Планета Меркурий

Планета Меркурий

Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, представляет собой большую загадку среди других планет земной группы. В целом, существует очень тесная связь между размером планеты и ее плотностью. Меркурий – гораздо более плотная планета, чем должна быть: ее ядро размером с Луну, тогда как в принципе оно должно быть гораздо меньше.

Ученые считают, что эта аномалия связана с формированием планеты, и уже много лет пытаются разгадать эту тайну.

Одна из причин, по которой Меркурий так загадочен, — это его близость к Солнцу, чей слепящий свет делает его очень трудным для наблюдения. Меркурий – это недостающее звено, которое могло бы позволить нам лучше понять эволюцию нашей Солнечной системы. Наблюдалось множество планет и других небесных тел, но о Меркурии мы мало что знаем. Наблюдения велись за многими планетами и другими небесными телами, но что касается Меркурия, мы знаем очень мало.

Атмосфера

Она весьма разреженна и состоит из захваченных частиц Солнечного ветра. Без атмосферы, он не может сохранить тепло от Солнца. Сторона, которая обращена к Солнцу, нагревается до температуры 450 ° C, в то время как теневая сторона охлаждается до -170 ° С.

BepiColumbo, который был запущен для исследования планеты

Первый космический аппарат достигший Меркурия был Маринер 10, который пролетел мимо планеты в 1974 году. Ему удалось сфотографировать около половины поверхности планеты в течение нескольких пролетов. Потом в 2004 НАСА запустило миссию космического аппарата MESSENGER. На данный момент, космический аппарат вышел на орбиту и изучает ее в мельчайших подробностях.

Если вы захотите увидеть его без телескопа, то это трудноосуществимо, потому что планета находится в ярких лучах Солнца большую часть времени.

В период видимости, вы можете увидеть его на западе сразу после заката, или на востоке перед восходом Солнца. В телескоп планета, имеет фазы, как у Луны, в зависимости от положения на своей орбите.

Атмосфера и внутреннее строение

Магнитное поле Меркурия в сто раз слабее земного. Направление его соответствует оси вращения планеты, и магнитные полюсы расположены рядом с географическими полюсами. Возможно ядро планеты жидкое, и это состояние поддерживается приливным эффектом, вызываемым вытянутостью орбиты. Поле имеет достаточную мощность для изменения направления солнечного ветра.

Есть теория, что ядро планеты подогревается Солнцем. От этого внешний край его существует в расплавленном виде. Ещё возможно содержание в ядре примеси лёгкого элемента, например, серы. Смесь её с железом плавится при температурах более низких, чем железо в чистом виде. Поэтому ядро и не твердеет миллиарды лет.

Как уже говорилось выше, вокруг Солнца планета делает полный оборот за 88 суток. Вокруг своей оси она вращается за 59 земных дней. Средняя скорость составляет 48 км в секунду. На некоторых участках орбиты Меркурий движется медленнее, на некоторых быстрее. Максимальная его скорость в перигелии – 59 км в секунду. Планета старается проскочить ближайший участок к Солнцу как можно скорее. В афелии скорость Меркурия составляет 39 км в секунду. Взаимодействие скорости вокруг оси и скорости по орбите дает поражающий эффект. На протяжении 59 суток любой участок планеты находится в одном положении к звездному небу. К Солнцу этот участок возвращается через 2 меркурианских года или 176 дней. Из этого получается, что солнечные сутки на планете равны 176 дням. В перигелии наблюдается интересный факт. Здесь скорость вращения по орбите становится больше движения вокруг оси. Так возникает эффект Иисуса Навина (предводителя евреев, который остановил Солнце) на долготах, которые повернуты к светилу.

Восход на планете

Солнце останавливается, а потом начинает движение в обратную сторону. Светило стремится на Восток, полностью игнорируя предначертанное ему западное направление. Так продолжается 7 суток, пока Меркурий не проходит самый близкий участок орбиты к Солнцу. Затем его орбитальная скорость начинает уменьшаться, а движение Солнца замедляться. В месте, где скорости совпадают, светило останавливается. Немного времени проходит, и оно начинает двигаться в противоположную сторону – с востока на запад. По поводу долгот картина еще удивительнее. Если бы здесь жили люди, они бы наблюдали два заката и два восхода. Изначально Солнце бы взошло, как и полагается, на востоке. В момент оно бы остановилось. После начало движение назад и скрылось бы за горизонтом. Через 7 дней оно снова бы засияло на востоке и без препятствий проделало путь к высшей точке на небе. Про такие поразительные особенности орбиты планеты стало известно в 60-х годах. Раньше ученые считали, что она всегда повернута к Солнцу одной стороной, а вокруг оси движется с такой же скоростью, что и вокруг желтой звезды.

