כוכב חמה
שגיאות פרמטריות בתבנית:גוף פלנטרי
פרמטרים [ גילוי, אפהליון יחידות אסטרונומיות, פריהליון בק"מ, פריהליון יחידות אסטרונומיות, אפהליון בק"מ ] לא מופיעים בהגדרת התבנית
פרמטרי חובה [ שם כוכב, סוג ] חסרים
 | |
| כוכב חמה כפי שצולם על ידי הגשושית MESSENGER | |
| מידע כללי | |
|---|---|
| סוג | [[]] |
| קטגוריה | כוכב לכת ארצי |
| מיקום | מערכת השמש הפנימית |
| מאפיינים מסלוליים | |
| מרחק ממוצע מהשמש |
57,909,176 ק"מ (0.387,098,93 AU) |
| אקסצנטריות | 0.205630 |
| זמן הקפה | 87.9691 ימים (0.240846 שנים) ימים |
| מחזור סינודי | 115.8776 ימים |
| מהירות מסלולית | |
| ‑ ממוצעת | 47.36 ק"מ/שנייה |
| ‑ מקסימלית | 58.98 ק"מ/שנייה |
| ‑ מינימלית | 38.86 ק"מ/שנייה |
| נטיית מסלול | 7.00487° |
| מספר ירחים | 0 |
| מאפיינים פיזיים | |
| רדיוס קו משווה | 1.0 ± 2,439 ק"מ |
| שטח פנים | 7.5×107 קמ"ר |
| מסה | 3.302×1023 ק"ג |
| צפיפות ממוצעת | 5.427 גרם/סמ"ק |
| תאוצת הכובד בקו המשווה | 3.701 מטר/שנייה2, 0.377 ג'י מטר/שנייה2 |
| זמן סיבוב עצמי | 58.6462 ימים ימים |
| מהירות סיבוב עצמי | ...0.00305055 ק"מ/שנייה (בקו המשווה) |
| נטיית ציר הסיבוב | 0.01° |
| אלבדו | 0.10-0.12 |
| מהירות מילוט | 4.435 ק"מ/שנייה |
| טמפרטורה מינימלית | 90 קלווין K |
| טמפרטורה מקסימלית | 700 קלווין K |
| טמפרטורה ממוצעת | 440 קלווין K |
| מאפייני אטמוספירה | |
| לחץ אטמוספירי | זניח פסקל |
| אשלגן | 31.7% |
| סידן | 24.9% |
| חמצן אטומי | 9.5% |
| ארגון | 7.0% |
| הליום | 5.9% |
| חמצן מולקולרי | 5.6% |
| חנקן | 5.2% |
| פחמן דו-חמצני | 3.6% |
| מים | 3.4% |
| מימן | 3.2% |
כוכב חמה (בלועזית: Mercury, מרקורי) הוא כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש. מרחקו הממוצע ממנה הוא כ־58,000,000 קילומטרים, שהם כ־0.387 יחידות אסטרונומיות. מבחינת מסתו, הוא כוכב הלכת השמיני והקטן ביותר במערכת השמש, ואין לו ירחים. עד כה הגיעו לכוכב חמה שני רכבי מחקר מכדור הארץ: הגשושית מארינר 10, שביקרה בו מספר פעמים החל משנת 1974, והגשושית MESSENGER בין השנים 2008–2015.
השם
שמו בלועזית הוא מרקורי, על שמו של האל הרומי מרקוריוס. מכיוון שכוכב חמה מופיע לסירוגין משני צדי השמש, חשבו הקדמונים בטעות שמדובר בשני כוכבים שונים ואף כינו אותו בשני שמות: "הרמס" כשהופיע בערב מצד אחד של השמש, ו"אפולו" כשהופיע בבוקר מצדה השני.
בשפות שמקורן בלטינית שמו של יום רביעי נקשר בכוכב חמה ובאל מרקוריוס המזוהה עמו. הרומאים קראו לו על שם האל מרקוריוס כיוון שנדמה שהוא זז במהירות.[1]בשפות אלו שמו של יום רביעי נגזר ישירות משמו בלטינית Dies Mercurii (יום מרקורי), וכך בצרפתית השם הוא mercredi, באיטלקית mercoledì ובספרדית miércoles.
בעברית כוכב חמה מוזכר לראשונה בתלמוד הבבלי,[2] בשמו המקורי כוכב, בטרם נודעה ההבחנה בין גרמי השמים השונים - כוכבים וכוכבי־לכת. הוספת המילה "חמה" לשם כוכב־הלכת היא מאוחרת, וכנראה נועדה להדגיש שאינו גרם שמים רגיל, על־סמך היותו הקרוב ביותר לשמש.
