Планета Меркурий — мир контрастов

Когда Плутон был разжалован из обычных планет в карликовые, Меркурий стал самой маленькой планетой в Солнечной системе. Этот каменистый шар, очень напоминающий Луну, расположен ближе всех к Солнцу, и изучение Меркурия связано с немалыми трудностями. Но сегодня ученые знают об этой планете довольно много, и она довольно интересна. Благодаря уникальному расположению Меркурий можно назвать миром контрастов.

Благодаря близости к Солнцу Меркурий имеет самую короткую орбиту среди всех планет, и летит по ней быстрее всех. Поэтому и название ему дано в честь быстроногого гонца богов – Меркурия, одного из героев древнегреческих и древнеримских мифов. В те же времена Меркурий назвали «вечерней» и «утренней звездой», хотя даже древние астрономы знали, что это один и тот же объект, и что он, наряду с Венерой, вращается вокруг Солнца.

Интересные факты о Меркурии

Благодаря своему уникальному положению планета Меркурий имеет немало отличий от других. Некоторые вещи могут даже кое-кого удивить. Приведём некоторые интересные факты о Меркурии.

• Меркурий – самая маленькая планета в Солнечной системе. Раньше это звание носил Плутон, но он был лишён гордого звания планеты.
• Планета Меркурий – ближайшая к Солнцу, но не самая горячая, как это ни странно. Самая горячая планета в Солнечной системе – Венера. Благодаря парниковому эффекту температура на её поверхности достигает 470 градусов.
• День на Меркурии длится 176 земных суток – столько времени проходит от восхода до восхода Солнца. А вот звёздные сутки – когда звёзды делают на небе полный оборот, намного короче – 58.65 суток. Это связано с особенностями орбиты и вращения планеты.
• Одни меркурианские сутки длятся 2 меркурианских года – полный оборот вокруг Солнца Меркурий совершает за 88 земных суток.
• На полюсах Меркурия, в кратерах, в местах, расположенных в тени, и куда никогда не заглядывает Солнце, есть водяной лёд. Притом его там довольно много.
• Меркурий имеет атмосферу, хоть и тонкую.
• Меркурий имеет почти самую большую плотность среди всех планет Солнечной системы. Он на втором месте, а Земля – на первом.
• У Меркурия самое большое ядро по отношению к собственным размерам среди всех планет и спутников Солнечной системы.
• Небольшой Меркурий имеет собственное магнитное поле, хотя оно и слабее земного в 100 раз. А вот у гораздо более крупного Марса его нет.
• Если посмотреть с поверхности Меркурия на Солнце, то его диск будет выглядеть втрое большим. Причем будет он белым из-за слишком тонкой атмосферы, которая не вносит оптических искажений.
• На экваторе днём на освещённых местах поверхность раскаляется до 430 градусов, а вот в кратерах на полюсах она падает до -180 градусов.
• Меркурий и Венера – единственные планеты, не имеющие ни одного естественного спутника.
• На поверхности Меркурия есть водородные гейзеры, которые иногда извергаются.
• Калорис – самый крупный меркурианский кратер ударного типа. Его диаметр достигает 1550 километров.
• На Меркурии нет времен года, там всегда одинаково.
• У Меркурия есть газовый хвост, как у кометы, длиной 2.5 миллионов километров. Мощный солнечный ветер сдувает часть атмосферы.
• Есть теория, что когда-то очень давно Меркурий был спутником Венеры, но был потерян ею из-за столкновения с каким-то большим телом.
• Часто Меркурий становится ближайшей к Земле планетой.

Как видите, Меркурий по-своему интересен и имеет в запасе немало загадок.

Орбита Меркурия

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета, поэтому его орбита тоже самая короткая, и полный оборот он по ней совершает за 88 суток. Но орбита Меркурия довольно сильно вытянута, а вовсе не круговая. Поэтому иногда он оказывается ближе к Солнцу, а иногда – дальше. И разброс температур на поверхности довольно большой даже в одной точке, смотря в каком месте орбиты находится планета в данный момент.

