Lịch sử quan sát

Chứng tích sớm nhất ghi lại những quan sát Sao Thủy là từ bảng MUL.APIN của người Babylon thu thập. Những quan sát này do các nhà thiên văn cổ đại thực hiện ở thế kỷ XIV TCN. Ký hiệu hình cái nêm trên bảng Mul.Apin của Sao Thủy được chuyển tự thành Udu.Idim.Gu\u4.Ud ("hành tinh nhảy múa"). Những ghi chép của người về Sao Thủy có từ thế kỷ I TCN. Người Babylon gọi tên hành tinh là "Nabu" theo tên của vị thần thông điệp trong thần thoại của họ.

Thời đại của gọi hành tinh này là Στίλβων (Stilbon), có nghĩa "sự lấp lánh", và Ἑρμάων (Hermaon). Sau đó người Hy Lạp gọi hành tinh là khi hành tinh xuất hiện vào sáng sớm, và khi nó xuất hiện vào buổi tối. Khoảng thế kỷ IV TCN, các nhà thiên văn Hy Lạp nhận ra hai thiên thể này là cùng một hành tinh, và Hermes (Ερμής: Ermis), là tên gọi của Sao Thủy trong hiện đại. Tên gọi của hành tinh trong văn minh La Mã là, (Latin Mercurius), vị thần tương đương với thần của người Hy Lạp, do bởi hành tinh di chuyển nhanh hơn bất kỳ hành tinh nào được biết tới trong thế giới cổ đại. của Sao Thủy là phiên bản cách điệu hóa "thương trượng" của thần Hermes.

Nhà thiên văn Ai Cập - La Mã từng viết về khả năng hành tinh đi qua đĩa Mặt Trời trong tác phẩm Giả thuyết hành tinh của ông. Ông nêu ra không thể quan sát thấy Sao Thủy đi qua Mặt Trời bởi vì hành tinh này quá nhỏ hoặc sự kiện đi qua rất hiếm khi xảy ra.

Người Trung Quốc cổ đại gọi hành tinh này là 辰星, "Thần Tinh", và nó tương ứng với nguyên tố trong . Trong , , và hiện đại gọi hành tinh này là "Thủy Tinh", Sao Thủy (水星), dựa trên . sử dụng tên thần "Budha" cho Sao Thủy và vị thần này cai quản ngày . Thần trong thần thoại German đi kèm với Sao Thủy và ngày thứ Tư. sử dụng biểu tượng (hoặc bốn con Cú; hai cho buổi sáng và hai cho buổi chiều), phục vụ việc truyền tin trong thế giới , cho Sao Thủy.

Người cổ đại đặt thứ Tư trong tuần tương ứng với Sao Thủy và trong nhiều ngôn ngữ Latin ngày nay, ví dụ mercredi trong tiếng Pháp, miércoles trong tiếng Tây Ban Nha, hoặc miercuri trong tiếng Rumani vẫn mang từ gốc Latin của Sao Thủy. Tên gọi các bảy ngày trong tuần trong thế giới hiện đại đều tương ứng với mỗi một hành tinh biết đến từ thời cổ đại, cùng với Mặt Trời cho .

Trong thiên văn học Hồi giáo, nhà thiên văn Abū Ishāq Ibrāhīm al-Zarqālī ở vào thế kỷ XI miêu tả quỹ đạo của Sao Thủy có hình oval thay vì hình tròn, như hình quả trứng, mặc dù phát hiện này không ảnh hưởng đến lý thuyết của ông về các tính toán thiên văn học. Trong thế kỷ XII, Ibn Bajjah quan sát thấy "hai hành tinh giống như chấm đen trên đĩa Mặt Trời," mà sau đó vào thế kỷ XIII nhà thiên văn Qotb al-Din Shirazi ở đài quan sát Maragheh miêu tả đó là sự đi qua Mặt Trời của Sao Thủy hoặc của Sao Kim. (Hoặc có thể đây là những mà tới tận mới nhận ra.)

