيفًا للشمس. أدى النجاح السابق في تحديد موقع نبتون، بناءً على تأثير جاذبيته على مدار أورانوس، إلى دفع علماء الفلك إلى التفكير بجدية في هذا التفسير، وتم تسمية الكوكب الافتراضي لاحقًا باسم فولكان؛ ومع ذلك، لم يتم اكتشاف مثل هذا الكوكب على الإطلاق.
تقيس مبادرة الحضيض الشمسي لعطارد 5,600 ثانية قوسية (1.5556 درجة) لكل قرن عند الرجوع إلى الأرض، أو 574.10±0.65 ثانية قوسية لكل قرن بالنسبة إلى الإطار المرجعي السماوي الدولي بالقصور الذاتي (ICRF). على العكس من ذلك، فإن الميكانيكا النيوتونية، التي تدمج تأثيرات جاذبية الكواكب الأخرى و0.0254 ثانية قوسية إضافية في القرن تعزى إلى تفلطح الشمس، تتوقع حدوث مبادرة تبلغ 5557 ثانية قوسية (1.5436 درجة) في القرن بالنسبة للأرض، أو 531.63±0.69 ثانية قوسية في القرن بالنسبة إلى الأرض. ICRF. في أوائل القرن العشرين، أوضحت النظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين هذه المبادرة المرصودة من خلال تصور الجاذبية كمظهر من مظاهر انحناء الزمكان. هذا التأثير النسبي بسيط من الناحية الكمية بالنسبة لعطارد، حيث يصل إلى 42.980±0.001 ثانية قوسية فقط لكل قرن (أي ما يعادل 0.43 ثانية قوسية سنويًا، أو 0.1035 ثانية قوسية لكل فترة مدارية)؛ وبالتالي، فإن الدوران الزائد الكامل سيتطلب أكثر من 12.5 مليون مدار، أو ما يقرب من 3 ملايين سنة. كما أن التأثيرات المماثلة، وإن كانت أصغر بكثير، واضحة أيضًا بالنسبة للأجرام السماوية الأخرى داخل النظام الشمسي، بما في ذلك 8.6247 ثانية قوسية في القرن لكوكب الزهرة، و3.8387 للأرض، و1.351 للمريخ، و10.05 للكويكب 1566 إيكاروس.
خصائص الرصد
يتراوح القدر الظاهري المحسوب لعطارد من -2.48 (يتجاوز سطوع سيريوس) بالقرب من الاقتران العلوي إلى +7.25 (أقل من عتبة الرؤية بالعين المجردة) حول الاقتران السفلي. ويبلغ متوسط حجمه الظاهري 0.23، مع انحراف معياري قدره 1.78، وهو الأعلى بين جميع الكواكب. على وجه التحديد، متوسط الحجم الظاهري عند الاقتران العلوي هو -1.89، بينما عند الاقتران السفلي هو +5.93. تعتبر مراقبة عطارد أمرًا صعبًا نظرًا لقربه من الشمس، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى حجبه بواسطة وهج الشمس. ونتيجة لذلك، عادة ما يكون عطارد مرئيًا فقط لفترات قصيرة أثناء شفق الصباح أو المساء.
عادةً ما تكشف عمليات الرصد التلسكوبية الأرضية لعطارد عن قرص مضاء جزئيًا فقط، مما يعرض تفاصيل سطحية محدودة. إن تلسكوب هابل الفضائي غير قادر على مراقبة عطارد على الإطلاق، وذلك بسبب بروتوكولات السلامة التي تحظر توجهه بالقرب من الشمس. بالنظر إلى أن التحول بمقدار 0.15 دورة أرضية لكل سنة عطاردية يشكل دورة مدتها سبع سنوات عطاردية (0.15 × 7 ≈ 1.0)، فإن تسلسل الظواهر التي يمكن ملاحظتها لعطارد في السنة الزئبقية السابعة يعكس بشكل وثيق (التي حدثت قبل 7 أيام تقريبًا) تلك التي تم رصدها قبل سبع سنوات عطاردية.