מידע כללי
משך היום של כוכב חמה מושפעת במידה רבה מקרבתו לשמש. סחרורו העצמי (יום סידרי) של כוכב חמה נמשך 58.65 יממות ארץ ומשך הקפתו את השמש (שנה סידרית) 87.968 יממות ארץ - יחס קרוב מאד ל 2/3. בגלל תהודה מסלולית זו יראה צופה על פני מרקורי זריחת שמש יחידה פעם בשנתיים (של מרקורי) - תופעה ייחודית במערכת השמש, שהיום הסולרי ארוך מהשנה. סחרור איטי זה, והיעדר אטמוספירה ממשית לכוכב חמה יוצרים על פניו הבדלי טמפרטורה גדולים מאד בין שני צדדיו. בחלקו הפונה לשמש הטמפרטורה שלו מגיעה ל־430°C ואילו בצידו האחר (שאינו חשוף לאור השמש) היא מגיעה ל־180°C-.
כוכב חמה קטן בהרבה מכדור הארץ, ודומה בגודלו לירח. קוטרו 4,878 קילומטרים. כוח המשיכה על פניו קטן פי 2.5 מאשר על־פני כדור הארץ. כמו כן, אין לו ירחים, אין בו מים וכאמור אף לא אטמוספירה.
כוכב חמה הוא אחד העולמות העוינים ביותר במשפחת כוכבי־הלכת של מערכת השמש וזאת בגלל קרבתו היחסית לשמש ודלילות (יש האומרים היעדר) האטמוספירה. שילוב שני גורמים אלה הופך את התנאים לבלתי־נסבלים בו. הטמפרטורה הממוצעת על־פני כוכב חמה מגיעה ל־179°C (452 קלווין). בקטבים של כוכב הלכת - פער הטמפרטורות קטן יותר.
אור השמש על פני כוכב חמה חזק פי 8.9 מאשר על כדור הארץ, ועוצמת הקרינה המגיעה אל פניו היא 9126.6 וואט למ"ר. פני השטח של כוכב חמה מכוסים מכתשים בדומה לירח. אחד ממאפייניו הבולטים ביותר של פני כוכב חמה (ממה שצולם) הוא Caloris Basin, מכתש שקוטרו כ־1350 ק"מ.
את כוכב חמה אפשר לראות לעיתים בעין בלתי־מצוידת, אך מכיוון שהוא נותר בסביבת השמש, דמדומי הערב או הבוקר מקשים להבחין בו, זאת לעומת ארבעת כוכבי־הלכת האחרים שהיו ידועים לקדמונים - נוגה, מאדים, צדק ושבתאי.
אטמוספירה
אטמוספירת כוכב חמה היא דקה מאוד; למעשה, מולקולות גז באטמוספירתו מתנגשות בפני השטח של כוכב הלכת לעיתים קרובות יותר מאשר שהן מתנגשות אחת בשנייה; לרוב מתייחסים אל כוכב חמה כחסר אטמוספירה. ה"אטמוספירה" של כוכב חמה מורכבת בעיקר מאשלגן, נתרן וחמצן. נהוג לכנות אטמוספירה כזו אקסוספירה.
האטומים המרכיבים את האטמוספירה אובדים לחלל ללא הרף, עם אורך חיים ממוצע של כשלוש שעות עבור אטומי האשלגן והסידן (במהלך היום) ורק מחצית מכך בפריהליון. האטמוספירה שאובדת כל העת מתחדשת במספר אמצעים: רוח השמש שנתפשת על ידי השדה המגנטי של כוכב הלכת, אדים הנוצרים על ידי התנגשויות מיקרומטאורים והתאיידות תרמית של קוטבי הקרח. האטמוספירה של כוכב חמה דלילה מכדי שתוכל להעביר קול ודלילה מכדי שתוכל לפזר גלי אור, ולכן השמים נראים שם תמיד שחורים.
הרכב פנימי
לכוכב חמה יש ליבת ברזל גדולה באופן יחסי (אף בהשוואה לכדור הארץ). הרכבו של כוכב חמה הוא בקירוב 70% מתכתי ו־30% סיליקט. הצפיפות הממוצעת 5430 kg/m3, קטנה במקצת מצפיפות כדור הארץ. מסת כוכב חמה היא רק 5.5% ממסת כדור־הארץ. ליבת המתכת תופסת 42% מנפחו של כוכב־הלכת (לשם השוואה, ליבת כדור־הארץ תופסת 17% בלבד). את הליבה מקיפה מעטפת שעוביה 600 ק"מ.
