Merkür gezegenini 5 kelimeyle özetlememiz istenseydi; “küçük, yoğun, sıcak, garip ve de gizemli” dememiz çok yerinde olurdu sanırız. Peki neden mi bu 5 özellik? Buyrun beraber inceleyelim.

Çıplak gözle Güneş’e ya da genel olarak parlak bir ışığa doğru bakmanın gözlerimiz için sakıncalı olduğunu hepimiz biliriz. Zaten istesek de uzun süre bakamayız, gözlerimiz yanar ve refleks olarak başımızı çeviririz. Işık kaynağının yakınında bir nesne varsa, onu da bir gölgeden öte fark edemeyiz. İşte Merkür’e bakmak da bundan çok farklı değildir. Güneş’e olan yakınlığı ve de küçücük olması nedeniyle Merkür, uzun yıllar hakkında en az bilgiye sahip olduğumuz gezegenler arasında yer aldı.

Hatta bu yazıyı çok değil, 14-15 yıl önce yazmış olsaydık, yani Messenger uzay aracı Merkür’ü henüz fotoğraflamamışken, gezegen hakkında bildiklerimiz çok daha sınırlı olacak ve sadece Mariner 10 uydusunun gönderdiği limitli bilgiye sahip olacaktık. Elbette Mariner 10’un başarısını hafife almamız mümkün değil ancak Mariner, Merkür’ün yörüngesine girememiş ve sadece yakın geçişler yaparak gezegenin yüzeyinin sadece %45’ini fotoğraflayabilmiştir.(1)

Merkür
Messenger uzay aracının Merkür gezegeni yörüngesinde temsili bir gösterimi.

Peki Merkür’ü incelemek neden bu kadar zor? Her şeyden önce Merkür oldukça küçük. O kadar küçük ki, Güneş Sistemi’nde gezegen olmayan ve Merkür’den büyük olan 2 üye var: Jüpiter’in ve Güneş Sistemi’nin en büyük uydusu Ganymede ve Satürn’ün en büyük uydusu Titan. Burada büyüklükten kastımız, hacimsel yani çap büyüklüğü. Kütle olarak ise, çok daha fazla yoğun olduğu için Merkür, bu ikisinden daha büyük kütleye sahip.

Merkür’ün yarıçapını diğer karasal gezegenler ile kıyaslayacak olursak, farkı açıkça görebiliriz:

GezegenYarıçap (km)
Merkür2439,7
Venüs6052,0
Dünya6371,0
Mars3389,5

Dünya’nın çapının yaklaşık 1/3’ine sahip olan Merkür’ün yüzey alanı da 4 × π × rFormülünden 74,8 milyon km2 olarak hesaplanabilir. Dünya’nın toplam 510 milyon km2 olan yüzey alanının 149 milyon km2’lik kısmı karalardan oluştuğuna göre, Merkür’ün toplam yüzey alanı Dünya’nın karalarının sadece yarısı kadardır. Merkür’e Karasal gezegen diyoruz ama, bu küçük gezegenin yüzeyinde ne var? Katmanları ve atmosferi nasıl?

Merkür’ün Fiziksel Yapısı

Aslında Merkür’e verilen “kaya gezegen” tanımı biraz kafa karıştırıcı olabilir. Gezegenin, %70’lik kısmı metallerden oluşur. Merkür’ün, Dünya’dan sonra en yoğun Güneş Sistemi objesi olmasının ana sebebi budur. Hatta, kütle çekiminin neden olduğu sıkıştırma etkisi hariç tutulabilseydi, Merkür, Dünya’dan daha yoğun olurdu. Dünya, sahip olduğu kütle ve haliyle kütle çekim dolayısıyla daha yoğun bir çekirdeğe sahiptir. Bu da yoğunluğunu arttırır. Merkür’de bu etki çok daha düşüktür.

GezegenYoğunluk (gr/cm3)Kütle çekimden arındırılmış yoğunluk
Merkür5,435,3
Dünya5,514,4

Buradan yola çıkılarak, Merkür’ün demir zengini büyük bir çekirdeğe sahip olduğu bilgisine ulaşılmıştır. Bu çekirdeğin, gezegenin hacminin %55’ini kapsadığı söylenebilir. (2)(3)

Merkür Gezegeni
Merkür gezegeninin genel iç yapısı. burada görüldüğü gibi gezegen çok büyük bir çekirdeğe sahiptir.

