Планета Солнечной Системы - Меркурий

* Краткие сведения
* История открытий
* Меркурий - мир жара и холода
* Сосед солнца
* Особенности вращения Меркурия
* Химический состав, физические условия и строение Меркурия
* Исследование Меркурия
* Температура и рельеф поверхности
* Атмосфера и физические поля
* Модель внутреннего строения

Краткие сведения

Краткие сведения

Масса = 3.3*1023 кг

Если масса земли = 1 , то Меркурия 0,056

Расстояние от солнца около 58 миллионов км

Температура поверхности = от -180° до +440 С

Плотность = 5.4 г/см3

Год = 88 дней

Диаметр = 4879 км

Скорость движения по орбите = 48 км/с

Сила тяжести = 3,8 g ( на Земле 9,81 )

Спутников нет

История открытий

Весьма распространена легенда о том, что Коперник так и не смог за всю жизнь увидеть Меркурий, о чем очень сокрушался. И действительно, сделать это непросто. Что ж, по иронии судьбы в день рождения Коперник имел отличную возможность посмотреть на Меркурий: на тот день прошло лишь пять дней с элонгации планеты, вечером можно было ее видеть как звезду 0,8 величины. Через месяц с небольшим наступила прекрасная утренняя видимость Меркурия!

В возрасте 4-х и 5-ти месяцев Коперник пропускает еще два периода видимости Меркурия, и.т.д - в первый год жизни Коперника (в Польше) Меркурий не сильно прятался. Если перенестись в год его возвращения на родину после образовательных мытарств по Европе, в год 1503-й, то увидим, что Меркурий был доступен наблюдениям в январе, апреле, мае, августе, сентябре, ноябре. Наугад беря 1540-й год, видим, что и здесь можно было, при желании, в мае, а особенно в октябре не остаться без увиденного Меркурия. Поэтому, позволим себе усомниться в достоверности некоторых легенд. Хотя, приятно, черт возьми, достичь хоть чего-то большего в астронмии, чем Коперник! Дерзайте!

К примеру, 31 июля 2000-го года, из Москвы глядя, можно поытаться над чистым северо-восточным горизонтом в пять утра рассмотреть звездочку нулевой величины на высоте около семи градусов. Это и будет Меркурий. Начнете наблюдения раньше - будет темнее, но Меркурий еще не успеет подняться даже на указанную мизерную величину. Если искать Меркурий позже, то Вам может помешать восходящее Солнце. Оно осветит лучами землю около половины шестого (с учетом рефракции). К сожалению, в Москве вряд ли кому-то удастся рассмотреть частное солнечное затмение, которое будет происходить в то же время. Восход Солнца в Москве ознаменует конец затмения. Однако восточнее Москвы Вы могли бы убить двух зайцев сразу

В 1631 году впервые наблюдалось прохождение Меркурия по диску Солнца, предсказанное Кеплером. Ближайшее такое же прохождение ожидается 15 ноября 1999-го года, но на западе России в это время будет ночь. Даже во Владивостоке, к сожалению, особо удачливым на самом восходе может посчастливиться увидеть лишь сход Меркурия с диска Солнца. 7 мая 2003-го года ждите благоприятного для запада России прохождения Меркурия по диску Солнца. Начало явления - в четверть десятого по Москве, окончание - 20 минут третьего. Ищите Меркурий в северной трети Солнца. Копернику, кстати, таких возможностей представилось только две: в 1506-м и в 1536-м годах. И, если погода подкачала, может, об этом и сокрушался великий муж? Но... рано еще было тогда для таких наблюдений, их не умели предсказывать. Первое наблюдение прохождения Меркурия по диску Солнца произошло 7-го ноября 1631-го года, спустя 88 с половиной лет после смерти Коперника

Только в 1965 году измерен период обращения планеты вокруг оси, раньше считалось, что она всегда повернута к Солнцу одной стороной, как Луна к Земле. С помощью методов радиолокации выявлено, что Меркурий, все же, быстрее делает один оборот вокруг оси, чем виток вокруг Солнца

До пролетов "Маринера-10" в 1974 и 1975 гг. о поверхностных деталях Меркурия и о самой планете было известно очень мало. "Маринер-10" был выведен на такую орбиту вокруг Солнца, что до того, как были израсходованы необходимые для управления запасы топлива, он встретился с Меркурием три раза. Переданные на Землю изображения позволили составить карту, охватывающую около 35% поверхности Меркурия