على غرار القمر والزهرة، يُظهر عطارد مراحل متميزة عند النظر إليه من الأرض. ويظهر "جديدًا" أثناء الاقتران السفلي و"كاملًا" أثناء الاقتران العلوي. في كلتا المناسبتين، يصبح الكوكب غير مرئي من الأرض بسبب حجب الشمس، باستثناء مرحلته الجديدة أثناء حدث العبور. من الناحية الفنية، يصل عطارد إلى أقصى سطوع ظاهري له من الأرض عندما يكون في مرحلته الكاملة. على الرغم من أن عطارد يكون في أقصى مسافة له من الأرض خلال مرحلته الكاملة، إلا أن زيادة مساحة السطح المضيئة المرئية وزيادة سطوع المعارضة بشكل جماعي يفوق تأثير المسافة. على العكس من ذلك، يظهر كوكب الزهرة أعظم سطوع له عندما يكون في مرحلة الهلال، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن قربه من الأرض في ذلك الوقت يكون أقل بكثير مما هو عليه عندما يكون أحدبًا.
تتم المراقبة المثلى لعطارد خلال مرحلتي الربع الأول والأخير، على الرغم من كونها فترات منخفضة اللمعان. تتزامن مراحل الربع هذه مع أقصى استطالة لعطارد، شرقًا وغربًا من الشمس، على التوالي. خلال هذه الفترات، يتراوح البعد الزاوي لعطارد عن الشمس بين 17.9 درجة عند الحضيض الشمسي و27.8 درجة عند الأوج. في أقصى استطالة غربية، يصعد عطارد قبل شروق الشمس، بينما في أقصى استطالة شرقية، ينزل بعد غروب الشمس.
تكون رؤية عطارد متفوقة بشكل ملحوظ وأكثر تواترًا في نصف الكرة الجنوبي عنها في النصف الشمالي. تنشأ فرصة المراقبة المعززة هذه لأن أقصى استطالة غربية لعطارد تحدث حصريًا خلال أوائل الخريف في نصف الكرة الجنوبي، في حين أن أقصى استطالة شرقية تحدث فقط خلال أواخر الشتاء. وفي كلتا الحالتين، يتم تكبير زاوية التقاطع المداري للكوكب مع الأفق. يسمح هذا لعطارد بأن يصبح مرئيًا قبل عدة ساعات من شروق الشمس في الحالة الأولى والبقاء فوق الأفق لعدة ساعات بعد غروب الشمس في الحالة الأخيرة، خاصة من خطوط العرض الوسطى الجنوبية مثل الأرجنتين وجنوب إفريقيا.
تتضمن الطريقة البديلة لمراقبة عطارد المشاهدة التلسكوبية خلال ساعات النهار في ظل ظروف جوية صافية، ومن الناحية المثالية عندما يكون الكوكب في أقصى استطالة له. تسهل هذه التقنية الكشف بسهولة، حتى مع التلسكوبات التي تتميز بفتحات صغيرة تصل إلى 8 سم (3.1 بوصة). ومع ذلك، فإن الحذر الشديد أمر بالغ الأهمية لضمان حجب الشمس تمامًا عن الأنظار، نظرًا للخطر الكبير لتلف العين. تتغلب هذه الطريقة على قيود مراقبة الشفق، خاصة عندما يقع مسير الشمس على ارتفاع منخفض (على سبيل المثال، خلال أمسيات الخريف). في ظل ظروف النهار هذه، يتم وضع الكوكب في مكان أعلى في السماء، وبالتالي تقليل التداخل الجوي. يمكن ملاحظة عطارد على مسافة زاويّة تصل إلى 4 درجات من الشمس بالقرب من الاقتران العلوي، وهي المرحلة التي يقترب فيها سطوعه الظاهري من الحد الأقصى.