מסלול
מסלולו של כוכב חמה הוא אליפטי מאוד. בנקודתו הקרובה ביותר אל השמש (פריהליון) הוא מרוחק ממנה רק 46 מיליון קילומטרים ואילו בנקודתו הרחוקה ביותר (אפהליון) הוא מרוחק ממנה 70 מיליון קילומטרים.
בשל קרבת כוכב חמה לשמש פועל עליו כוח כבידה חזק יחסית ולכן התגלו במסלולו בסוף המאה ה־19 חריגות ממסלולו הצפוי לפי תורת הכבידה של ניוטון. לאחר פיתוח תורת היחסות הכללית אישש אלברט איינשטיין את נכונות התורה על ידי חישוב הסטייה היחסותית מהמסלול הניוטוני והשוואתה למסלול הנצפה. התקבלה התאמה מצוינת בין המסלול שחזתה תורת היחסות לבין המסלול שנצפה בפועל.
סחרורו הצירי איטי מאוד: סחרור אחד שלו אורך 58.65 ימי ארץ ואילו מהירות הקפתו את השמש היא גדולה: שנה על פניו שווה באורכה ל־87.97 ימי ארץ. כך יוצא שכוכב חמה משלים רק 1.5 סחרורים סביב עצמו בזמן הקפתו את השמש, ולכן היממה השמשית בו היא 176 יממות ארץ.
מגנטוספירה
למרות סחרורו הצירי האיטי, לכוכב חמה יש מגנטוספירה חזקה באופן יחסי, 1% מחוזק השדה המגנטי הנוצר על ידי כדור הארץ. ייתכן כי שדה מגנטי זה נוצר באופן דומה לזה של כדור הארץ, על ידי דינמו של תנועה חופשית של נוזל הליבה[3]; הערכות עכשוויות רומזות כי ליבת כוכב חמה אינה חמה מספיק כדי להתיך תערובת ניקל־ברזל, אולם יכול להיות שחומרים עם נקודת היתוך נמוכה יותר, כגפרית, אחראיים לתופעה. כמו כן, אפשרי כי השדהו המגנטי הוא שריד של אפקט דינמו קדום שנפסק, השדה המגנטי "קפא" בחומרים מגנטיים ממוצקים.
מחקר
האסטרונומים הקדמונים
כוכב חמה היה ידוע לפחות מאז התקופה השומרית (האלף השלישי לפנה"ס). התצפיות המתועדות המפורטות הקדומות ביותר נעשו על ידי הבבלים. לכוכב חמה ניתנו שני שמות על ידי היוונים הקדמונים, אפולו כאשר נראה בבקרים והרמס כאשר נראה בערבים, ובסביבות המאה ה־4 לפנה"ס הבינו כי שני השמות מתייחסים בעצם לגוף אחד. הרקליטוס אף האמין כי כוכב חמה ונוגה מקיפים את השמש ולא את כדור הארץ.
תצפיות בכוכב חמה
ערך מורחב – מעבר כוכב חמה על פני השמש
עקב קרבתו לשמש ניתן לערוך תצפיות בכוכב חמה רק כשהוא נמצא בסביבת מרחק זוויתי מרבי מהשמש, על מנת שלא יאבד בשל סינוור השמש. לכן ניתן לצפות בו רק לזמן קצר בדמדומי הערב או הבוקר. כמו כן עקב קרבתו של כוכב חמה לאופק, גם כשהוא נמצא במרחק זוויתי מקסימלי עובר האור ממנו דרך שכבה עבה ורוטטת של אטמוספירת כדור הארץ ולכן איכות התצפיות נפגמת.
כנוגה, כוכב חמה נראה בשלבים דמויי ירח: "מולד" כשהוא בין הארץ לשמש ו"מלא" כשהוא מעבר לשמש והוא אינו נראה בשני המצבים האלו. שלב "חצי הירח" מתרחש כאשר המרחק הזוויתי בין השמש לכוכב חמה הוא הגדול ביותר – כשהוא במרחק הזוויתי הגדול ביותר מערבה וזורח מוקדם לפני השמש, או כשהוא במרחק הזוויתי הגדול ביותר מזרחה ושוקע מאוחר אחרי השמש, (מרחקו מהשמש נע מ־18.5° בפריהליון ועד 28.3° באפהליון). בשונה מנוגה, כוכב חמה בהיר ביותר כאשר הוא נראה מכדור הארץ במצב "מקומר" – כלומר בין מצב "חצי מלא" ל"מלא". כוכב חמה נמצא בין כדור הארץ לשמש כל 116 יום בממוצע, ושהות זו עשויה לנוע מ־111 ימים ל־121 ימים בגלל מסלולו האקסצנטרי.