Меркурий - мир жара и холода

Меркурий - самая близкая к Солнцу планета. Он предпоследний по величине (из больших планет) и состоит из высокоплотного вещества. 80% массы планеты сосредоточено в его огромном железном ядре. Поверхность Меркурия покрыта тысячами кратеров, образовавшихся от столкновений с метеоритами и скал, которые образовались, когда молодое ядро остывало и сжималось, стягивая кору планеты. Ряд признаков говорит о возможности существование у Меркурия атмосферы, но в тысячи раз более разряженной, чем земная. Поэтому дневное полушарие сильно накаляется. Поскольку планета очень близко от Солнца, и она практически не имеет атмосферы, способной сохранять тепло ночью, температура ее поверхности колеблется от -180 гр C до +440 гр C.

Скорость вращения Меркурия выше, нежели у других планет. Проиходит это для того, чтобы планета оставалась на стабильной орбите.

Из за скорости своего вращения и кратчайшей из всех больших планет орбиты, у Меркурия самый короткий год: со средней скоростью 48 км/сек он совершает полный оборот вокруг Солнца за 88 земных суток. За это время планета совершает всего полтора оборота вокруг своей оси. По этой причине звездные сутки длятся очень долго - 59 земных суток. Солнечные сутки Меркурия, которые длятся от одного восхода Солнца до другого, равняются 176 земным суткам.

Меркурий - яркое светило, но увидеть его на небе не так просто. Дело в том, что, находясь вблизи Солнца, Меркурий всегда виден для нас недалеко от солнечного диска, отходя от него то влево (к востоку), то вправо (к западу) только на небольшое расстояние, которое не превосходит 28°. Поэтому его можно увидеть только в те дни года, когда он отходит от Солнца на самое большое расстояние.

Пусть, например, Меркурий отодвинулся от Солнца влево. Солнце и все светила в своем суточном движении плывут по небу слева направо. Поэтому сначала заходит Солнце, а через час с небольшим заходит и Меркурий. Вот в течение этого часа, который проходит между закатом Солнца и заходом Меркурия, и надо искать эту планету низко над западным горизонтом. Плохо то, что небо в это время на западе светлое - на нем заря. Поэтому на севере России, например в Петербурге, где заря пылает часа два, найти Меркурий удается очень редко. Другое дело на юге: там сумерки короткие, заря гаснет быстро и Меркурий часто удается увидеть на уже потемневшем небе.

Если рассматривать Меркурий в сильный телескоп, то вместо звездочки он будет выглядеть, как маленькая Луна, имея очертания либо узкого серпика, либо полукруга. Это происходит по той же причине, что и смена фаз Луны. Меркурий - темный шар, собственного света он не дает и сияет на небе за счет отражения солнечных лучей. На той половине Меркурия, которая повернута к Солнцу, - день, а на другой - ночь. Мы видим только освещенную часть планеты.

Диаметр Меркурия в 2,5 раза меньше диаметра Земли и в 1,5 раза больше диаметра Луны.

Измерения яркости света показывают, что поверхность Меркурия покрыта какими-то темными изрытыми каменными породами коричневатого оттенка.

В сильный телескоп на Меркурии можно заметить темные пятна, имеющие примерно такой же вид, как «моря» Луны для невооруженного глаза. Наблюдая за этими пятнами, ученые установили одну важную особенность. Двигаясь по своему пути вокруг Солнца, Меркурий вместе с тем поворачивается вокруг своей оси так, что к Солнцу обращена всегда одна и та же его половина. Это значит, что на одной стороне Меркурия всегда день, а на другой - всегда ночь.

Меркурии гораздо ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому Солнце на нем светит и греет в 7 раз сильнее, чем у нас. На дневной стороне Меркурия страшно жарко, там вечное пекло. Измерения показывают, что температура там поднимается до 400° выше нуля. Зато на ночной стороне должен быть всегда сильный мороз, который, вероятно, доходит до 200° и даже до 250° ниже нуля.

На такой планете не может быть ни океанов, ни атмосферы. Действительно, самые тщательные наблюдения не обнаружили на Меркурии никаких признаков воздушной оболочки.

Итак, Меркурии - это царство пустынь. Одна его половина - горячая каменная пустыня, другая половина - ледяная пустыня, быть может, покрытая замерзшими газами

Сосед солнца

Меркурий - ближайшая к Солнцу и восьмая по величине планета. У него самый маленький диаметр, и даже Ганимед и Титан - спутники Юпитера и Сатурна - более массивны, чем Меркурий. В римской мифологии Меркурий - бог торговли и путешествий, а у греков это Гермес, посланник богов. Планета, возможно, получила это имя благодаря тому, что она быстро перемещается по небу.

