جو عطارد

عطارد ، أقرب الكواكب إلى الشمس ، يمتلك أضعف مجال مغناطيسي وأصغر كتلة بين الكواكب الأرضية الأربعة . يتميز بغلاف خارجي رقيق ومتغير للغاية ، يحتوي على الهيدروجين والهيليوم والأكسجين والصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم وبخار الماء ، بضغط إجمالي يبلغ حوالي 10⁻¹⁴ ^بار (1 نانو باسكال). [ ^{2 ]} يُعاد تغذية هذا الغلاف الخارجي بجزيئات من الرياح الشمسية ومواد منبعثة من سطح عطارد. يدفع الإشعاع الشمسي بعض هذه الجزيئات بعيدًا عن الشمس، مُشكلاً ^ذيلًا يشبه ذيل المذنب خلف الكوكب.

ظل وجود غلاف جوي على كوكب عطارد موضع جدل حتى سبعينيات القرن العشرين، على الرغم من أنه بحلول ذلك الوقت كان قد ساد إجماع على أن الكوكب، مثل القمر ، يفتقر إلى غلاف جوي كثيف. وقد تأكد هذا الرأي في عام 1974 عندما رصدت المركبة الفضائية مارينر 10 غلافًا خارجيًا رقيقًا فقط. وفي عام 2008، حصلت المركبة الفضائية ميسنجر على قياسات أكثر تفصيلًا، ورصدت وجود المغنيسيوم في الغلاف الخارجي لعطارد.

يتكون الغلاف الخارجي لعطارد من عدة أنواع من المواد، مصدرها إما الرياح الشمسية أو سطح الكوكب. ^{[ 3 ]} كانت المكونات الأولى التي تم رصدها هي الهيدروجين الذري (H) والهيليوم الذري (He) والأكسجين الذري (O)، وذلك بواسطة مقياس الأشعة فوق البنفسجية على متن المركبة الفضائية مارينر 10 عام 1974. وقُدِّرت تركيزات هذه المواد قرب السطح بما يتراوح بين 230 ^سم⁻³  للهيدروجين و44000 ^سم⁻³ للأكسجين ، مع وجود الهيليوم بتركيز متوسط. ^{[ 3 ]} وفي عام 2008، أكدت المركبة الفضائية ميسنجر وجود الهيدروجين الذري، على الرغم من أن تركيزه بدا أعلى من التقدير الذي تم الحصول عليه عام 1974. ^{[ 4 ]} ويُعتقد أن الهيدروجين والهيليوم في الغلاف الخارجي لعطارد ينشآن بشكل أساسي من الرياح الشمسية، بينما يُرجَّح أن الأكسجين ينطلق من سطح الكوكب. ^{[ 3 ]} 

كان الصوديوم (Na) رابع عنصر يُكتشف في الغلاف الخارجي لعطارد. اكتُشف عام 1985 على يد درو بوتر وتوم مورغان، اللذين رصدا خطوط انبعاثه من مرصد فراونهوفر عند 589 و589.6  نانومتر. ^{[ 5 ] يبلغ} متوسط ​​كثافة الصوديوم العمودية حوالي 1 × 10¹¹ ^سم⁻² ، ويتركز بالقرب من قطبي عطارد، حيث يُشكّل بقعًا ساطعة. ^{[ 6 ]} كما أن وفرته أكبر بالقرب من خط فاصل الفجر عن خط فاصل الغسق. ^{[ 7 ]} أشارت بعض الدراسات إلى وجود علاقة بين وفرة الصوديوم وخصائص سطحية مثل حوض كالوريس والمناطق الساطعة إشعاعيًا، ^{[ 5 ]} على الرغم من أن هذه النتائج لا تزال محل جدل. في عام 1986، أبلغ بوتر ومورغان عن اكتشاف البوتاسيوم (K)، الذي تقل كثافته العمودية بنحو رتبتين من حيث الحجم عن كثافة الصوديوم. يتشابه العنصران في خصائصهما وتوزيعهما المكاني. ^{[ ٨ ]} تم رصد الكالسيوم (Ca) عام ١٩٩٨، بكثافة عمودية أقل بثلاثة رتب مقدارية تقريبًا من كثافة الصوديوم. ^{[ ٩ ]} أظهرت رصدات مركبة MESSENGER عام ٢٠٠٩ أن الكالسيوم يتركز بشكل رئيسي بالقرب من خط استواء عطارد، على عكس توزيعات الصوديوم والبوتاسيوم. ^{[ ١٠ ]} أشارت رصدات أخرى نُشرت عام ٢٠١٤ إلى أن اصطدامات النيازك، بما في ذلك تلك المرتبطة بوابل الشهب من مذنب إنكي ، تُساهم في زيادة المواد في الغلاف الخارجي لعطارد عن طريق تبخير سطحه. ^{[ ١١ ]}   