يمكن ملاحظة عطارد، إلى جانب العديد من الكواكب الأخرى والنجوم الأكثر سطوعًا، أثناء كسوف الشمس الكلي.
سجل المراقبة
علماء الفلك القدماء
تم العثور على أقدم الملاحظات المسجلة المعروفة لعطارد في أقراص MUL.APIN، والتي تنسب على الأرجح إلى عالم فلكي آشوري في القرن الرابع عشر قبل الميلاد تقريبًا. تم كتابة الاسم المسماري الذي يشير إلى عطارد على هذه الألواح بالصيغة UDU.IDIM.GU\U4.UD، والذي يُترجم إلى "الكوكب القافز". تعود السجلات البابلية لعطارد إلى الألفية الأولى قبل الميلاد، حيث يشير البابليون إلى الكوكب باسم نابو، نسبة إلى رسولهم الأسطوري إلى الآلهة.
استكشف عالم الفلك اليوناني المصري بطليموس، في عمله فرضيات الكواكب، إمكانية عبور الكواكب عبر وجه الشمس. وافترض أن قلة عمليات العبور المرصودة ترجع إما إلى كون الكواكب مثل عطارد أصغر من أن يتم اكتشافها أو إلى الندرة الشديدة لمثل هذه الأحداث.
في الصين القديمة، كان عطارد يُعرف باسم "نجم الساعة" (Chen-xing 辰星)، ويرتبط بالاتجاه الشمالي ومرحلة الماء ضمن نظام المراحل الخمس للميتافيزيقا. تستمر الثقافات الصينية والكورية واليابانية والفيتنامية الحديثة في الإشارة إلى الكوكب حرفيًا باسم "نجم الماء" (水星)، استنادًا إلى العناصر الخمسة. تدعى الأساطير الهندوسية ميركوري بوذا، وهو إله يعتقد أنه يرأس يوم الأربعاء. كان إله الوثنية الجرمانية أودين (أو وودن) مرتبطًا بالمثل بكوكب عطارد والأربعاء. ربما كانت حضارة المايا قد مثلت عطارد على أنه بومة (أو ربما أربع بوم - اثنتان لجانبه الصباحي واثنتان لوجهه المسائي) تعمل كرسول إلى العالم السفلي. يُشار أيضًا إلى عطارد أحيانًا باسم Stilbon (باليونانية: Στίlectβων)، ويعني "المشرق المتلألئ".
في علم الفلك الإسلامي في العصور الوسطى، وصف عالم الفلك الأندلسي أبو إسحاق إبراهيم الزرقالي في القرن الحادي عشر، مدار عطارد المركزي على أنه بيضاوي، أقرب إلى بيضة أو خنزير، على الرغم من أن هذه الملاحظة لم تؤثر على نظريته الفلكية أو حساباته. في القرن الثاني عشر، سجل ابن باجة رؤية "كوكبين كبقع سوداء على وجه الشمس"، وهو حدث اقترحه لاحقًا عالم فلك مراغة في القرن الثالث عشر قطب الدين الشيرازي باعتباره عبورًا لعطارد و/أو الزهرة. ومع ذلك، تم إعادة تفسير معظم تقارير العصور الوسطى عن العبور لاحقًا على أنها ملاحظات للبقع الشمسية.
في الهند في القرن الخامس عشر، طور نيلاكانثا سوماياجي، وهو عالم فلك من مدرسة كيرالا، نموذجًا كوكبيًا جزئيًا لمركزية الشمس. يفترض هذا النموذج أن عطارد يدور حول الشمس، والتي بدورها تدور حول الأرض، وهو نظام مشابه بنيويًا لنموذج تايكونيك الذي اقترحه تايكو براهي لاحقًا في أواخر القرن السادس عشر.