Çekirdeği saran ortalama 600 km kalınlığında, silikadan oluşan manto tabakası bulunur. (Silika; oksijen ve silisyum içeren molekülere verilen addır. Kaya gezegenlerin tümünün manto ve kabuğunda büyük orada bulunurlar.) Mantonun üzerinde de ortalama 35 km kalınlığında, büyük oranda sülfür içeren kabuk bulunur. Merkür’ün kabuğunun içeriğini net olarak anlayabilmek için 2018 yılında fırlatılan ve 2025 yılında Merkür’ün yörüngesine girmesi planlanan, Japon ve Avrupa Uzay ajanslarının ortak projesi BepiColombo uzay aracının göndereceği bilgileri beklememiz gerekiyor.

Merkür, genel olarak atmosfersiz olarak kabul edilir. Oysa ki, çok ince ve düşük yoğunluklu, ekzosfer olarak tanımlanabilecek bir katmana sahiptir. Bu katmandaki malzemeyi çoğunlukla Güneş rüzgarlarının gezegenin manyetik alanına hapsolması ve gezegene çarpan asteroidlerin kaldırdığı tozların oluşturduğu düşünülmektedir. (Her ne kadar Merkür büyük bir çekim gücüne sahip olmasa da yörünge hızı yüksek olduğundan, asteroit çarpmalarının etkileri büyük olur.)

Ekzosferdeki bu malzemenin çoğu, Güneş rüzgarlarıyla ve Güneş ışığının basıncıyla gezegenden sürülüp, uzaklaşır ve milyonlarca km uzunluğunda, sodyum, kalsiyum ve magnezyum içeren bir kuyrukluyıldız görüntüsü oluşturur. Bu durum, Merkür’ün ekzosferinde sürekli bir döngüye ve içeriğinin sürekli değişmesine sebep olur. (4)

Güneş’e bu kadar yakın olan bir gezegenin, çok sıcak olmasına şaşmamak gerekir. Merkür’ün yüzey sıcaklığı, Güneş’e bakan yüzeyinde 430 santigrat dereceye kadar çıkarken, karanlık yüzeyi -170 santigrat derece civarındadır. Fakat Merkür, en sıcak gezegen değildir. Venüs’ün kalın atmosferi, gezegenin sürekli ısınmasına yol açmasından ötürü, Merkür’den daha sıcaktır. Ayrıca, Venüs her zaman sıcaktır. Kalın atmosferi, sera gazı etkisiyle asla soğumasına izin vermez. Gece ve gündüz dönemlerinde 450 – 470 derecesindeki sıcaklık bandı değişmez. (Dünya’da da sera gazı etkisi, Venüs’tekinin küçük ölçeği olarak görülmeye başlamıştır)

Merkür Gezegeni
Merkür’ün yörüngesindeki “garip” dolanımı uzun yıllar Newton fiziği ile açıklanamamıştı.

Merkür’de Zaman: Gün ve Yıl

Merkür’ün yörüngesi, Güneş etrafında enteresan bir elips çizer. Merkür, Güneş’e en yakın anında Güneş’ten 46 milyon km uzakta yer alırken, bu mesafe en uzak anında 70 milyon km’ye çıkar (Ortalama 58 milyon km). Tüm gezegenlerin yörüngeleri eliptiktir ama diğer gezegen yörüngeleri Merkür kadar şaşma göstermez. Merkür’ün Güneş etrafındaki bu seyahati 88 Dünya günü sürer.

Uzun yıllar, bilim insanları gezegenin kendi ekseni etrafındaki dönüşünün de kütle çekim kilidi nedeniyle (aynı Dünya – Ay sisteminde olduğu gibi) 88 gün olacağını düşünmüşlerdi. Ancak, 1965 yılında Merkür’ün kendi ekseni etrafındaki dönüşünün 59 Dünya günü olduğu hesaplanabildi. Fakat dikkat, 1 Merkür gününün 59 Dünya günü olduğunu söyleyemeyiz. “Nasıl yani, kendi ekseni etrafında 59 Dünya gününde dönüyorsa, 1 Merkür gününün, 59 Dünya günü olması gerekmez mi?” diye haykırışları duyabiliyorum. İş tam olarak o kadar basit değil. Hadi gelin biraz beyin yakalım.