Nhà thiên văn Ấn Độ Nilakantha Somayaji của trường phái Kerala trong thế kỷ XV phát triển mô hình hệ hành tinh trong đó Sao Thủy quay quanh Mặt Trời, và Mặt Trời lại quay quanh Trái Đất; một mô hình tương tự như của đề xuất vào cuối thế kỷ XVI.

Nghiên cứu qua kính thiên văn trên mặt đất[ | ]. Chấm nhỏ là Sao Thủy phía dưới tâm của đĩa Mặt Trời. Vùng tối bên trái của đĩa là một .Ảnh màu thực Sao Thủy chụp từ MESSENGER.Ảnh ghép chụp bởi Mariner 10 năm 1974.

Quan sát bầu trời bằng đầu tiên do thực hiện và ông cũng là người đầu tiên quan sát Sao Thủy vào thập niên 1610. Mặc dù ông đã nhận ra các pha trên Sao Kim lúc đó, nhưng kính thiên văn của ông không đủ mạnh để nhận ra hiện tượng này trên Sao Thủy. Năm 1631 Pierre Gassendi là người đầu tiên dùng kính thiên văn quan sát hiện tượng đi qua đĩa Mặt Trời của hành tinh do tiên đoán. Năm 1639 Giovanni Battista Zupi phát hiện ra Sao Thủy cũng trải qua các pha giống như và Sao Kim. Những quan sát này củng cố thêm bằng chứng Sao Thủy quay quanh Mặt Trời.

Một hiện tượng hiếm gặp trong thiên văn đó là một hành tinh một hành tinh khác khi nhìn từ Trái Đất. Sao Thủy và Sao Kim che khuất lẫn nhau cách thời điểm vài thế kỷ, và sự kiện này xảy ra vào ngày 28 tháng 3 năm 1737, là một sự kiện duy nhất trong lịch sử cho đến nay được quan sát bởi nhà thiên văn John Bevis ở Đài quan sát Hoàng gia Greenwich. Lần Sao Kim che khuất Sao Thủy tiếp theo xảy ra vào ngày 3 tháng 12 năm 2133.

Những khó khăn trong quan sát Sao Thủy cũng làm cho hành tinh này ít được nghiên cứu so với các hành tinh khác. Năm 1800 Johann Schröter cố gắng quan sát chi tiết bề mặt Thủy Tinh, và tuyên bố đã nhìn thấy một ngọn núi cao 20 km trên hành tinh. sử dụng những bản đồ vẽ bề mặt của Schröter và ước lượng sai chu kỳ tự quay của nó bằng 24 giờ và độ nghiêng trục quay bằng 70°. Trong thập niên 1880, Giovanni Schiaparelli vẽ bản đồ chính xác hơn, và ông cho rằng chu kỳ tự quay của Sao Thủy bằng 88 ngày, bằng với của nó, hay hành tinh bị khóa thủy triều. Hiện tượng này còn được biết đến là sự quay đồng bộ giống như trường hợp Mặt Trăng của Trái Đất. Nhà thiên văn Eugenios Antoniadi tiếp tục nỗ lực vẽ bản đồ chi tiết hành tinh, và ông xuất bản một cuốn sách năm 1934 với những bản đồ và kết quả quan sát do ông thực hiện. Nhiều đặc điểm trên Sao Thủy, đặc biệt là những vùng có suất phản chiếu mạnh, đã được Antoniadi đặt tên trong các bản đồ của ông.