الأبحاث التلسكوبية الأرضية
بدأت الملاحظات التلسكوبية الأولية لعطارد في عام 1610، والتي أجراها توماس هاريوت وجاليليو. بحلول عام 1612، لاحظ سيمون ماريوس أن لمعان عطارد يتقلب مع موقعه المداري، مما دفعه إلى استنتاج أن الكوكب أظهر أطوارًا مشابهة لأطوار كوكب الزهرة والقمر. حقق بيير غاسندي المراقبة التلسكوبية الافتتاحية لعبور كوكب عبر الشمس في عام 1631، حيث شهد عبور عطارد الذي تنبأ به سابقًا يوهانس كيبلر. بعد ذلك، في عام 1639، استخدم جيوفاني زوبي التلسكوب للتأكد من أن عطارد يمتلك مراحل مدارية مشابهة لتلك الخاصة بكوكب الزهرة والقمر. أثبتت هذه الملاحظة بشكل قاطع مدار عطارد حول مركز الشمس.
من منظور الأرض، يشكل الاحتجاب أو مرور كوكب أمام كوكب آخر ظاهرة فلكية نادرة. تحدث الاحتجابات التي تشمل عطارد والزهرة كل بضعة قرون تقريبًا؛ الحالة الوحيدة الموثقة تاريخيًا حدثت في 28 مايو 1737، ولاحظها جون بيفيس في مرصد غرينتش الملكي. من المتوقع حدوث الاحتجاب اللاحق لعطارد بواسطة كوكب الزهرة في 3 ديسمبر 2133.
بسبب التحديات الجوهرية المرتبطة بمراقبة عطارد، فقد تلقى قدرًا أقل من التدقيق العلمي مقارنةً بالكواكب الأخرى. في عام 1800، قام يوهان شروتر بتوثيق المعالم السطحية، مؤكدًا وجود جبال يصل ارتفاعها إلى 20 كيلومترًا (12 ميلًا). استخدم فريدريش بيسل لاحقًا الرسوم التوضيحية التي رسمها شروتر لحساب فترة دوران عطارد بشكل غير دقيق والتي تبلغ 24 ساعة وميله المحوري بمقدار 70 درجة. خلال ثمانينيات القرن التاسع عشر، أنتج جيوفاني شياباريلي خرائط أكثر دقة للكوكب وافترض أن فترة دوران عطارد كانت 88 يومًا، وهي مطابقة للفترة المدارية، نتيجة لقفل المد والجزر. وتسمى هذه الظاهرة المحددة بالتناوب المتزامن. قام يوجينيوس أنتونيادي بتطوير رسم الخرائط لسطح عطارد، حيث نشر مجلدًا في عام 1934 يضم كلا من الخرائط وملاحظاته الشخصية. تستمد العديد من المعالم السطحية على الكوكب، وخاصة علامات البياض، تسمياتها من أعمال أنطونيادي في مجال رسم الخرائط.
في يونيو 1962، بدأ فريق من العلماء السوفييت من معهد الهندسة الراديوية والإلكترونيات التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تحت إشراف فلاديمير كوتيلنيكوف، عمليات رصد رادارية لعطارد عن طريق إرسال واستقبال إشارة رادارية تنعكس من الكوكب بنجاح. بعد ذلك، في عام 1965، حددت عمليات الرصد الرادارية التي أجراها الباحثون الأمريكيون جوردون بيتنجيل ورولف بي دايس، باستخدام تلسكوب أريسيبو الراديوي الذي يبلغ عرضه 300 متر (330 ياردة) في بورتوريكو، فترة دوران عطارد بحوالي 59 يومًا تقريبًا. تم تحدي الفرضية السائدة حول الدوران المتزامن لعطارد من خلال عمليات الرصد الراديوي، والتي جاءت بمثابة مفاجأة كبيرة للمجتمع الفلكي. سيمتلك عطارد المقفل مديًا جانبًا مظلمًا شديد البرودة بشكل استثنائي؛ ومع ذلك، أشارت قياسات الانبعاثات الراديوية إلى درجة حرارة أعلى بكثير مما كان متوقعا. في البداية، أبدى علماء الفلك ترددًا في التخلي عن نظرية الدوران المتزامن، واقترحوا آليات تفسيرية بديلة، مثل الرياح القوية الموزعة للحرارة، للتوفيق بين الملاحظات الجديدة.