في عام 2008، رصد مطياف البلازما سريع التصوير (FIPS) التابع للمركبة الفضائية MESSENGER عدة أيونات جزيئية بالقرب من عطارد، بما في ذلك H₂O⁺ ₍ بخار الماء المتأين ) و _H₂S⁺ (كبريتيد الهيدروجين المتأين ⁾ . [ ^{12 ] وبلغت} وفرتها بالنسبة للصوديوم حوالي 0.2 و0.7 على التوالي. وشملت الأيونات الأخرى المرصودة H₃O⁺ ⁽ _أيون الهيدرونيوم ) ، و OH⁻ ( أيون الهيدروكسيل )، وO²⁺ ^، _و ^Si⁺ . ^[ 13 ^{] وخلال تحليقها} بالقرب من عطارد عام 2009، رصد مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UVVS) الموجود على متن مطياف تكوين الغلاف الجوي والسطح لعطارد (MASCS) التابع للمركبة MESSENGER ، المغنيسيوم في الغلاف الخارجي لعطارد لأول مرة. وكانت وفرته بالقرب من السطح مماثلة تقريبًا لوفرة الصوديوم. ^{[ 10 ]}

أثبتت رصدات الأشعة فوق البنفسجية التي أجراها مسبار مارينر 10 وجود حد أقصى لكثافة سطح الغلاف الخارجي يبلغ حوالي ^10⁵ جسيم لكل سنتيمتر مكعب. وهذا يتوافق مع ضغط سطحي أقل من 10⁻¹² ^بار ( 1 نانو باسكال ). ^{[ 14 ]}  

تعتمد درجة حرارة الغلاف الخارجي لعطارد على نوع العناصر والموقع الجغرافي. بالنسبة للهيدروجين الذري في الغلاف الخارجي، تبلغ درجة الحرارة حوالي 420  كلفن، وهي قيمة تم الحصول عليها بواسطة كل من مارينر 10 وميسنجر . ^{[ 4 ]} أما درجة حرارة الصوديوم فهي أعلى بكثير، حيث تصل إلى 750-1500  كلفن عند خط الاستواء و1500-3500  كلفن عند القطبين. ^{[ 15 ]} تشير بعض الملاحظات إلى أن عطارد محاط بهالة ساخنة من ذرات الكالسيوم تتراوح درجة حرارتها بين 12000 و20000  كلفن. ^{[ 9 ]} في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أُجريت محاكاة لغلاف الصوديوم الخارجي لعطارد وتغيراته الزمنية لتحديد العملية المصدرية التي زودت الغلاف الخارجي بالعناصر القشرية. ومن بين هذه العمليات: تم اختبار التبخر، والانتشار من الداخل، والتذرية بواسطة الفوتونات والأيونات عالية الطاقة، والتذرية الكيميائية بواسطة الفوتونات، والتبخر النيزكي. ومع ذلك، فإن التبخر يوفر أقوى تطابق عند مقارنة التغيرات في الغلاف الخارجي للصوديوم مع المسافة الشمسية ووقت اليوم مع ملاحظات عام 2001 لذيل الصوديوم على كوكب عطارد. ^{[ 16 ]}

الذيل

بسبب قرب عطارد من الشمس، يكون ضغط ضوء الشمس عليه أقوى بكثير مما هو عليه بالقرب من الأرض. يدفع الإشعاع الشمسي الذرات المتعادلة بعيدًا عن عطارد، مُشكِّلًا ذيلًا يشبه ذيل المذنب خلفه. ^{[ 17 ]} المكون الرئيسي في هذا الذيل هو الصوديوم، الذي تم رصده على بُعد يزيد عن 24 مليون  كيلومتر (1000 ضعف نصف _{قطر الأرض} ) من الكوكب. ^{[ 18 ]} يتمدد ذيل الصوديوم هذا بسرعة ليصل قطره إلى حوالي 20,000  كيلومتر على بُعد 17,500  كيلومتر. ^{[ 19 ]} في عام 2009، رصد مسبار ماسنجر أيضًا الكالسيوم والمغنيسيوم في الذيل، على الرغم من أن رصد هذين العنصرين اقتصر على مسافات أقل من 8 أضعاف نصف _{قطر الأرض} . ^{[ 17 ]}

يُعدّ عطارد أقل كواكب المجموعة الشمسية الداخلية استكشافًا نظرًا لصعوبة رصده. فموقعه من الأرض قريب جدًا من الشمس، مما يُشكّل تحديًا كبيرًا عند محاولة رصده. يمتلك تلسكوب هابل الفضائي وأنظمة التصوير الفضائي الأرضية الأخرى مجسات بالغة الحساسية تمكنها من رصد الأجرام السماوية البعيدة. ويجب عدم توجيهها نحو الشمس خشية أن تُتلف إشعاعاتها القوية المجسات. ^{[ 16 ]}

بدلاً من ذلك، يمكن لبعثات التحليق القريب والدوران حول عطارد دراسة الكوكب والحصول على بيانات دقيقة. ورغم أن عطارد أقرب إلى الأرض من بلوتو، إلا أن مدار الانتقال من الأرض إلى عطارد يتطلب طاقة أكبر. ونظرًا لقرب عطارد الشديد من الشمس، فإن المركبات الفضائية المتجهة إليه تتسارع أثناء اقترابها بفعل جاذبية الشمس. وهذا يستلزم استخدام صواريخ عكسية ، والتي تستخدم الوقود الذي يجب أن تحمله المركبة بدلاً من أجهزة أكثر تطورًا. ^{[ 20 ]}

• رتب المقدار (الضغط)
• الغلاف المغناطيسي لعطارد