Меркурий был известен с давних времен. Греки дали этой планете два имени: Аполлоном они называли ее как утреннюю звезду и Гермесом - вечернюю. Греческие астрономы знали, однако, что эти два имени носит одно небесное тело.

К Меркурию летал только один космический корабль, Mariner 10, в 1974 и 1975 годах, и только 45% поверхности планеты было отображено на картах.

Орбита Меркурия очень вытянута: перигелий равен 46 миллионам км от Солнца, а афелий - 70 миллионов км. Перигелий орбиты прецессирует вокруг Солнца с очень малой скоростью. В 19 веке астрономы провели очень тщательные наблюдения параметров орбиты Меркурия, но не могли адекватно объяснять их с помощью механики Ньютона. Небольшие различия между наблюдаемыми и предсказанными значениями были неразрешенной проблемой в течение многих десятилетий. Думали даже, что другая планета (иногда называемая Вулканом) могла бы существовать на орбите, близкой к Меркурию. Но на самом деле ответ был найден с помощью Общей Теории Относительности Эйнштейна, и корректное предсказание движения Меркурия было важным фактором в раннем принятии этой теории.

До 1962 года считали, что день на Меркурии длится столько же, сколько и год, так как он был повернут к Солнцу всегда одной и той же стороной, как Луна к Земле. Но в 1965 году наблюдения показали, что это предположение было неправильным. Теперь известно, что Меркурий совершает оборот три раза за два своих года.

Эти свойства орбиты Меркурия привели бы к очень странным эффектам для наблюдателя, находящегося на поверхности Меркурия. На некоторых долготах наблюдатель мог бы видеть, как Солнце поднимается и затем постепенно увеличивается в размере по мере того, как оно медленно продвигается к зениту. В зените Солнце остановилось бы, изменив направление движения, и, остановившись снова, продолжило бы свой путь к горизонту, уменьшаясь в размере. И при всем этом в это же время звезды перемещались бы по небу в три раза быстрее. Наблюдатели в других точках на поверхности Меркурия видели бы различные, но в равной степени причудливые движения.

Колебания температуры на Меркурии самые большие в Солнечной системе: от 90K до 700K. Температура на Венере немного выше, но более стабильная.

Mеркурий во многом похож на Луну: на его поверхности много кратеров и она очень стара; планета не имеет тектонической плиты. С другой стороны, Меркурий намного более плотный, чем Луна (5.43 гм/cм3 против 3.34). Меркурий - второе по плотности крупное тело Солнечной системы после Земли. Фактически такую плотность Земле обеспечивает гравитационное сжатие, и если бы не оно, то Меркурий был бы более плотным, чем Земля. Это указывает на то, что плотное железное ядро Меркурия больше, чем у Земли, и, возможно, составляет большую часть планеты. Поэтому у Меркурия относительно тонкая кремниевая мантия и кора. Итак, внутри Меркурий по большей части состоит из железного ядра, радиус которого составляет от 1800 до 1900 км. Толщина кремниевой внешней оболочки (аналогично мантии Земли и коре) составляет всего от 500 до 600 км. По крайней мере часть ядра, возможно, расплавлена.

У Меркурия очень разреженная атмосфера, состоящая из атомов, выбиваемых солнечным ветром из его же поверхности. Так как Меркурий очень горяч, эти атомы быстро улетают в космос. Таким образом, в отличие от Земли и Венеры, чьи атмосферы устойчивы, атмосфера Меркурия постоянно меняется.

На поверхности Меркурия встречаются огромные пропасти, некоторые до сотен километров длиной и до трех километров глубиной. Оценено, что площадь поверхности Меркурия сократилась примерно на 0.1%, что составляет уменьшение радиуса планеты приблизительно на 1 км.

Одна из самых больших особенностей на поверхности Меркурия - бассейн Caloris; его диаметр - приблизительно 1300 км. Он похож на большие бассейны (лунные моря) на Луне. Подобно лунным бассейнам, его появление, возможно, было вызвано очень крупным столкновением в ранней хронологии Солнечной системы.

Оно же, возможно, ответственно и за необычный вид поверхности на противоположной стороне планеты.