בשל נטיית מסלולו יחסית למישור המילקה עובר כוכב חמה על־פני השמש רק אחת ל־7 שנים בממוצע. הפרש השנים בין מעברים סמוכים הוא בין 3 ל־13 שנים.
נאס"א
הגשושית הראשונה שביקרה את חמה הייתה מארינר 10 של נאס"א אשר במהלך שלושה יעפים קרובים בשנים 1974 ו־1975, סקרה כ־45% מפניו. מארינר 10 תמרנה בזריזות כדי לצלם חלק מחצי הכדור המואר במהלך כל יעף, חלפה מאחורי כוכב הלכת והמשיכה לצלם את הצד הפונה אל השמש בשעה שהחללית התרחקה. תמונותיה בעלות הרזולוציה הגבוהה ביותר צילמו עצמים שגודלם כק"מ וחצי. כמו ירח כדור־הארץ, פני השטח של כוכב חמה זרועי צלקות שנוצרו על ידי התנגשויות.
הגשושית MESSENGER שוגרה ב־3 באוגוסט 2004 וביצעה יעף ראשון סביב חמה ב־14 בינואר 2008 בו צולמו כ־20% מהכוכב. יעף שני באוקטובר 2008. יעף נוסף בספטמבר 2009. ביעפים אלו יצולמו מרבית פני השטח שלא מופו על ידי מארינר 10. ב 18 במרץ 2011 המסנג'ר נכנסה למסלול אליפטי סביב חמה והחלה בחקר כוכב הלכת במסלול. בדרכה הארוכה למסלול קבוע סביב חמה המסנג'ר ביצעה מספר מעברים קרובים לכדור הארץ ונוגה על מנת לחסוך בכמות הדלק בעת השיגור.
המסנג'ר תוכננה לחקור שש סוגיות עיקריות הקשורות בכוכב הלכת חמה:
- סיבת צפיפותו הגבוהה של כוכב חמה
- ההיסטוריה הגאולוגית של כוכב חמה
- מקור השדה המגנטי של כוכב חמה
- מבנה הליבה של כוכב חמה
- האם יש קרח בקטבי כוכב חמה
- מה מקור האטמוספירה הדלילה בכוכב חמה
למסנג'ר מכשור שיאפשר צילום תמונות ברזולוציה גבוהה בהרבה מזה של מארינר 10 ויצולמו שטחים נרחבים יותר. הגשושית גם מצוידת במכשור מגוון יותר כגון ספקטרומטר אשר יברר פיזור חומרים שונים על פני כוכב חמה, מגנטומטר ומכשור נוסף למדידת מהירות חלקיקים טעונים. שינויים זעירים במסלול הגשושית יאפשרו להסיק מה הוא המבנה הפנימי של כוכב חמה.
יפן וסוכנות החלל האירופית
יפן מתכננת להשתתף בפרויקט BepiColombo של סוכנות החלל האירופית שיקיף את כוכב חמה עם שני לווייני מחקר, אחד ימפה את כוכב חמה והאחר יחקור המגנטוספירה. התוכנית המקורית לכלול נוחת הושמה בצד. משגרי סויוז רוסיים ישגרו את לווייני המחקר ב־2011–2012. לווייני המחקר יגיעו לכוכב חמה כארבע שנים מאוחר יותר והם יקיפו וימפו את פני השטח והמגנטוספירה במשך שנה.
קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה |
|---|
 ערך מילוני בוויקימילון: חמה |
| ערך מילוני בוויקימילון: כוכב חמה |
- אתר הגשושית MESSENGER
- הערך כוכב חמה באתר אסטרופדיה
- כוכב חמה, באתר סוכנות החלל הישראלית
- אשכול כתבות על כוכב חמה, באתר "הידען"
- דאווה סובל, המיתולוגיה של כוכב חמה, באתר ynet, 11 באוקטובר 2007
- ארז גרטי, מערכת השמש – כוכב חמה, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 7 ביולי 2011
- איתי נבו, מותק, כוכב הלכת מתכווץ, באתר "הידען", 18 במרץ 2014
הערות שוליים
_(Apr_2015_update).png)
1. כדור הארץ > נוגה > מאדים > כוכב חמה
2. צדק > שבתאי > אורנוס > נפטון > כדור הארץ
3. סיריוס > השמש > פרוקסימה קנטאורי > צדק
4. אלדברן > ארקטורוס > פולוקס > סיריוס
5. ביטלג'וז > אנטארס > ריג'ל > אלדברן
6. UY במגן > NML בברבור > VY בכלב גדול > ביטלג'וז
| מערכת השמש | |
|---|---|
| |
| ראו גם: פורטל מדעי החלל |