في عام 1965، لاحظ عالم الفلك الإيطالي جوزيبي كولومبو أن فترة دوران عطارد تقارب ثلثي الفترة المدارية، واقترح لاحقًا قفل رنين بنسبة 3:2 بين مدار الكوكب. وفترات التناوب، بدلا من العلاقة 1:1. وقد أكدت البيانات اللاحقة التي تم الحصول عليها من Mariner 10 هذا المنظور. وبالتالي، فإن التمثيلات الخرائطية التي قدمها سكياباريللي وأنتونيادي لم تكن خاطئة من حيث الأساس. وبدلاً من ذلك، لاحظ هؤلاء الفلكيون باستمرار ووثقوا نفس السمات السطحية خلال كل مدار ثاني، مع إهمال الملاحظات التي تم إجراؤها خلال الفترات الفاصلة عندما كان الوجه المقابل لعطارد مضاءً، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ظروف المشاهدة غير المواتية التي فرضتها الهندسة المدارية.
أسفرت عمليات الرصد البصرية الأرضية عن رؤى إضافية محدودة حول عطارد؛ ومع ذلك، فإن علماء الفلك الراديوي، الذين يستخدمون قياس التداخل عند أطوال موجات الموجات الدقيقة - وهي تقنية تخفف من تداخل الإشعاع الشمسي - سهلوا تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية داخل الطبقات تحت السطح، والتي تمتد إلى أعماق عدة أمتار. لم تحدث تطورات كبيرة في فهم الخصائص المورفولوجية الأساسية لعطارد إلا بعد التحليق الأولي للمسبار الفضائي. علاوة على ذلك، أدى التقدم التكنولوجي إلى تعزيز قدرات تقنيات الرصد الأرضية. في عام 2000، أجرى تلسكوب هيل الذي يبلغ طوله 1.5 متر (4.9 قدم) التابع لمرصد جبل ويلسون عمليات رصد تصويرية عالية الدقة. قدمت هذه الملاحظات أول مشاهدات تم حلها للميزات السطحية في مناطق عطارد التي لم يتم التقاطها من قبل بواسطة مهمة Mariner 10. قام تلسكوب رادار أريسيبو بعد ذلك برسم خريطة لغالبية الكوكب، وحقق دقة تبلغ 5 كيلومتر (3.1 ميل) وحدد الرواسب القطبية، والتي من المحتمل أن تشتمل على جليد مائي، داخل الحفر المظللة.
تحقيقات مسبار الفضاء
يمثل الوصول إلى عطارد من الأرض صعوبات تقنية كبيرة بسبب قربه المداري من الشمس مقارنة بالأرض. يجب على المركبة الفضائية المتجهة إلى عطارد، والتي يتم إطلاقها من الأرض، أن تقطع أكثر من 91 مليون كيلومتر (57 مليون ميل) داخل بئر جاذبية الشمس. مع سرعة مدارية تبلغ 47.4 كم/ث (29.5 ميل/ث)، يتجاوز عطارد بشكل كبير السرعة المدارية للأرض البالغة 29.8 كم/ث (18.5 ميل/ث). وبالتالي، تتطلب المركبة الفضائية تغييرًا أكبر بكثير في السرعة (دلتا-v) للوصول إلى عطارد والوصول إلى المدار، على عكس متطلبات دلتا-في، على سبيل المثال، للبعثات إلى المريخ.