На Меркурии есть также и области с относительно гладкими поверхностями. Некоторые могут быть результатом древнего вулканического действия, а другие - результатом отложений вещества, выброшенного при образовании кратеров в результате столкновений.

Поразительно, но радиолокационные наблюдения северного полюса Меркурия (область, не отображенная Mariner 10) показывают присутствие замороженной воды в затененных областях некоторых кратеров.

У Меркурия есть слабое магнитное поле, его мощность составляет приблизительно 1% от мощности магнитного поля Земли.

Меркурий не имеет спутников. Меркурий часто можно увидеть с биноклем или даже невооруженным глазом, но так как эта планета всегда находится очень близко к Солнцу, ее трудно рассмотреть в сумеречном небе

Особенности вращения Меркурия

Солнечные сутки на Меркурии длятся 176 земных суток. А период его обращения вокруг своей оси относительно звезд в точности равен 2/3 меркурианского года. При таких точных соотношениях вращение называют резонансным. Все особенности движения Меркурия во многом связаны с гравитационным влиянием Солнца, в том числе и изменения в ориентации орбиты планеты

Химический состав, физические условия и строение Меркурия

Более двух третей изученной поверхности планеты сформировалось очень давно, около 4-х млрд. лет назад. Эти области покрывает великое множество кратеров. Наиболее известная деталь поверхности - Равнина Зноя - имеет сильное сходство с круговыми морями на Луне. Возникновению Равнины предшествовало столкновение Меркурия с большим небесным телом, на раннем этапе геологической истории планеты. Равнина образовалась в результате истечения лавы из недр планеты после столкновения. Ее плоское дно окаймлено разломами и извилистыми гребнями гор. Диаметр равнины - 1 300 км (четверть диаметра планеты)

В той части поверхности Меркурия, которая диаметрально противоположна Равнине Зноя, ударные волны, ставшие следствием ее образования, достигли наибольшей силы, вызвав сильные возмущения в коре, взломав ее и создав нагромождения ее частей. Эта область имеет размеры около 100 километров в поперечнике

Есть еще один типичный вид поверхностных образований: протяженные обрывы (уступы) высотой от нескольких сотен до 3 000 м. В некоторых местах они пересекают стенки кратеров и разделяют собою ничем не отличающиеся друг от друга участки поверхности. Как предполагают, они сформировались при сжатии планетарной коры в процессе охлаждения

Фотомозаика Меркурия по снимкам "Маринера 10" (1974-й год). Изображение Меркурия сконструировано из 18 снимков, сделанных с интервалом в 42 секунды "Маринером 10" во время пролета мимо планеты 29 марта 1974-го года. Север планеты - верхняя часть изображения. Экватор проходит справа налево в одной трети видимого размера планеты, если отсчитывать снизу. Равнина Зноя появляется вблизи терминатора слева в центре. Большие лучевые кратеры также видны на этом изображении Меркурия. Снимки сделаны с расстояния в 210 000 км

Повторимся, сказав еще раз, что период вращения планеты таков, что "сутки" на Меркурии продолжаются два "года". Это ведет к огромным температурным контрастам: в перигелии температура подсолнечной точки достигает 430° C, а ночные температуры опускаются до -170° C

Средняя плотность Меркурия почти равна плотности Земли. Меркурий имеет железное ядро, на долю которого приходится 70% массы и 75% общего диаметра планеты. Обнаружено и магнитное поле, по напряженности составляющее лишь около сотой части напряженности поля Земли, но его существование служит дополнительным доказательством существования металлического ядра

Высокие дневные температуры и небольшая масса планеты делают удержание ею атмосферы невозможным. Небольшие обнаруженные количества гелия, кислорода и натрия могли появиться в результате радиоактивного распада поверхностных пород или из-за захвата частиц солнечного ветра

Атмосферы на Меркурии почти нет, условия там никак не пригодны для жизни. Поверхность Меркурия напоминает лунную. Она покрыта кратерами, на ней есть образования, схожие с лунными морями. Лучшие изображения Меркурия получены американским "Маринером 10", выведенном на орбиту, двигаясь по которой, он трижды в 74-75-х годах с промежутками в 176 дней сближался с планетой и проводил ее фотографирование с разрешением деталей до 50-м. У Меркурия есть слабое магнитное поле и ни одного естественного спутника

Исследование Меркурия

О поверхности ближайшей к Солнцу планеты ничего не было известно до полёта космического аппарата "Мари-нер-10", запущенного 3 ноября 1973 г. Вес научной аппаратуры составлял около 80 кг. Сначала аппарат был направлен к Венере, в поле тяготения которой получил гравитационный разгон и, изменив траекторию, 29 марта 1974 г. подлетел к Меркурию. Снимки поверхности, полученные в результате трёх пролётов "Маринера-10" с интервалом в шесть месяцев, показали удивительное сходство рельефа Меркурия с ближайшей соседкой Земли - Луной. Как оказалось, вся его поверхность покрыта множеством кратеров разных размеров.

