Miért nem a Merkúr a Naprendszer legforróbb bolygója

a Naprendszer nagy rendszerében messze a legnagyobb energiaforrás a nap. Míg a radioaktivitás és a gravitációs összehúzódás jelentős mennyiségű energiát szolgáltathat a hatalmas bolygók magjainak, a szülőcsillagunk által kibocsátott fény és hő túlnyomórészt felelős a bolygó felszíni hőmérsékletéért. Kiváló közelítés szerint a nap nemcsak a földet, hanem az összes bolygót is jóval magasabb hőmérsékleten tartja, mint nélküle: csak néhány Kelvin. (Külső hőforrás nélkül a legtöbb bolygó hőmérséklete egyensúlyba kerülne -270 Ft / -455 Ft F.) a nap folyamán a bolygók elnyelik a nap energiáját, de mind a nap, mind az éjszaka folyamán energiát sugároznak vissza az űrbe. Ez az oka annak, hogy a hőmérséklet napközben felmelegszik, és éjszaka lehűl, ami nagyjából igaz minden bolygóra, amelynek mind nappali, mind éjszakai oldala van. Évszakokra is számítunk-hűvös és meleg időkre-mind a bolygó elliptikus pályája, mind a tengelyirányú dőlése alapján.

de ha csak egy bolygó különböző keringési paraméterei határoznák meg a hőmérsékletet, akkor a Naphoz legközelebb eső bolygó elkerülhetetlenül a legforróbb lenne, és mindegyik fokozatosan hűvösebbé válna, ahogy egyre távolabb haladunk. Talán egy olyan gázóriás, amely elég nagy ahhoz, hogy saját hőjének jelentős részét előállítsa, megváltoztatná ezt a sorrendet (ha a Jupitert és a Neptunuszt cserélnék, ez lehet a helyzet), de általában azt várnánk, hogy a bolygó hőmérséklete a Naptól való távolságának arányában csökken. Ezt a várakozást úgy tudjuk ellenőrizni, hogy a legbelső bolygóról indulunk, és kifelé haladunk.

a higany forró. Ha kvantitatívak vagyunk, valójában rendkívül forró! Mint a Naphoz legközelebbi bolygó, mindössze 88 Föld-nap alatt teljesíti a pályát, elérve a maximális hőmérsékletet egy óriási 700 Kelvin (427 db C / 800 db F) napján a legforróbb, Egyenlítői helyeken. A Merkúr nagyon lassan forog, ezért éjszakai oldala egymás után hosszú időt tölt a sötétben, védve a naptól; ezekben az időkben csak 100 Kelvinre (-173 C / -280 F) esik le. Ez az alacsony hőmérséklet hihetetlenül hideg, és sokkal hidegebb, mint bármely ismert természetes hőmérséklet itt a Földön. Ez a Naphoz legközelebbi bolygó története: a Merkúr.

mi a helyzet a következővel: Vénusz?

a Vénusz átlagosan kétszer olyan messze van a naptól, mint a Merkúr, körülbelül 225 földi napot vesz igénybe a Nap körül. Ezenkívül még lassabban forog, mint a Merkúr, több mint 100 egymást követő földi napot tölt napfényben fürdve, majd ugyanannyi időt sötétben. És mégis, amikor megmérjük a Vénusz hőmérsékletét, van egy meglepetés: a Vénusz hőmérséklete mindig azonos, nappal vagy éjszaka, átlagosan 735 Kelvin (462 db C / 863 db F), így még melegebb, mint a Merkúr!

ez a furcsa esemény nem csak a csillagászokat rejtette el, amikor először felfedezték; elpusztította őket! A Vénusz nem volt elég nagy ahhoz, hogy saját hőt termeljen, mégis melegebb volt a vénuszi éjfélkor, mint a merkúri délben. Ez egy olyan megfigyelés volt, amely magyarázatot kért, ezért elkezdtük szembeállítani a két legbelső bolygót.

e két világ összehasonlítása, négy nagyon éles különbség van:

1. a Merkúr sokkal kisebb, mint a Vénusz,
2. a Merkúr körülbelül kétszer olyan közel van a Naphoz, mint a Vénusz,
3. a Merkúr sokkal kevésbé fényvisszaverő, mint a Vénusz, és
4. a Merkúrnak nincs légköre, míg a Vénusznak nagyon vastag légköre van.

ami a hő elnyelését és sugárzását illeti, kiderült, hogy a méret nem nagyon számít. A bolygók elnyelik a napfényt a keresztmetszeti felületük alapján-arányos a sugár négyzetével -, és pontosan ugyanolyan arányban sugározzák el. Ha a Merkúr mérete kétszerese lenne, vagy a Vénusz mérete fele lenne, egyiknek sem lenne érzékelhető hőmérséklet-változása. Ez a különbség teljesen irreleváns.