Вращение

По орбите Меркурий движения со средней скоростью 48 км/с. В связи с этим, год здесь длится порядка 88 дней. Однако скорость вращения вокруг своей оси составляет 10,892 км/ч. Вследствие этого сутки на Меркурии длятся чуть менее 59 земных дней.

Вращается первая планета не по стандартной орбите. Ученые установили, что Меркурий со временем постепенно смещается относительно Солнца. Данный эффект известен как прецессия.

Прецессия была объяснена ближе к 20-м годам XX века. К тому моменту Альберт Эйнштейн опубликовал Общую теорию относительности, которая позволяла понять, почему орбита Меркурия со временем смещается. Позднее данное предположение удалось подтвердить во время солнечного затмения.

Измерения показали, что спин-орбитальный резонанс Меркурия (количество оборотов, которое совершает планета на орбите) составляет 3:2. Из-за такой особенности возникает необычный эффект, который невозможно наблюдать на Земле. Если бы человек находился на поверхности Меркурия, то смог бы увидеть, как Солнце поднимается до максимальной точки на небосводе, затем по той же траектории опускается к горизонту.

Орбита Меркурия

Вращение Меркурия вокруг звезды происходит по орбите в форме сильно вытянутого эллипса. В афелии планета удалена от Солнца на 70 млн. км, а перигелии – на 46 млн. км. Соответственно, в фазе афелия она 1,5 раза дальше от звезды, чем в фазе перигелия.

Период обращения равняется 88 земным суткам. Долгое время исследователи считали, что у Меркурия нет осевого вращения. В результате проведенной в 1960-х годов радиолокации установили, что он совершает 1,5 оборота вокруг оси за один оборот вокруг Солнца. Ни у одной из планет Солнечной системы нет данного соотношения периодов вращения. Ввиду этого солнечные меркурианские сутки длятся 2 года.

Меркурий вращается на орбите со скоростью 48 км/с. Осевое вращение Меркурия происходит с постоянной скоростью, тогда как при вращении вокруг Солнца скорость меняется. В течение 8 суток на участке перигелия угловая скорость орбитального движения превышает таковую для осевого — 56,6 км/с в перигелии, 38,7 км/с в афелии. Солнце будто останавливается, а затем начинает двигаться не на запад, а на восток. Астрономы назвали это явление эффектом Иисуса Навина, персонажа в Библии, который предсказал остановку Солнца.

Смена времен года, аналогичная земной, на Меркурии не происходит. Это объясняется расположением оси собственного вращения под углом в 90° к плоскости орбиты. Поэтому в области полюсов есть зоны, на которые солнечные лучи падают горизонтально. В этих областях наблюдается вечная зима.

Характеристика

Несмотря на то, что это маленькая планета, её диаметр составляет 4878 километров. Если говорить точнее, радиус планеты Меркурий равен 2439,7. При этом масса 3.33×10²³ кг, а плотность немногим меньше земной и достигает 5,43 г/см³.
Кроме того, у неё удалось выделить некоторые особенности. Само собой разумеется мы поговорим о них.

Состав и структура

Главным образом, планета Меркурий имеет железное ядро, занимающее 83% всего объема (его радиус составляет 1800 км). Кстати, именно благодаря ему магнитное поле вполне сильное, его напряжённость составляет 0,01 от земного поля. Причём оно оказывает определённое влияние на солнечный ветер, тем самым формируя магнитосферу.

Магнитосфера — это область вокруг планеты, наполненная разряженной плазмой, на свойства и поведение которой влияет магнитное поле.

Кроме того, ядро окружает силикатная мантия толщиной 600 км, а толщина коры колеблется от 100 до 300 км. Можно сказать, что планетный состав богат на металлы и силикаты.

Меркурий

Поверхность

Если говорить откровенно, то она похожа на лунную, на ней также обнаружены ударные кратеры. Как считают учёные, участки, где их больше всего сформировались раньше, чем области, где их меньше всего.

