כוכב חמה

כוכב חמה

כוכב חמה, צילום MESSENGER
מידע כללי
סוג עצם:	כוכב לכת
קטגוריה:	כוכב לכת ארצי
מיקום:	מערכת השמש הפנימית
תאריך גילוי:	מימי קדם
מאפיינים מסלוליים
מרחק ממוצע מהשמש:	57,909,176 ק"מ (0.387,098,93 AU)
אפהליון:	69,817,079 ק"מ (0.466,698,35 AU)
פריהליון:	46,001,272 ק"מ (0.307,499,51 AU)
אקסצנטריות:	0.205630
זמן הקפה:	87.9691 ימים (0.240846 שנים)
מחזור סינודי:	115.8776 ימים
מהירות מסלולית: - ממוצעת: - מקסימלית: - מינימלית:	47.36 ק"מ/שנייה 58.98 ק"מ/שנייה 38.86 ק"מ/שנייה
נטיית מסלול:	7.00487°
מספר ירחים:	0
מאפיינים פיזיים
רדיוס בקו המשווה:	2,440 ק"מ
שטח הפנים:	‎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
זמן סיבוב עצמי:	58.6462 ימים
מהירות סיבוב עצמי:	10.892 ק"מ/שנייה (בקו המשווה)
נטיית ציר הסיבוב:	0.01°
אלבדו:	0.10-0.12
מהירות מילוט:	4.435 ק"מ/שנייה
טמפרטורת פני השטח: - מינימום: - ממוצע: - מקסימום:	90 קלווין 440 קלווין 700 קלווין
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 (העיגול השחור הקטן שקרוב לאמצע) מטיל צל בעוברו על פני השמש

איור אמן של המסנג'ר וכוכב חמה ברקע

כוכב חמה (בלועזית: Mercury, מרקורי) הוא כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש. מרחקו הממוצע ממנה הוא כ־58,000,000 קילומטרים, שהם כ־0.387 של יחידה אסטרונומית. מבחינת גודל מסתו הוא כוכב הלכת השמיני במערכת השמש. לכוכב חמה אין ירחים. את חמה ביקרה מרינר 10 (1974-1975) והגשושית MESSENGER.

השם [עריכה]

שמו בלועזית הוא מרקורי, על שמו של האל הרומי מרקוריוס. לפני המאה ה-5 לפני הספירה נודע כוכב חמה בשני שמות, ולא הבינו שהוא יכול להופיע לסירוגין בצדה האחד של השמש ואחרי כן בצדה השני. בערב נקרא כוכב חמה "הרמס", ואילו כשהופיע בבוקר נקרא "אפולו".

בשפות שמקורן בלטינית שמו של יום רביעי נקשר בכוכב חמה ובאל מרקוריוס המזוהה עמו. 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,^[1] בשמו המקורי כוכב, בטרם נודעה ההבחנה בין גרמי השמים השונים - כוכבים וכוכבי-לכת. הוספת המילה "חמה" לשם כוכב-הלכת הינה מאוחרת, וכנראה נועדה להדגיש שאינו גרם שמים רגיל, על-סמך היותו הקרוב ביותר לשמש.

מידע כללי [עריכה]

תנועתו העצמית והעצמית של כוכב חמה מושפעת במידה רבה מקרבתו לשמש. סיבובו העצמי (יום סידרי) של כוכב חמה נמשך 58.65 יממות ארץ ומשך הקפתו את השמש (שנה סידרית) נמשכת 87.968 יממות ארץ. בגלל תהודה מסלולית זו נהוג היה לחשוב שכוכב חמה מפנה תמיד אותו צד אל השמש. תנועה משונה זו, והיעדר אטמוספירה ממשית לכוכב חמה יוצרים על פניו הבדלי טמפרטורה גדולים מאוד בין שני צדדיו. כך, בחלקו הפונה לשמש הטמפרטורה שלו מגיעה ל-430 מעלות צלזיוס ואילו בצידו האחר (שאינו חשוף לאור השמש) היא מגיעה ל־180- מעלות צלזיוס. כוכב חמה קטן בהרבה מכדור הארץ, ומבחינה זו הוא דומה יותר לירח מאשר לארץ. קוטרו הוא 4,878 קילומטרים. כוח המשיכה על פניו קטן פי 2.5 מאשר על פני כדור הארץ. כמו כן, אין לו ירחים, אין בו מים ואף לא אטמוספירה.

כוכב חמה הינו אחד העולמות העוינים ביותר במשפחת כוכבי-הלכת של מערכת השמש וזאת מפני שהוא נמצא קרוב כל כך לתנור הלוהט הקוסמי - השמש. נוסף על כך כוכב הלכת הזה כה קטן עד שאינו מסוגל להחזיק אפילו באטמוספירה משלו. שילוב שני גורמים אלה הופך את התנאים לבלתי נסבלים בכוכב לכת זה. הטמפרטורה הממוצעת על פני כוכב חמה מגיעה ל-179 מעלות צלזיוס (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 לעתים 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 [עריכה]

האטמוספירה של כוכב חמה היא דקה מאוד; למעשה, מולקולות גז באטמוספירה של כוכב חמה מתנגשות בפני השטח של כוכב הלכת לעתים 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 שמרכיבים 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 שנתפסת על ידי השדה המגנטי של כוכב הלכת, אדים שנוצרים על ידי התנגשויות של מיקרומטאורים והתאיידות תרמית של קטבי הקרח. האטמוספירה של כוכב חמה היא דלילה מכדי שתוכל להעביר קול ודלילה מכדי שתוכל לפזר גלי אור, ולכן השמים נראים שם תמיד שחורים.

