10 Weetjes over Mercurius – De kleinste planeet in ons zonnestelsel

Mercurius is de kleinste planeet van ons zonnestelsel en staat het dichtst bij de zon. Ruimtesondes Mariner 10 en Messenger bestudeerden en fotografeerden uitgebreid het oppervlak van deze kleine planeet. Een rotsachtig woestijnlandschap, onbewoonbaar, onvruchtbaar en bezaaid met kraters: dat is het beeld dat we van Mercurius kennen. Een beetje te vergelijken met het uiterlijk van onze maan, die overigens niet veel kleiner is dan Mercurius. Ruimtesonde Messenger vond mogelijke sporen van waterijs op de planeet. Een derde ruimtesonde, BepiColombo, is inmiddels op weg naar Mercurius voor verder onderzoek van het oppervlak en de magnetosfeer. Hieronder 10 weetjes over Mercurius, een planeet die nog lang niet al haar geheimen heeft prijsgegeven.

Genoemd naar de Romeinse god van de reizigers en de handel

In de Romeinse mythologie was Mercurius de god van de handel en van de reizigers. Mercurius stond bekend om zijn snelheid, en werd daarom vaak afgebeeld met gevleugelde sandalen en een gevleugelde helm.
De planeet Mercurius heeft haar naam niet gestolen. Mercurius beweegt inderdaad erg snel om de zon, veel sneller dan andere planeten. In vergelijking met Neptunus, de buitenste planeet van ons zonnestelsel, is de omloopsnelheid 9 keer zo groot. De grote snelheid waarmee Mercurius om de zon spurt, is het gevolg van de grote aantrekkingskracht die de nabije zon op de planeet uitoefent.

Een jaar dat slechts 88 dagen duurt

Omdat Mercurius dicht bij de zon staat, is zijn omloopbaan niet zo lang als die van andere planeten. Hij moet dus veel minder afstand afleggen voor één baan om de zon. Bovendien spurt de planeet met een grote snelheid door de ruimte, wat maakt dat een jaar op Mercurius slechts 88 aardse dagen duurt. Als je op Mercurius zou kunnen wonen, zou je nooit lang op je volgende verjaardag moeten wachten…
De baan van Mercurius is geen cirkel, maar een ovaal. De kortste afstand tot de zon bedraagt 46 miljoen kilometer. Op het verste punt is Mercurius zo’n 70 miljoen kilometer van de zon verwijderd.

Een dag die 176 aardse dagen duurt

In tegenstelling tot zijn snelle omloop om de zon, draait Mercurius heel traag om zijn eigen as. Het duurt 59 aardse dagen om één keer om zijn as te roteren. Dat heeft grote gevolgen voor de temperaturen op het oppervlak. De zijde van Mercurius die naar de zon is gericht, heeft veel tijd om op te warmen, terwijl de nachtzijde van de planeet volledig afkoelt. Door de combinatie van een snelle omlooptijd om de zon en de erg trage rotatie van de planeet, duurt een dag op Mercurius 176 aardse dagen. Dit is de tijd die verloopt tussen twee zonsopgangen op dezelfde plaats op het oppervlak.
Het was lastig voor astronomen om de rotatie van Mercurius te observeren, omdat de planeet zo dicht bij de zon staat en het sterke zonlicht een nauwkeurige observatie bijna onmogelijk maakt. Pas in 1965 kon men met behulp van radarwaarnemingen de exacte rotatietijd vaststellen.

Enorme temperatuurverschillen op Mercurius

Mercurius bezit vrijwel geen atmosfeer. Er is dus ook geen ‘schil’ rond de planeet die de warmte van de zon vasthoudt. Op de zijde van Mercurius die naar de zon is gericht, kan het enorm heet worden. De temperatuur loopt er op tot 430 graden Celsius. Mercurius bevindt zich immers dicht bij de zon en de ‘dag’ duurt er erg lang, dus de temperatuur kan er enorm stijgen. De andere zijde van de planeet, die van de zon weg gericht is en waar het nacht is, koelt flink af: het kwik zakt er tot -170 graden Celsius. Het temperatuurverschil tussen de warmste en koudste locatie op Mercurius bedraagt dus maar liefst 600 graden Celsius.
Hoewel Mercurius dichter bij de zon staat dan alle andere planeten, is het niet de warmste planeet. Die eer gaat naar Venus, waar het gemiddeld 460 graden Celsius warm wordt als gevolg van de dichte atmosfeer vol met broeikasgassen.

Geen dampkring en een zwak magnetisch veld

De atmosfeer rond Mercurius is zo ijl dat men deze niet als een echte dampkring kan beschouwen. Wetenschappers spreken eerder over een ‘exosfeer’ rond Mercurius: een dunne en ijle laag van gassen rond de planeet, die zich echter niet als een dampkring gedraagt. Verrassend genoeg bestaat deze exosfeer voor 40 procent uit zuurstof, afkomstig uit rotsen en gesteente op het Mercuriusoppervlak. In de exosfeer vindt men ook helium en waterstofgas, dat vermoedelijk van de zon afkomstig is en werd meegebracht door de zonnewind.
Mercurius bezit een zwak magnetisch veld, dat 99% zwakker is dan dat van de aarde. Dit zwak magnetisch veld zorgt er echter wel voor dat waterstof en helium, afkomstig van de zon, worden ‘gevangen’ en bijdragen tot de ijle exosfeer van Mercurius.