В ближайшей точке – в перигелии, Меркурий удален от Солнца на 45.9 миллионов километров, или 0.3 а.е. В афелии, самой удаленной точке, это расстояние составляет 69.7 миллионов километров, или 0.47 а.е. Разница в полтора раза довольно существенна.

Особенность Меркурия – его медленное вращение вокруг оси. Считается, что раньше он вращался быстрее, но под действием солнечной гравитации замедлился. Здесь есть один интересный факт – вращение Меркурия вокруг оси и по орбите синхронизировалось таким образом, что в точке перигелия к Солнцу повернуто одно и то же место, а в другом перигелии к нему повернется точно противоположное место. Еще через год, снова в перигелии, к Солнцу будет обращено снова первое место.

Поэтому на Меркурии есть так определенные меридианы, повернутые к Солнцу именно в ближайшей к нему точке орбиты. Там температура бывает самой высокой, а в остальных местах не поднимается так сильно.

Меркурий не имеет наклона и на нём не меняются времена года. На полюсах есть места, где Солнце никогда не светит, и там космический холод. Там, на склонах кратеров, есть водяной лёд – это подтверждено зондом Мессенджер.

На Меркурии можно наблюдать интересный эффект, которого нет больше нигде. Так как его орбита вытянута, то скорость движения меняется, и вблизи перигелия она превышает скорость вращения. Тогда Солнце на небе останавливается и начинает двигаться в обратную сторону, а потом снова вперед. Если находиться в точках, перпендикулярным «горячим долготам», то можно увидеть, как Солнце всходит, потом снова прячется и всходит еще раз. В противоположной точке также происходит двойной закат.

Этот эффект называется эффектом Иисуса Навина, по имени библейского героя, остановившего Солнце.

Хотя ближайшие соседи Земли – Венера и Марс, на самом деле часто ближайшим соседом оказывается Меркурий. Венера может уйти на противоположную точку орбиты – за Солнце, и тогда Меркурий станет почти вдвое ближе, а если он будет по одну сторону с Землей, то и гораздо ближе. А до Марса обычно итак гораздо дальше, он ближе Меркурия только вблизи противостояний.

Характеристики планеты Меркурий

Меркурий – планета земной группы, то есть представляет собой каменистое тело с твердой поверхностью, в отличие от газовых гигантов. Средний радиус планеты Меркурий составляет 2439 км, а диаметр — 4878 километров. Он даже немного меньше спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана, но тяжелее их.

Несмотря на небольшие размеры, планета Меркурий имеет приличную плотность, сравнимую с земной. Наличие большого жидкого металлического ядра диаметром в 3600 км обеспечивает планету небольшим собственным магнитным полем и очень разреженной атмосферой.

Внешне Меркурий очень похож на Луну – такая же изрытая кратерами поверхность. Но есть и отличия – наличие волнистых структур, длинных скалистых образований и лавовых равнин.

Планета Меркурий обладает заметно вытянутой орбитой, один оборот по которой занимает 88 суток.

Температура на поверхности меняется в очень широких пределах, в зависимости от положения на орбите и широты места наблюдения. Она может достигать 427 градусов в самом жарком месте и -193 градусов на полюсах, где никогда не светит Солнце.

Ускорение свободного падения на планете Меркурий составляет 3.7 м/с², или 0.377 от земного.

Атмосфера Меркурия

Атмосфера Меркурия очень разреженная, можно было бы даже сказать, что её вовсе нет, однако это не совсем верно. Её составляют атомы и молекулы гелия, водорода, аргона, натрия, кислорода, и других элементов. Часть из них, особенно водород и гелий, захватывается магнитным полем из солнечного ветра, а часть выбивается этим ветром из поверхности. Также происходит радиоактивный распад, благодаря чему также выделяются некоторые атомы, например, аргона.

Плотность атмосферы Меркурия настолько мала, что никакой земной прибор для создания вакуума не способен создать такую среду. Отдельно взятый атом может находиться в ней в среднем 200 суток, пока натолкнётся на другой атом или столкнется с поверхностью.

Ученые обнаружили в меркурианской атмосфере водяные пары, чему очень были удивлены. Однако образование молекулы воды на Меркурии вполне возможно – кислород может освобождаться при разрушении оксидов на поверхности, а водорода там достаточно. Кроме того, к Меркурию иногда заносит кометы, происходит сублимация льда на полюсах.