Tháng 6 năm 1962, các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật vô tuyến và điện tử thuộc do Vladimir Kotelnikov lãnh đạo là nhóm đầu tiên phát tín hiệu và thu tín hiệu phản xạ từ Sao Thủy, mở ra cách thức mới trong nghiên cứu hành tinh này. Ba năm sau, các nhà khoa học Hoa Kỳ Gordon Pettengill và R. Dyce sử dụng đường kính 300 mét ở tại đo được tốc độ tự quay thực của hành tinh bằng xấp xỉ 59 ngày. Cho đến thời điểm này đa số các nhà thiên văn đều đồng ý về sự quay đồng bộ của Sao Thủy, và phát hiện qua quan trắc vô tuyến của các nhà khoa học Mỹ là một điều ngạc nhiên đối với họ. Nếu Sao Thủy bị khóa thủy triều, bán cầu tối của nó phải cực lạnh, nhưng các đo lường qua bức xạ vô tuyến cho thấy bán cầu này nóng hơn rất nhiều như dự tính. Các nhà thiên văn học phải miễn cưỡng từ bỏ lý thuyết về sự quay đồng bộ và đề xuất ra một cơ chế khác để giải thích; như sự phân bố lại gió Mặt Trời trên hành tinh có thể giải thích tại sao nó lại có nhiệt độ cao ở bán cầu tối.

Nhà thiên văn học Italia Giuseppe Colombo nhận thấy chu kỳ tự quay bằng 2/3 chu kỳ quỹ đạo Sao Thủy, và đề xuất chu kỳ quỹ đạo và chu kỳ tự quay của hành tinh bị khóa theo tỷ số 3:2 hơn là tỷ số cộng hưởng 1:1 thường gặp. Data from Mariner 10 subsequently confirmed this view. Và như vậy các bản đồ của Schiaparelli và Antoniadi là thiếu chính xác. Quả vậy, họ đã nhìn thấy cùng một đặc điểm bề mặt trong mỗi giây trên quỹ đạo và ghi lại chúng như là một đặc điểm khác. Mặt khác tốc độ tự quay của Sao Thủy thực tế lại rất chậm, và bán cầu được chiếu sáng chậm thay đổi cũng như độ mạnh của ánh sáng Mặt Trời làm cho những quan sát trở nên kém tin cậy.

Những quan sát bằng kính thiên văn quang học không mang lại nhiều thông tin mới về Sao Thủy, nhưng sau đó các nhà thiên văn phát minh ra kỹ thuật quan sát vô tuyến áp dụng phương pháp tại bước sóng , cho phép loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng Mặt Trời. Qua phép đo giao thoa vô tuyến, họ thu được những đặc trưng vật lý và hóa học trên bề mặt cũng như ở độ sâu dưới vài mét của Sao Thủy. Cho đến tận khi các tàu không gian tiến hành thăm dò Sao Thủy, nhiều tính chất cơ bản của hành tinh vẫn chưa bị tiết lộ. Những tiến bộ về công nghệ quang học gần đây đã nâng cao khả năng quan sát từ mặt đất. Năm 2000, những quan sát thực hiện bởi kính thiên văn 1,5 mét ở may mắn phát hiện thêm một số đặc điểm bề mặt mà trước đó không được tàu Mariner 10 phát hiện. Các ảnh chụp sau đó chỉ ra tồn tại một bồn địa va chạm khổng lồ hai bờ vành lớn hơn cả Bồn địa Caloris trong bán cầu mà Mariner 10 không chụp ảnh. Nó được đặt tên không chính thức là Bồn địa Skinakas. Kính thiên văn vô tuyến Arecibo cũng đã thực hiện vẽ bản đồ bề mặt và quan sát các hành tinh khác, với độ phân giải 5 km, bao gồm những khối băng trong bóng tối ở vùng cực mà có thể là .

Thăm dò không gian[ | ]

Nghiên cứu Sao Thủy bằng quan sát kính thiên văn mặt đất gặp phải những khó khăn về mặt kỹ thuật, do quỹ đạo hành tinh gần với Mặt Trời nên nó luôn bị ánh sáng làm lu mờ. Một tàu không gian phóng lên từ Trái Đất phải hành trình hơn 91 triệu kilômét vào vùng ảnh hưởng của Mặt Trời. Sao Thủy có tốc độ trên quỹ đạo bằng 48 km/s, trong khi của Trái Đất xấp xỉ 30 km/s. Do vậy tàu không gian phải thực hiện sự thay đổi lớn trong () nhằm đi vào nằm gần Sao Thủy, so với vận tốc delta-v cần thiết cho những phi vụ đến các hành tinh khác.