تتحول الطاقة الكامنة المنطلقة عندما تهبط مركبة فضائية إلى بئر جاذبية الشمس إلى طاقة حركية، مما يستلزم مناورة دلتا-في لأي هدف يتجاوز التحليق البسيط بالقرب من عطارد. يمكن تحقيق أحد مكونات متطلب delta-v هذا من خلال مساعدة الجاذبية أثناء تحليق واحد أو أكثر بالقرب من كوكب الزهرة. يتطلب تحقيق هبوط آمن أو مدار مستقر الاعتماد الحصري على الدفع الصاروخي. الكبح الهوائي غير ممكن بسبب الغلاف الجوي غير الجوهري لعطارد. تتطلب المهمة إلى عطارد إنفاقًا أكبر لوقود الصواريخ مقارنة بما هو مطلوب للهروب الكامل من النظام الشمسي. ونتيجة لذلك، لم تزر الكوكب حتى الآن سوى ثلاثة مجسات فضائية. هناك نهج بديل قيد النظر يتضمن استخدام شراع شمسي لتحقيق مدار متزامن مع عطارد حول الشمس.
مهمة Mariner 10
كانت مركبة ناسا مارينر 10 (1974-1975) هي المركبة الفضائية الافتتاحية. استخدمت هذه المركبة الفضائية جاذبية كوكب الزهرة لتعديل سرعتها المدارية، مما مكنها من الاقتراب من عطارد. وهذا جعلها أول مهمة تستخدم مناورة "مقلاع" الجاذبية وأول محاولة لناسا لتسليم مارينر 10 الصور الأولية القريبة لسطح عطارد، وكشفت على الفور عن تضاريسه المليئة بالفوهات على نطاق واسع، وكشفت عن العديد من التكوينات الجيولوجية الأخرى، بما في ذلك المنحدرات الهائلة التي نُسبت لاحقًا إلى الانكماش الطفيف للكوكب مع تبريد قلبه الحديدي. وللأسف، أثناء كل اقتراب من Mariner 10، كان نصف الكرة الكوكبية نفسه مضاءً. حال هذا الظرف دون المراقبة الشاملة لكلا جانبي الكوكب، وبالتالي حصر مساحة السطح المعينة بأقل من 45%.
نفذت المركبة الفضائية ثلاثة اقترابات قريبة من عطارد، حيث جعلها أقرب مسار على بعد 327 كم (203 ميل) من السطح. أثناء الاقتراب الأولي، سجلت الأجهزة مجالًا مغناطيسيًا، الأمر الذي فاجأ علماء جيولوجيا الكواكب بشكل كبير، حيث اعتبرت سرعة دوران عطارد غير كافية لإنتاج تأثير دينامو كبير. في حين أن النهج الثاني الوثيق ركز في الغالب على التصوير، فإن النهج الثالث أسفر عن بيانات مغناطيسية واسعة النطاق. أشارت هذه البيانات إلى أن المجال المغناطيسي لعطارد يشبه إلى حد كبير المجال المغناطيسي للأرض، مما يؤدي إلى انحراف الرياح الشمسية حول الكوكب بشكل فعال. لفترة طويلة بعد مواجهات مارينر 10، كان نشأة المجال المغناطيسي لعطارد موضوعًا لتفسيرات نظرية متعددة متنافسة.
في 24 مارس 1975، بعد ثمانية أيام فقط من اقترابها الأخير، استنفدت مارينر 10 مخزونها من الوقود. نظرًا لأن التحكم المداري الدقيق لم يعد ممكنًا، أمر مراقبو المهمة المسبار بوقف العمليات. من المفترض أن يبقى مارينر 10 في مدار الشمس، ويمر بالقرب من عطارد كل بضعة أشهر تقريبًا.