Меркурий имеет хвост, подобно кометам. Солнечный ветер сдувает часть очень скудной атмосферы, а слабое магнитное поле не может этому помешать. Длина хвоста по последним данным – около 2.5 миллионов километров. Увидеть его, конечно, нельзя, ведь это просто более насыщенная атомами область. Ученые обнаружили хвост Меркурия с помощью спектральных исследований, а потом результаты подтвердились зондом «Мессенджер» в 2009 году.

Поверхность Меркурия

Долгое время ученые не могли узнать, как выглядит поверхность Меркурия. И вроде недалеко, и облаков нет, как на Венере… Однако Меркурий расположен очень близко к Солнцу, и увидеть его можно только на закате или на восходе, и то недолго. И при этом он расположен очень низко над горизонтом, где самые плохие условия из-за толстой земной атмосферы. Так что в телескопы увидеть ничего не удавалось.

Но всё изменилось в 1974 году, когда около Меркурия трижды пролетел «Маринер-10». Он успел сфотографировать почти половину поверхности Меркурия, и люди наконец-то получили возможность взглянуть на неё. Всё оказалось не так просто.

В 3D-модели Меркурия использованы текстуры с сайта НАСА, полученные зондом «Мессенджер». Не везде они хорошо стыкуются, но это лучшее, что есть на сегодняшний день.

На планете Меркурий очень много ударных кратеров, оставшихся после падения астероидов и мелких метеоритов. В этом планета схожа с Луной – их на фотографиях и отличить сложно. Самый крупный меркурианский кратер называется Калорис, его поперечник достигает 1550 км.

Но есть на Меркурии и ровные долины, образованные текущей когда-то лавой. Это говорит о том, что когда-то на планете была геологическая активность.

Еще одна характерная черта поверхности Меркурия – скалы, иногда растянувшиеся на тысячи километров. В высоту они бывают и 100 метров, и 2 километра.

Такое разнообразие непонятно. Множество кратеров, накопившихся за миллиарды лет, говорит о том, что никакой активности планета Меркурий не проявляет. Однако лавовые поля говорят об обратном. Это противоречие пока ждет решения.

Кроме того, ядро Меркурия постепенно сокращается – ученые считают, что за все время оно сократилось примерно на полтора километра. Это вызывает сжатие и всей планеты, поэтому происходят подвижки тектонических плит. Её кора выпячивается наружу, образуя скальные гряды.

При сжатии коры плиты наползали друг на друга, образуя выступы, которые тянутся на сотни километров. Образование такой «чешуи» должно было выглядеть катаклизмом немалого масштаба с сильными землетрясениями. Верхний край, наползающий на нижний, изгибался в виде волны, обрываясь с другой стороны глубокой пропастью. Такая местность типична для Меркурия.

Строение Меркурия

Как и все каменистые планеты земного типа, Меркурий имеет ядро, мантию и кору. Ядро имеет диаметр около 3600 километров, и это уникальное явление само по себе. Ядро планеты Меркурий имеет рекордный размер среди всех остальных планет – оно просто огромно для планеты диаметром 4878 километров. На него приходится 60% всей массы и 75% объема планеты.

Долгое время считалось, что ядро Меркурия твердое, так как планета очень маленькая. Но Меркурий вращается не так, как твердотельное тело, и после долгих наблюдений ученые пришли к выводу, что ядро все-таки жидкое, железо-никелевое.

В ядре Меркурия рекордное количество железа по сравнению с любой другой планетой. Почему это так, точно пока не известно. Есть разные теории, но все имеют свои узкие места.

Одна из теорий говорит, что образование Меркурия происходило из протопланетного диска, в котором легкие элементы были просто выметены солнечным ветром вглубь Солнечной системы. На таком небольшом расстоянии от Солнца его влияние стоит брать в расчет. Есть теория, что молодой Меркурий столкнулся с большой планетезималью и при столкновении потерял часть своей коры, рассеявшейся в космосе. Это объясняет, почему ядро такое большое – потому что и планета изначально была вдвое больше.

