Ruimtevaart

Mercurius: ijs op de planeet die het dichtst bij de zon staat

De kleinste planeet draait in slechts 88 dagen om de zon. Een enorme ijzerkern beslaat ongeveer 85 procent van zijn straal en het temperatuurverschil tussen dag en nacht is meer dan 600 °C, maar in permanent beschaduwde poolkraters blijft waterijs bestaan.

Doorsnede van Mercurius met de grote ijzerkern onder een dunne mantel en korst.
Doorsnede van Mercurius met de grote ijzerkern onder een dunne mantel en korst.
Beeldvermelding: Jcpag2012 · CC BY-SA 4.0 · Bron van de afbeelding bekijken ↗

Kerngegevens

Diameter
Ongeveer 4.880 km
Afstand tot de zon
Ongeveer 57,9 miljoen km, 0,39 AE
Omlooptijd
Ongeveer 88 dagen

Op de dagzijde van Mercurius zou de zon twee tot drie keer zo groot lijken als vanaf de aarde. Tijdens de lange nacht kan de bodem afkoelen tot ongeveer −180 °C. De kleinste en binnenste planeet is slechts 4.880 km groot, maar bezit een onverwacht grote ijzerkern.

Vergelijking van Mercurius, Venus, de aarde en Mars; Mercurius is de kleinste rotsplaneet
Vergelijking van Mercurius, Venus, de aarde en Mars; Mercurius is de kleinste rotsplaneet
Beeldvermelding: NASA/JHUAPL; NASA; NASA/Apollo 17; ESA/MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA · Public domain · Bron van de afbeelding bekijken ↗

Het dichtst bij de zon

Mercurius staat gemiddeld ongeveer 57,9 miljoen km, oftewel 0,39 AE, van de zon. Door zijn excentrische baan varieert de afstand van ongeveer 46 tot 70 miljoen km. Een jaar duurt er maar 88 aardse dagen.

Voor elke twee omlopen draait Mercurius driemaal om zijn as: een 3:2-resonantie tussen rotatie en omloop. Van zonsopgang tot zonsopgang duurt 176 aardse dagen. Een zonnedag duurt er dus langer dan een jaar.

Een enorme ijzerkern

De uitzonderlijk hoge dichtheid wijst op een kern die ongeveer 85% van de straal inneemt, met daaromheen een relatief dunne mantel en korst. Bij de aarde reikt de kern maar iets verder dan halverwege de straal.

Doorsnede van de grote ijzerkern van Mercurius onder een dunne mantel en korst
Doorsnede van de grote ijzerkern van Mercurius onder een dunne mantel en korst
Bewerkt naar: Jcpag2012 · CC BY-SA 4.0 · Bron van de afbeelding bekijken ↗

Een mogelijke verklaring is een reuzeninslag die een groot deel van een vroegere rotsmantel wegsloeg. Volgens een andere hypothese verwijderde de hete omgeving dicht bij de jonge zon veel lichter materiaal. MESSENGER vond aanwijzingen voor een vloeibare buitenkern en een zwak magnetisch veld van ongeveer 1% van de aardse sterkte, verrassend voor zo’n kleine planeet.

Kraters, extreme temperaturen en poolijs

Het grijsbruine, bekraterde oppervlak lijkt op dat van de maan en bewaart sporen van meer dan vier miljard jaar inslagen. Het ongeveer 1.550 km brede Calorisbekken behoort tot de grootste inslagstructuren in het zonnestelsel. Lange, gebogen steilranden tonen dat de planeet langzaam is gekrompen.

MESSENGER-opname in versterkte kleuren van de kraters Munch, Sander en Poe, met oranje vulkanische vlakten in Caloris
MESSENGER-opname in versterkte kleuren van de kraters Munch, Sander en Poe, met oranje vulkanische vlakten in Caloris
Beeldvermelding: NASA/Johns Hopkins University APL/Carnegie Institution of Washington · Public domain · Bron van de afbeelding bekijken ↗

Omdat vrijwel geen atmosfeer warmte verspreidt, kan het oppervlak overdag 430 °C bereiken en ’s nachts tot circa −180 °C dalen: een verschil van meer dan 600 °C. Toch bevestigde MESSENGER waterijs in poolkraters waar nooit zonlicht komt.

Is de dichtstbijzijnde planeet ook de heetste?

Nee, Venus is heter. Mercurius verliest ’s nachts snel warmte, terwijl de dikke koolstofdioxide-atmosfeer van Venus warmte vasthoudt door een krachtig broeikaseffect. Niet alleen afstand bepaalt de temperatuur van een planeet; ook opname, vasthouden en verspreiding van warmte door de atmosfeer tellen mee.

Waarom is Mercurius zo moeilijk te bereiken?

De zwaartekracht van de zon versnelt een naderend ruimteschip. Om in een baan te komen is daarom veel afremming nodig, vaak via meerdere zwaartekrachtslingers. De mensheid heeft slechts drie missies speciaal naar Mercurius gestuurd.

Mariner 10 vertrok in 1973, maakte in 1974 en 1975 drie scheervluchten en fotografeerde ongeveer 45% van het oppervlak. MESSENGER werd in 2004 gelanceerd en kwam in maart 2011 als eerste in een baan. De sonde bracht de hele planeet in kaart en bevestigde poolijs, waarna zij op 30 april 2015 volgens plan neerstortte.

Artistieke impressie van MESSENGER in een baan om Mercurius
Artistieke impressie van MESSENGER in een baan om Mercurius
Beeldvermelding: NASA/Johns Hopkins University APL · Public domain · Bron van de afbeelding bekijken ↗

De Europees-Japanse missie BepiColombo werd in oktober 2018 gelanceerd en gebruikt herhaalde scheervluchten langs de aarde, Venus en Mercurius. In september 2026 bevindt ze zich in de aankomstfase; de invoeging in een baan staat voor november gepland, waarna twee sondes de planeet zullen onderzoeken.

Bronnen