مهمة MESSENGER
بدأت مهمة ناسا الثانية إلى عطارد، والمسماة MESSENGER (سطح عطارد، وبيئة الفضاء، والكيمياء الجيولوجية، والمدى)، إطلاقها في 3 أغسطس 2004. وتضمن مسارها مساعدة الجاذبية من الأرض في أغسطس 2005 ومن كوكب الزهرة في أكتوبر 2006 ويونيو 2007، مما سهل دخولها في مدار عطارد. تم إجراء التحليق الأولي بالقرب من عطارد في 14 يناير 2008، و6 أكتوبر 2008، و29 سبتمبر 2009. وقد مكنت هذه المناورات من رسم خرائط شاملة لغالبية نصف الكرة الأرضية الذي لم تتم مراقبته سابقًا بواسطة مارينر 10. حقق المسبار بنجاح مدارًا بيضاويًا حول الكوكب في 18 مارس 2011، وحصل على الصورة المدارية الافتتاحية لعطارد في 29 مارس 2011. بعد الانتهاء من مهمته الأساسية لرسم الخرائط التي مدتها عام واحد، انتقل المسبار إلى مرحلة مهمة ممتدة مدتها عام واحد، وتستمر حتى عام 2013. خلال فترة التشغيل الممتدة، أجرى مسنجر ملاحظات للحد الأقصى للطاقة الشمسية لعام 2012، إلى جانب المزيد من رسم الخرائط. وجمع البيانات.
تمثلت الأهداف الأساسية للمهمة في توضيح ستة أسئلة علمية حاسمة: الكثافة العالية الشاذة لعطارد، وتطوره الجيولوجي، وخصائص مجاله المغناطيسي الجوهري، والبنية الداخلية لنواته، والوجود المحتمل لرواسب الجليد القطبي، وأصول غلافه الخارجي. ولتحقيق هذه الأهداف، تم تجهيز المسبار بأنظمة تصوير متقدمة قادرة على التقاط صور عالية الدقة بشكل ملحوظ عبر مساحة أوسع من سطح عطارد مقارنة بـ Mariner 10. بالإضافة إلى ذلك، كانت تحمل أجهزة قياس الطيف المختلفة لتحليل وفرة العناصر في القشرة الأرضية، بالإضافة إلى أجهزة قياس المغناطيسية والأدوات المصممة لقياس سرعات الجسيمات المشحونة. كان الهدف من القياسات المتوقعة للتغيرات في السرعة المدارية للمسبار هو تقديم نظرة ثاقبة للبنية الداخلية للكوكب. تم تنفيذ المناورة النهائية لـ MESSENGER في 24 أبريل 2015، وبلغت ذروتها في اصطدامها المتحكم به مع سطح عطارد في 30 أبريل 2015. وقع حدث الاصطدام هذا في الساعة 3:26:01 مساءً. بتوقيت شرق الولايات المتحدة، أحدثت حفرة يقدر قطرها بـ 16 مترًا (52 قدمًا).
BepiColombo المهمة
أدى جهد تعاوني بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء اليابانية إلى تطوير وإطلاق مهمة بيبي كولومبو. تم تصميم هذه المهمة للدوران حول عطارد باستخدام مسبارين مختلفين: أحدهما مخصص لرسم خرائط الكواكب والآخر يركز على تحقيقات الغلاف المغناطيسي. بدأ BepiColombo تسلسل إطلاقه في 20 أكتوبر 2018. وعند وصوله، سينشر مسبارًا لقياس المغناطيسية في مدار بيضاوي الشكل، يليه تنشيط أنظمة الدفع الكيميائي لوضع مسبار رسم الخرائط في مدار دائري. ومن المقرر أن يعمل كلا المسبارين لمدة تشغيلية مدتها سنة أرضية واحدة. تم تجهيز مسبار رسم الخرائط بمجموعة من أجهزة قياس الطيف المشابهة لتلك الموجودة على متن السفينة MESSENGER، مما يتيح إجراء دراسات شاملة للكواكب عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما. نفذ BepiColombo أول رحلة من رحلاته الستة المقررة بالقرب من عطارد في 1 أكتوبر 2021، مع استكمال الجولة السادسة في 9 يناير 2025. ومن المتوقع أن يتم الإدخال المداري حول الكوكب في عام 2026.
ملاحظات
ملاحظات
المراجع
أطلس عطارد. ناسا. 1978. SP-423.
- أطلس عطارد. ناسا. 1978. SP-423.