הרכב פנימי [עריכה]

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 מצפיפותו של כדור הארץ. מסת כוכב-חמה הינה 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 של 600 ק"מ.

מסלול [עריכה]

מסלולו של כוכב חמה הוא אליפטי מאוד. בנקודה הקרובה ביותר שלו אל השמש (פריהליון) הוא מרוחק ממנה רק 46 מיליון קילומטרים ואילו בנקודה הרחוקה ביותר (אפהליון) הוא מרוחק ממנה 70 מיליון קילומטרים.

בשל קרבתו של כוכב חמה לשמש פועל עליו כוח כבידה חזק יחסית ולכן התגלו במסלולו בסוף המאה ה-19 חריגות מהמסלול הצפוי שלו לפי תורת הכבידה של ניוטון. לאחר פיתוחה של 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.

סיבובו של כוכב הלכת סביב צירו איטי מאוד: סיבוב אחד של חמה אורך 58.65 ימים במושגים של כדור הארץ ואילו מהירות תנועתו של חמה סביב השמש הינה גדולה: שנה על הפלנטה שווה באורכה ל־87.97 ימים שלנו. כך יוצא שכוכב חמה משלים רק 1.5 סיבובים סביב עצמו בזמן שהוא מקיף את השמש, ולכן היממה השמשית בו היא 176 יממות שלנו.

מגנטוספירה [עריכה]

חרף הסתובבותו האיטית, לכוכב חמה יש מגנטוספירה חזקה באופן יחסי, בעלת 1% מחוזק השדה המגנטי שנוצר 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^[2]; הערכות עכשוויות רומזות כי ליבתו של כוכב חמה אינה חמה מספיק כדי להתיך תערובת ניקל-ברזל, אולם יכול להיות שחומרים עם נקודת היתוך נמוכה יותר, כמו גפרית, אחראיים לתופעה. כמו כן, אפשרי כי השדה המגנטי של כוכב חמה הוא שריד של אפקט דינמו קדום שנפסק, השדה המגנטי "קפא" בחומרים מגנטיים ממוצקים.

מחקר [עריכה]

האסטרונומים הקדמונים [עריכה]

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 סובבים סביב השמש ולא סביב כדור הארץ.

תצפיות בכוכב חמה [עריכה]

תצפיות בכוכב חמה מורכבות מאוד בשל קרבתו לשמש, והוא אובד בשל סנוור השמש לפחות מחצית מהזמן וברוב הפעמים האחרות ניתן לצפות בו רק לזמן קצר בדמדומי הערב או הבוקר.

כמו נוגה, כוכב חמה נראה בשלבים דמויי ירח, "מולד" כשהוא בין הארץ לשמש ו"מלא" כשהוא מעבר לשמש והוא אינו נראה בשני המצבים האלו. שלב ה"חצי ירח" מתרחש כאשר המרחק הזוויתי בין השמש לכוכב חמה הוא הגדול ביותר, כאשר כוכב חמה זורח מוקדם לפני השמש כאשר המרחק הזוויתי הוא הגדול ביותר מערבה ושוקע מאוחר אחרי השמש כאשר הוא במרחק הזוויתי הגדול ביותר מזרחה (מרחקו מהשמש נע מ 18.5° אם הוא בפריהליון בזמן שהמרחק הזוויתי הוא הגדול ביותר או 28.3° אם הוא באפהליון). בניגוד לנוגה כוכב חמה הוא המצב הבהיר ביותר כאשר נראה מכדור הארץ במצב "מקומר"; כלומר כאשר הוא בין מצב "חצי מלא" ל"מלא". כוכב חמה מגיע לבין כדור הארץ לשמש כל 116 יום בממוצע, אך שהות זו עשויה לנוע מ-111 ימים ל-121 ימים בשל מסלולו האקסצנטרי של כוכב הלכת.

בשל נטיית המסלול שלו, כוכב חמה עובר על פני השמש בממוצע אחת ל-7 שנים כאשר הפרש השנים בין מעברים סמוכים משתנה בין 3 ל-13 שנים.

נאס"א [עריכה]

הגשושית הראשונה שביקרה את חמה הייתה מרינר 10 של נאס"א אשר במהלך שלושה יעפים קרובים בשנים 1974 ו־1975, סקרה כ־45% מפניו. מרינר 10 תמרנה בזריזות כדי לצלם חלק מחצי הכדור המואר במהלך כל יעף, חלפה מאחורי הפלנטה והמשיכה לצלם את הצד הפונה אל השמש בשעה שהחללית התרחקה. תמונותיה בעלות הרזולוציה הגבוהה ביותר צילמו עצמים שגודלם כק"מ וחצי. כמו הירח של כדור-הארץ, פני השטח של כוכב חמה זרועי צלקות שנוצרו על ידי התנגשויות.

הגשושית מסנג'ר 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 מרינר 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 ונגה 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 מרינר 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 [עריכה]

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.