Мантия Меркурия, окружающая ядро, силикатная. Её толщина 500-600 километров. Твердая кора довольно тонкая – 100-200 километров по разным оценкам. По некоторым данным она может быть толщиной всего в несколько десятков километров. Она довольно хрупкая.

Исследования Меркурия

Конечно же, первым навел свой телескоп на Меркурий любопытный Галилео Галилей, и было это еще в начале XVII века. Но телескоп его был слишком слабым, чтобы что-то увидеть.

7 ноября 1631 года Пьер Гассенди воспользовался вычислениями Кеплера и пронаблюдал прохождение Меркурия по диску Солнца. Вскоре наблюдались фазы планеты и было доказано, что Меркурий вращается вокруг Солнца.

В 1737 году английский астроном Джон Бевис наблюдал редчайшее явление – покрытие Меркурия Венерой. Такое случается раз в несколько столетий, и в следующий раз будет 3 декабря 2133 года.

В дальнейшем астрономы много раз пытались изучать эту планету – вычислили период обращения и даже пытались составить карту. Но телескопические наблюдения Меркурия очень сложны, и данных было очень мало.

Кстати, даже телескоп Хаббл никогда не использовался для изучения Меркурия – яркое Солнце неподалёку может повредить чувствительную аппаратуру.

Радиоастрономические наблюдения Меркурия дали немало полезной информации – была измерена температура в разных точках, построена карта некоторых участков.

Больше всего информации о планете получено с помощью автоматических зондов, хотя организовать их полёт к Меркурию гораздо сложнее, чем к внешним планетам, например, к Марсу.

Первым около Меркурия в 1974-1975 годах трижды пролетел «Маринер-10». Он сблизился с планетой до 320 километров и сделал множество детальных фотографий, что позволило составить подробную карту почти половины Меркурия. Этот зонд передал множество ценной информации.

Второй аппарат «Месенджер» стартовал в 2004 году, а облетел планету в первый раз в 2008 году. После серии маневров около Венеры и Земли аппарат в 2011 году вышел на орбиту около Меркурия. Этот аппарат находился на орбите и исследовал планету до 2015 года, а затем упал на поверхность, оставив на месте падения кратер размером в 15 метров.

Сейчас около Меркурия нет никаких земных аппаратов, да и было их за всю историю всего два. Но в20 октября 2018 года стартовала миссия BepiColombo, которая достигнет Меркурия в 2025 году. Столько много времени требуется для маневров около Венеры, Земли и Меркурия, чтобы погасить скорость и затем выйти на орбиту.

Наблюдение Меркурия

Из-за близости к Солнцу Меркурий можно наблюдать только на закате или на восходе, когда он отстоит максимально далеко от Солнца – в наибольших элонгациях. Но даже тогда это не очень удобный объект для наблюдений, так как низкое расположение над горизонтом сопряжено с сильными атмосферными помехами. Максимальное удаление от Солнца может достигать 28 градусов.

Лучше всего наблюдать Меркурий в низких широтах – чем ближе к экватору, тем меньше время сумерек и наступления темноты. В высоких широтах Меркурий практически не виден.

Обнаружить Меркурий на небе можно и невооруженным глазом – его яркость может меняться от -1.9 до 5.5m.

Наблюдения Меркурия в телескоп в целом не отличаются от наблюдений других планет, но требуют отличного оборудования. Использовать лучше рефлектор. Надеяться на что-то выдающееся не стоит – после Луны, Юпитера или Сатурна, Меркурий может разочаровать. Планета маленькая, расположена далеко, никаких деталей не покажет.

Увидеть фазы Меркурия можно в 80-мм телескоп с увеличение 100х. Но разглядеть какие-то детали на поверхности, хотя бы пятна, гораздо труднее. Для этого надо иметь не только отличный телескоп, но и опыт. Лучше делать это с апертурой от 100 мм. Телескоп в 250 мм позволит потренироваться в поиске деталей не только по терминатору, но и по противоположной стороне. Конечно, пятна разного цвета трудно назвать деталями, но все-же.

Наблюдения Меркурия могут стать задачей для проверки собственных возможностей. Многие любители астрономии вообще никогда этого не делали, так что взглянуть на самую маленькую планету Солнечной системы однозначно стоит.