Merkür’ün Güneş etrafındaki 1 turu = Tam olarak 87.97 Dünya günü
Merkür’ün kendi ekseni etrafındaki 1 turu = 58.65 Dünya günü

87,97/58,65 = 3/2 = 1,5

Çok ciddi bir rakamsal rastlantı gibi dursa da, demek ki Güneş’in kütle çekim kuvveti Merkür’ü ancak bu kadar kilitleyebilmiş. Merkür’ümüzü Güneş etrafında döndürmeye başlayalım. Kendimizi de Güneş’e bakan yüze yerleştirelim.

0. Dünya Günü – Güneş tam karşımızda.
29. Dünya Günü – Merkür kendi ekseni etrafında yarım tur attı. Bulunduğumuz yerde gece olması lazım ama değil. Güneş etrafında da 1/3 tur attık. Hala bir miktar Güneş’e dönüğüz.
59. Dünya Günü – Kendi eksenimizde 1 tam turu tamamladık. Tekrar sabah olmasını beklerdik ama değil. Çünkü Güneş etrafında da 2/3 tur attık. Hala tam olarak Güneş’e sırtımız dönük değil.
88. Dünya Günü – Kendi eksenimizde 1,5 tur attık, Güneş etrafında başlangıç noktamıza geldik. 1 Merkür yılı bitti ama geçen Merkür yılı bizim taraf Güneş’e bakarken, kendi eksenimiz etrafında 1,5 tur attığımız için şu an burada gece. Evet, 1 Merkür yılı geçti ve gece oldu. Yani henüz yarım Merkür günü geçirmiş olduk. Benzer hareketle, Güneş etrafında 1 tam tur ve kendi eksenimiz etrafında 1,5 tur daha attıktan sonra yani;
176. Dünya Günü – Güneş bize göre ilk konumuna gelmiş ve 1 Merkür günü tamamlanmış olacak.

Enteresan ama o kadar da zor değilmiş değil mi? Yani 1 Merkür günü, 2 Merkür yılı sürüyormuş. Bir Merkür günü ile ilgili biraz daha bilgi için, bu linkteki yazımızı okuyabilirsiniz.

Enteresanlıklar bununla da bitmiyor. Merkür’de tüm yıl boyunca Güneş’i gözlemleme imkânımız olsaydı, çok daha enteresan şeyler görebilirdik. Şöyle ki, Merkür’ün kendi ekseni etrafındaki hızı sabitken, Güneş etrafındaki dönme hızı eliptik yörüngesinden ötürü sürekli değişir.

Merkür yüzeyinin Messenger uzay aracıyla alınıp “yapay biçimde renklendirilmiş” görüntüsü. (Fotoğraf: NASA/JHU APPLIED PHYSICS LAB/CARNEGIE INST. WASHINGTON)

Merkür Güneş’e en uzak noktasındayken Güneş’in doğduğunu düşünelim: Bir süre Güneş gökyüzünde batıya doğru yükselecektir. Başka ne beklenebilirdi ki zaten? Güneş etrafındaki hızımız sabit olmadığı için yörünge elipsinin üzerinde en dar noktaya doğru gittikçe yörüngesel hızımız artacak, ancak kendi eksinimiz etrafındaki hızımız sabit olduğundan Güneş’in gökyüzündeki yükselişi önce yavaşlayacak, bir an duracak, Güneş’e yakın konuma doğru hareket ettikçe Güneş gökyüzünde ters yönde, doğuya doğru ilerleyecek. Yeniden Güneş’ten uzaklaşmaya başlayınca da ters yöne hareket yavaşlayacak, duracak ve yeniden batıya doğru hareket etmeye başlayacak. Bunun başlıca nedeni, Merkür’ün Güneş’e en yakın konumundayken, kendi ekseni etrafındaki hareketinden daha hızlı Güneş etrafında dönmesidir.

Merkür Kraterleri ve Su Buzu

Merkür hakkındaki belki de en ilginç gerçeklerden birini sona saklamak istedik. Yüzey sıcaklığı 400 santigrat dereceyi geçen bir yerde su ve hatta buz olabilir mi?

