Zašto Merkur nije najtoplija planeta u Sunčevom sistemu?

Najveći izvor energije u Sunčevom sistemu je Sunce. Dok radioaktivnost i gravitacija mogu proizvesti malu količinu toplote za planete, Sunce je najviše zaslužno za temperature na površinama planeta. Sunce omogućava da sve planete imaju mnogo veću temperaturu nego što bi one imale bez njega (nekoliko kelvina). Tokom dana planete apsorbuju energiju, a tokom noći je emituju nazad u svemir.

Ako su različiti orbitalni parametri jedine stvari koje određuju temperaturu planeta, očekivano je da planeta koja je najbliža Suncu ima najveću površinsku temperaturu, a svaka sledeća planeta je proporcionalno hladnija.

Merkur je topao. Ukoliko se posmatra kvantitativno reklo bi se da je veoma vreo. Kao najbliža planeta Suncu, ona prelazi svoju orbitalu za 88 zemaljskih dana. Dostiže najvišu temperaturu tokom dana – oko 700K (427°C), na svojoj najtoplijoj, ekvatorijalnoj, lokaciji. Rotira veoma sporo, stoga njegova noćna strana provodi dosta vremena u mraku; za to vreme se ohladi do 100K (-173°C).

Venera je na duplo većoj udaljenosti od Sunca nego Merkuri i potrebno joj 225 zemaljskih dana da obiđe oko Sunca. Ona rotira sporije i od Merkura provodeći čak 100 dana na neosunčanoj strani. Međutim, kada se meri temperatura na Veneri, njena površina ima uvek istu temperaturu – i danju i noću, 735K (462°C), što je čini toplijom od Merkura.

Ova činjenica veoma je iznenadila astronome, obzirom da Venera nije dovoljno velika da proizvode sopstvenu toplotu. Zbog toga su naučnici uporedili ove dve planete i uočili postojanje četiri značajne razlike.

  1. Merkur je mnogo manji od Venere.
  2. Merkur je duplo bliži Suncu nego Venera.
  3. Merkur je dosta manje reflektirajuć od Venere.
  4. Merkur ne poseduje atmosferu, dok Venera ima veoma gustu atmosferu.

Vremenom, kako se odvija apsorpcija i emitovanje svetlosti, ispostavlja se da veličina nije toliko bitna. Planete apsorbuju Sunčevu svetlost na osnovu svojih poprečnih površina – proporcionalnim njihovim poluprečnicima na kvadrat – i na isti način emituju svetlost. Stoga, da je Merkur duplo veći ili da je Venera duplo manja, nijedna od ove dve planete ne bi značajno promenila svoju temperaturu.

Ali je zato od velikog značaja činjenica da je Venera na duplo većoj udaljenosti od Sunca nego Merkur. Merkur, zbog svoje udaljenosti od Sunca, prima četiri puta više energije od Venere. Ipak, Venera je i dalje toplija, što govori da da postoji nešto još važnije od udaljenosti od Sunca što utiče na temperaturu planete.

Koliko je reflektirajuć neki objekat govori nam njegov albedo. Albedo potiče od latinske reči albus koja znači belo. Objekat sa albedom 0 je savršen apsorber, dok je objekat albeda 1  savršen reflektor. U realnosti, svi objekti imaju albedo između 0 i 1. Mesec, na primer, izgleda kao da ima visok albedo zbog svog uvek belog izgleda – i danju i noću. Međutim, albedo Meseca iznosi 0.12, što znači da on samo 12% svetlosti odbije, a sve ostalo (88%) apsorbuje.

Za Merkur se ispostavilo da ima albedo sličan Mesecu – 0.119, dok je albedo Venere među najvišim u Solarnom sistemu i iznosi  0.90. Tako da, Merkur ne samo da prima četiri puta više energije, nego i apsorbuje skoro devet puta više Sunčeve svetlosti nego Venera.

Ako biste, međutim, posmatrali uveličane slike poslednjih tranzita Merkura i Venere, uočili biste da se Sunce ,,zakrivljuje” oko Venere, ali ne i oko Merkura. To je zahvljajući četvrtoj razlici – Merkur nema atmosferu, dok Venera ima, i to veoma gustu. 

Merkur i Venera ne apsorbuju toplotu tek tako, već obe planete i emituju određenu energiju nazad u svemir. Za bezvazdušni Merkur, sva ta toplota ide direktno u svemir. Kod Venere, priča je drugačija. Sva kvantna infra-crvena radijacija, koja treba da se odbije od planete, treba da prođe kroz gustu atmosferu, što je veoma teško. Sve u svemu, faktor koji je zaslužan za to što Merkur nije najtoplija planeta u Sunčevom sistemu je upravo to što on nema atmosferu koja bi toplotu zadržala.

Autor: Katarina Petrović