của vật thể trong trường hấp dẫn trở thành của nó; đòi hỏi sự thay đổi lớn hơn trong delta-v nhằm đưa tàu không gian quay quanh nó hơn là chỉ bay lướt qua. Để có thể đi vào quỹ đạo quanh Sao Thủy các tàu không gian cần phải mang theo lượng lớn nhiên liệu cho động cơ tên lửa. Cũng không thể thực hiện hoạt động hãm phanh trong khí quyển bởi vì hành tinh này có khí quyển quá mỏng. Một chuyến hành trình đến Sao Thủy đòi hỏi nhiều nhiên liệu tên lửa hơn so với chỉ cần khỏi . Do đó, cho tới 2013 mới chỉ có hai tàu không gian thăm dò Sao Thủy. Các nhà khoa học cũng đề xuất ra dự án , một tàu sử dụng làm sức đẩy để duy trì nó trên cùng quỹ đạo của Sao Thủy quanh Mặt Trời.

Mariner 10[ | ]Bài chi tiết: Mariner 10, tàu không gian đầu tiên thăm dò Sao Thủy.

Tàu không gian đầu tiên thăm dò Sao Thủy là tàu Mariner 10 của (1974–75). Con tàu đã lợi dụng hấp dẫn của để điều chỉnh vận tốc quỹ đạo cho phép nó có thể tiếp đến Sao Thủy, và nó là con tàu thăm dò đầu tiên sử dụng hiệu ứng và là phi vụ đầu tiên của NASA viếng thăm nhiều hành tinh khác nhau.Mariner 10 gửi về các bức ảnh chụp bề mặt Sao Thủy cho thấy hành tinh bị cày xới bởi nhiều hố va chạm, và có một số đặc trưng địa chất khác, như các đoạn đứt gãy hay trồi sụt do ảnh hưởng của quá trình nguội lạnh và co lại của cấu trúc bên trong bao gồm lõi hành tinh. Thật không may, do độ lớn của chu kỳ quỹ đạo của Mariner 10, mỗi lần con tàu bay qua hành tinh thì nó chỉ chụp được cùng một bán cầu Sao Thủy. Và nó không gửi thêm thông tin gì về bề mặt của bán cầu bên kia, do vậy các nhà khoa học chỉ lập được 45% bản đồ bề mặt Sao Thủy.

Mariner 10 có ba lần bay qua cận hành tinh, lần bay gần nhất nó cách bề mặt Sao Thủy 327 km. Ở lần bay qua đầu tiên, các thiết bị trên tàu phát hiện ra tồn tại bao quanh hành tinh, và gây ra sự ngạc nhiên lớn đối với các nhà khoa học hành tinh—do lâu nay họ nghĩ vận tốc tự quay của Sao Thủy quá chậm đủ để phát sinh ra hiệu ứng . Lần bay qua thứ hai ở khoảng cách khá lớn và chủ yếu thực hiện việc chụp ảnh bề mặt hành tinh. Ở lần tiếp cận thứ ba, nó đã thu thập thêm được dữ liệu về từ trường. Dữ liệu cho thấy từ trường hành tinh trên toàn cục khá giống với từ trường Trái Đất, nhưng có cường độ yếu hơn và nó làm lệch thổi qua hành tinh. Nguồn gốc từ trường hành tinh vẫn cần phải nghiên cứu và giải thích sâu hơn.

Ngày 24 tháng 3 năm 1975, chỉ 8 ngày sau lần tiếp cận cuối cùng, tàu Mariner 10 tiêu thụ hết nhiên liệu mang theo. Do không còn điều khiển kiểm soát quỹ đạo con tàu được, những người giám sát con tàu đã gửi lệnh ngừng hoạt động các thiết bị trên Mariner 10.Mariner 10 bay quanh Mặt Trời và vượt qua quỹ đạo Sao Thủy cứ vài tháng một.

_______________________________________________________

đừng xem trùa nữa