az a tény, hogy a Vénusz közel kétszer olyan messze van a naptól, azonban, sokat számít. Minden olyan objektum, amely kétszer olyan messze van a naptól, csak egynegyednyi napenergiát kap egységnyi területre, ami azt jelenti, hogy a Merkúrnak körülbelül négyszer annyi energiát kell kapnia a felszínének minden részén, mint a Vénusz. Ahogy a Nap fénye elterjed az űrben,egy távolabbi világ egyre kevesebb energiát fog el. Ez a Merkúr nagy előnye, amely a négyzetméterenkénti fluxus közel négyszeresével találkozik a Vénuszhoz képest. És mégis, a Vénusz még mindig forróbb, ami azt jelzi, hogy valami más fontos kell, hogy történjen a másik két pont egyikével.

az, hogy egy tárgy mennyire fényvisszaverő vagy abszorpciós, albedójának nevezik, amely a latin szóból származik albus, jelentése fehér. Az albedóval rendelkező objektum (Bond Albedo, a geofizikusok számára) 0 tökéletes abszorber, míg az 1 albedóval rendelkező tárgy tökéletes reflektor. A valóságban minden fizikai objektum albedója 0 és 1 között van. A Hold például úgy néz ki, hogy elég magas albedója van a szemünknek, fehér megjelenésű mind nappal, mind éjszaka.

ne hagyja, hogy a Hold fehér megjelenése becsapjon! A Hold átlagos albedója csak körülbelül 0,12, ami azt jelenti, hogy az azt eltaláló fénynek csak 12% – a visszaverődik, míg a másik 88% elnyelődik. Minél alacsonyabb egy tárgy albedója, annál jobban elnyeli a fényt, ami azt jelenti, hogy minél magasabb az albedó, annál kevesebb napfény szívódik fel. A merkúrról kiderül, hogy hasonló a Holdhoz 0,119-nél, míg a Vénusz albedója messze a legmagasabb a Naprendszer összes bolygótestje közül 0,90-nél. Tehát a Merkúr nemcsak négyszer annyi energiát kap területegységenként, hanem közel kilencszer annyi napfényt vesz fel, mint a Vénusz!

Ha azonban két közeli képet látna a Merkúr (a múlt hónapban) és a Vénusz (2012-ben) közelmúltbeli tranzitjairól, észreveheti, hogy a nap úgy tűnik, hogy “görbül” a Vénusz körül, miközben nincs ilyen hatás a Merkúrra. Ez azért van, mert a negyedik és legfontosabb különbség a két világ között: a Merkúrnak nincs légköre, míg a Vénusznak nagyon vastag légköre van.

látod, a Merkúr és a Vénusz nem csak elnyeli a nap fényét; minden bolygó újra sugározza ezt az energiát, mint hőt az űrbe. A levegő nélküli higany esetében ez a hő azonnal visszatér az űrbe. De a Vénuszon a történet más. Az infravörös sugárzás minden kvantumának – az újra kisugárzott hőnek-át kell jutnia azon a vastag, vastag atmoszférán, ami nehéz.

a Vénusz nemcsak a Föld vastagságának többszörösével rendelkezik, hatalmas mennyiségű infravörös abszorbeáló gázzal, például szén-dioxiddal, hanem félelmetesen vastag, erősen fényvisszaverő felhők rétegei borítják. Ez a kénsav-köd, amely több mint 20 km vastagságú, 210-370 km/h sebességgel veszi körül a bolygót, csapdába ejtve a kisugárzott hő nagy részét, és az egész bolygóra továbbítja. A hosszú éjszakák nem biztosítanak menekvést a hő elől, mivel a felhőrétegek csapdázási és termalizáló hatása a Vénusz felszínét barátságtalanul magas hőmérsékleten tartja, olyannyira, hogy ha összeadnánk minden leszállóegység működési idejét, amely valaha is megérintette a Vénusz felszínét, akkor még egy fél Földnapot sem érnénk el.

de megfelelő mennyiségben, a légköri hőcsapda lehet a legjobb dolog, ami valaha történt egy világgal. Ha nem lenne a Föld légköre, bolygónk átlaghőmérséklete csekély 255 Kelvin (-18 Ft C / -1 Ft F) lenne, vagyis megközelítőleg az antarktiszi kontinens hőmérséklete. A felhők és a légköri gázok takarószerű hatása bolygónk éghajlatát a mérsékelt övezetbe emeli, ahol az élet, mint tudjuk, olyan sokáig virágzott. A Naprendszer történetének korai szakaszában, hűvösebb nappal és sokkal vékonyabb légkörrel, a Vénusz hőmérséklete valószínűleg hasonló volt a mai Földéhez. Valószínűleg ugyanaz volt az élet és a biológiai folyamatok lehetősége, de egy elszabadult katasztrófa létrehozta az állandó poklot, amely több milliárd éve lakott a testvérvilágunkban.

bár a Földet nem fenyegeti ugyanaz a sors, a Vénusz mind a naprendszerünk legforróbb világa, mind az ellenőrzés nélküli üvegházhatás figyelmeztető meséje. Ahogy egyre jobban megértjük azokat a folyamatokat, amelyek a Föld éghajlatát és hőmérsékletét vezérlik, a mi felelősségünk, hogy a helyes irányba tereljük bolygónkat. A nap, a légkör és a bolygó sorsa közötti kapcsolat meg van írva a Naprendszerünkben. Az emberiségen múlik, hogy megtanulja-e ezeket a leckéket, és eldönti, mit tegyünk ezután.