Een pokdalig oppervlak vol met kraters

Wegens de erg ijle atmosfeer van de planeet worden meteorieten die Mercurius naderen niet afgeremd en slaan deze ongehinderd in op het oppervlak. Het gevolg is dat de bodem letterlijk bezaaid is met kleine en grote kraters, afkomstig van meteorietinslagen. Inslagkraters op aarde verdwijnen langzaam door vulkaanuitbarstingen, aardbevingen en erosie door regen en wind. Daarvan is er echter geen sprake op Mercurius. Net als op onze maan blijft het oppervlak steeds hetzelfde, behalve wanneer een nieuwe meteorietinslag nogmaals een nieuwe krater veroorzaakt. Heel vroeg in de ontstaansgeschiedenis van Mercurius zou er wel vulkanische activiteit geweest zijn. Dit verklaart de gladde gedeelten van het oppervlak, dat uit gestolde lava bestaat.

Lagere zwaartekracht op Mercurius

De zwaartekracht op Mercurius bedraagt slechts 38 procent van deze op aarde. Wie op aarde 60 kilogram weegt, weegt op Mercurius slechts 22,8 kilogram. De zwaartekracht is afhankelijk van de massa en de afstand tot het zwaartepunt. Hoe groter de massa, hoe groter de zwaartekracht. Hoe groter de afstand tot het zwaartepunt, hoe kleiner de zwaartekracht. Mercurius’ zwaartekracht is ongeveer even groot als de zwaartekracht van Mars, hoewel Mars een massa bezit die twee keer groter is. Mars is echter een veel grotere planeet dan Mercurius. De afstand van het oppervlak tot het zwaartepunt is dus ook veel groter. Dit verklaart waarom planeten die verschillen in massa en grootte, toch ongeveer dezelfde zwaartekracht uitoefenen op hun oppervlak.

Een relatief grote kern

Mercurius is een planeet met een vast oppervlak. De inwendige structuur van de planeet bestaat uit een kern, een mantel en een korst. In vergelijking met Venus, de aarde en Mars is de kern relatief groot: deze neemt maar liefst 42 procent van het totale volume in. De kern van onze aarde beslaat slechts 17 procent van het totale volume. Astronomen vermoeden dat Mercurius een groot deel van zijn korst en mantel kwijtspeelde bij een botsing met een ander hemellichaam, vroeg in de ontstaansgeschiedenis van ons zonnestelsel.
De kern van Mercurius bestaat voornamelijk uit vloeibaar ijzer. In de kern loopt de temperatuur zo hoog op dat de metalen die erin voorkomen, allemaal in vloeibare fase zijn.

Mercurius krimpt

De kleinste planeet van ons zonnestelsel wordt zo mogelijk nog kleiner. De kern van de planeet koelt langzaam af, waardoor Mercurius krimpt. Wetenschappers kwamen tot deze conclusie na de beeldanalyse van een uitgestrekt dal op Mercurius: Great Valley. Dit enorme dal is 400 kilometer breed, 1000 kilometer lang en maar liefst 3,2 kilometer diep. De zeer steile rotshellingen van het dal zijn het gevolg van het krimpen van de planeet, waardoor de korst hier en daar omhoog wordt gestuwd.

Onbemande ruimtesondes naar Mercurius

De Amerikaanse onbemande ruimtesonde Mariner 10 bereikte Mercurius in 1974. De sonde vloog in de periode 1974 – 1975 drie keer langs de planeet en fotografeerde het hemellichaam uitvoerig. Mariner 10 stuurde 4800 beelden van Mercurius naar de aarde, waarmee zo’n 45% van het Mercuriusoppervlak in kaart werd gebracht. Mariner 10 toonde aan dat Mercurius geen noemenswaardige dampkring bezat, maar dat er wel een zwak magnetisch veld aanwezig was.
Ruimtevaartorganisatie NASA lanceerde op 3 augustus 2004 de ruimtesonde Messenger, die vanaf januari 2008 gedetailleerde beelden van Mercurius naar de aarde stuurde. Op 18 maart 2011 kwam Messenger in een baan rond Mercurius. Vier jaar lang fotografeerde Messenger het oppervlak, bestudeerde de exosfeer en deed metingen van het magnetisch veld rond de planeet. Messenger vond sporen van waterijs in de schaduwrijke kraters rond de polen van Mercurius. Het water is waarschijnlijk door inslagen van kometen en meteoren op Mercurius terechtgekomen. Op 30 april 2015 liet NASA de ruimtesonde Messenger gecontroleerd neerstorten op Mercurius. Tot nu toe heeft geen enkel ruimtetuig een ‘zachte’ landing gemaakt op de planeet.
Inmiddels is een nieuwe ruimtesonde op weg naar Mercurius: BepiColombo. De BepiColombo-missie is een gezamenlijk project van de Europese en Japanse ruimtevaartorganisaties ESA en JAXA. BepiColombo werd op 20 oktober 2018 gelanceerd en zal in 2025 in een baan om Mercurius komen. De ruimtesonde zal zich dan in twee delen splitsen, waarvan één component het oppervlak van de planeet in kaart brengt, terwijl de andere component het magnetisch veld onderzoekt. BepiColombo gaat ook intensief op zoek naar waterijs op Mercurius. Stilaan maar zeker komen we op aarde meer en meer te weten over de kleinste planeet van ons zonnestelsel.

foto’s: NASA