Nasa’nın Ay’daki su keşfiyle ilgili yazımızı hatırlayanlar (Bkz: Nasa Ay’da Su Buldu, Toplanın Ay’a Gidiyoruz) hemen neden bahsettiğimizi yakaladılar bile. Evet, Ay’dakine benzer şekilde, Merkür’ün bile kutuplarındaki kraterlerinde yani asla Güneş ışığının düşmediği yerlerde su buzu olduğu tespit edilmiştir. Tabii, Merkür sahip olduğu bu suyu, eksen eğikliğinin 0 dereceye yakın olmasına borçlu. Aksi halde Güneş ışığı buralara da ulaşıp, tüm suyu buharlaştırırdı.

Bütün bu anlattıklarımıza rağmen, Merkür hala hakkında çok az şey bilinen gezegenler arasında yer alır. Bunun temel nedeni Merkür’ün sahip olduğu açısal hızın büyüklüğü ve Güneş’e yakınlığı nedeniyle uzay araçları tarafından ulaşılması en zor gezegen olmasıdır. Güneş sisteminin dışına çıkmak, Merkür’e gitmekten daha az yakıt gerektirir.

Merkür yüzeyindeki “Sinan Krateri”…

Evrenin keşfinde çığır açan, milyarlarca km öteden galaksiler keşfeden Hubble uzay teleskobu ile Merkür’ün tek resmi dahi çekilmemiştir. Güneş’e o derece yakın bir cisimden resim almanın, teleskobun lenslerini bozacağından endişelenilmiştir.

Günümüze kadar sadece 2 uzay aracı Merkür’ü inceleyebilmiştir. Bunlardan ilki 1974 – 1975 yıllarında görev yapan Mariner 10 ve diğeri de 2004’te fırlatılıp, 2011’de yörüngeye giren Messenger. Tam 7 yıl boyunca, Messenger Güneş etrafında defalarca tur atmış, Dünya, Venüs ve Merkür’e yakın geçişler yaparak, milyarlarca km yol aldıktan sonra 2011’de yörüngeye girmiş ve 4 yıl görev yapmıştır.

Şimdi ise Japon Uzay Ajansı JAXA ve Avrupa Uzay Ajansı ESA’nın beraber yürüttüğü proje ile Merkür’e ulaşacak BepiColombo uzay aracı ve taşıdığı uydulardan gelecek bilgiler bekleniyor. Bu proje ile Merkür’ün yüzey bileşenleri, kabuk yapısı, atmosferi ve manyetik alanı hakkında daha detaylı bilgiler edinilmeye çalışılacak. BepiColombo adını, Mariner 10 uzay aracının kütle çekim sapanı yöntemini kullanması fikrini ilk öne süren kişi olan İtalyan bilim insanı Giuseppe “Bepi” Colombo‘dan almıştır. Mariner 10 bu sayede, Merkür’e daha az yakıt harcayarak ulaşıp, 1 yerine 3 yakın geçiş yapmış ve böylece daha çok veri gönderebilmiştir.

Küçük ve gizemli gezegenimiz hakkında ilginizi çekebilecek birkaç bilgi ile yazımızı noktalayalım:

  • Merkür isminin, hızlı hareketinden ötürü, Romalıların inanışındaki haberci (Messenger) tanrısından geldiğini çok kişi bilir. Merkür’ün keşfinde büyük rol oynayan Messenger uydusunun adı ise “MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging” kelimelerinin kısaltmasından oluşur. Ne büyük rastlantı (!) değil mi?
  • Merkür’ün isimlendirilen 400’ün üzerindeki kraterinden 3’ünün adı;
    • Sinan (Mimar Sinan’a ithafen),
    • Berkel (Ressam Sami Berkel’e ithafen) ve
    • Rumi (Mevlana Celaleddin Rumi’ye ithafen)’dir.
  • Merkür’ün açısal hızı o kadar büyüktür ki, çıplak gözle gözlemlenebildiği kısıtlı süre içinde bile ardındaki uzak yıldızlara göre yer değiştirdiği fark edilebilir.

Hazırlayan: Uğur Çontu

Kaynaklar ve ileri okuma:
Merkür’ün coğrafi yapısı
Merkür’ün açıklanamayan yörüngesi

1. https://solarsystem.nasa.gov/planets/mercury/exploration/?page=0&per_page=10&order=launch_date+desc%2Ctitle+asc&search=&tags=Mercury&category=33
2. https://news.cornell.edu/stories/2007/05/cu-astronomer-finds-mercury-has-molten-core

3. https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/merkurun-ic-yapisi
4. https://www.space.com/36-mercury-the-suns-closest-planetary-neighbor.html