Учёных несколько разочаровало то, что атмосферы на Меркурии обнаружено не было. Найдены следы аргона, неона, гелия и водорода, но столь незначительные, что можно говорить лишь о вакууме с такой степенью разрежения, которую на Земле не умеют ещё получать.

Во время первого пролёта, проходившего на высоте 705 км, были обнаружены ударная волна плазмы и магнитное поле вблизи Меркурия. Удалось уточнить значение радиуса планеты (2439 км) и её массы.

21 сентября 1974 г. на довольно большом расстоянии (более 48 тыс. километров) был осуществлён второй пролёт около Меркурия. Датчики температуры позволили установить, что в течение дня, продолжительность которого составляет 88 земных суток, температура поверхности планеты поднимается до 510 "С, а ночью опускается до -210 "С. С помощью радиометра был определён тепловой поток, излучаемый поверхностью; на фоне нагретых участков, состоящих из рыхлых пород, выявлены более холодные, представляющие собой скальные породы.

Во время третьего пролёта около Меркурия, происходившего 16 марта 1975 г. на наименьшем расстоянии - 318 км, было подтверждено, что обнаруженное магнитное поле действительно принадлежит планете. Его напряжённость составляет около 1% от напряжённости земного магнитного поля. 3 тыс. фотографий, полученных на этом сеансе, имели разрешение до 50 м. Поскольку три сеанса фотографирования охватывали западное полушарие планеты, восточное оставалось неисследованным.

В настоящее время разрабатываются проекты новых полётов космических станций к Меркурию, которые позволят изучить и его восточное полушарие.

Температура и рельеф поверхности

Как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий получает от центрального светила значительно большую энергию, чем, например, Земля (в среднем в 10 раз). Из-за вытянутости орбиты поток энергии от Солнца варьируется примерно в два раза. Большая продолжительность дня и ночи приводит к тому, что яркостные температуры (измеряемые по инфракрасному излучению в соответствии с законом теплового излучения Планка) на "дневной" и на "ночной" сторонах поверхности Меркурия при среднем расстоянии от Солнца могут изменяться примерно от 600 К до 100 К. Но уже на глубине нескольких десятков сантиметров значительных колебаний температуры нет, что является следствием весьма низкой теплопроводности пород.

Поверхность Меркурия, покрытая раздробленным веществом базальтового типа, довольно темная. Судя по наблюдениям с Земли и фотографиям с космических аппаратов, она в целом похожа на поверхность Луны, хотя контраст между темными и светлыми участками выражен слабее. Наряду с кратерами (как правило, менее глубокими, чем на Луне) есть холмы и долины

Атмосфера и физические поля

Над поверхностью Меркурия имеются следы весьма разреженной атмосферы, содержащей, кроме гелия, также водород, углекислый газ, углерод, кислород и благородные газы (аргон, неон). Близость Солнца обусловливает ощутимое влияние на Меркурий солнечного ветра. Благодаря этой близости значительно и приливное воздействие Солнца на Меркурий, что должно приводить к возникновению над поверхностью планеты электрического поля, напряженность которого может быть примерно вдвое больше, чем у "поля ясной погоды" над поверхностью Земли, и отличается от последнего сравнительной стабильностью.

На Меркурии имеется и магнитное поле. Магнитный дипольный момент Меркурия равен 4,9 o 1022 Гсoсм3, что примерно на четыре порядка меньше, чем у Земли; однако, поскольку напряженности поля обратно пропорциональны кубу радиуса планет, то на Меркурии и на Земле они близкие по порядку величины.

Модель внутреннего строения

Предложено несколько моделей внутреннего строения Меркурия. Согласно наиболее распространенному (хотя и предварительному) мнению планета состоит из горячего, постепенно остывающего железоникелевого ядра и силикатной оболочки, на границе между которыми температура может приближаться к 103 К. На долю ядра приходится больше половины массы планеты


Используются технологии uCoz