Вероятнее всего, раньше происходила вулканическая активность, а некоторые области покрывала раскалённая лава. В результате чего у кратеров образовалась гладкая низменность. Но действие вулканов остановилось, когда кора стала толще.

После этого лава остыла, что привело к уменьшению объема и сжатию оболочки. Соответственно, каменная кора потрескалась, образуя что-то похожее на чешую. Всё это сочеталось с движением тектоники и сильнейшими землетрясениями.

Между прочим, такие чешуйчатые уступы имеют длину в сотни километров и называются эскарпы.
А вот дальнейшее изменение поверхности напрямую связано со столкновениями с другими космическими телами.

Фрагмент поверхности Меркурия

Атмосфера и температура планеты Меркурий

Как оказалось, атмосфера состоит, в основном, из атомов солнечного ветра (гелия, натрия, аргона, калия, кислорода и водорода). Однако магнитное поле не способно поддерживать плотность атмосферных слоёв, поэтому они практически отсутствуют, а которые есть очень разрежены.

Что важно, на поверхности наблюдается сильнейшее изменение температуры. Другими словами, она быстро нагревается и остывает.

По оценке учёных, в экваториальной области ночью от -173 и днём до +427 градусов. В то же время, температура полярных районов не превышает -93 градусов. Возможно, в этих областях внутри кратеров есть лёд. Но это лишь предположение, ничем пока что не доказанные.

Меркурий и Земля

Какая орбита у планеты Меркурий и его вращение

Для начала, астрономы определили путь и траекторию Меркурия. Так вот его орбита эллиптическая и сильно вытянутая, а средняя скорость движения 48 км/с.

Период обращения вокруг Солнца занимает всего 88 суток, то есть это самый кратковременный среди всех планет нашей системы. Вместе с тем меркурианские звёздные сутки длятся 58,65 земных.

К удивлению, наклон оси минимальный среди планетных тел системы и составляет 1/30 градусов. Хотя эксцентриситет самый максимальный — 0,205.
Вдобавок ко всему, ускорение свободного падения 3,7 м/см² и вторая космическая скорость 4,25 км/с.

Орбита Меркурия

Исследования ученых

Планета Меркурий давно привлекает к себе внимание учёных.

Из всех планет она является наименее изученной. Однако ученым уже известно, что это небесное тело имеет существенные отличия от своих ближайших соседей:

• Венеры;
• Земли;
• Марса.

Но количество завершенных исследований невелико. На сегодняшний день лишь двум космическим аппаратом NASA удалось провести исследование самой маленькой планеты Солнечной системы:

• В 1974−75 годах американская межпланетная станция Маринер-10, работающая в автоматическом режиме, смогла пролететь мимо этого небесного тела.
• Вторая попытка сбора информации о ближайшей к Солнцу планете была предпринята в 2011 году. С 2011 по 2015 годы ее изучала автоматическая межпланетная станция «Мессенджер». Именно этому аппарату и удалось заснять поверхность планеты с высоты 27000 км. «Мессенджер» запечатлел относительно молодой кратер на поверхности планеты и множество протяжённых лучей, разбегающихся из него подобно меридианам (именно так нарисовал бы солнце ребенок, учащийся в первом классе: кружок и расходящиеся от него лучи).

Пролетая мимо Меркурия повторно, аппарат снова сделал снимок относительно хорошего качества, на котором подробно отобразил ландшафт самой маленькой планеты, который до этого момента был исследован лишь приблизительно при помощи радара. Предполагается, что поверхность Меркурия имеет серый или коричневый цвет.

Сведения, полученные этой же автоматической станцией «Messenger», помогли установить и некоторую периодичность метеоритных воздействий на поверхность. Наиболее частое воздействие на поверхность регистрируется на той стороне, что освещена Солнцем, то есть метеориты чаще падают на поверхность утром и днем.

Однако исследователи не намерены останавливаться на достигнутом.

К концу 2021 года самой миниатюрной планеты достигнет европейско-японское устройство, начавшее свою миссию в октябре 2018 года.

Вопрос происхождения планеты Меркурий дискутабелен. Одной из наиболее вероятных версий учёным кажется формирование планеты из скопления планетезималей, которые, в свою очередь, возникли из испаряющихся при экстремально высоких температурах материалов, сконденсировавшихся впоследствии.

Интересные факты

• Меркурий достаточно нелегко обнаружить на небе, так как он «любит играть в прятки» буквально «прячась» за Солнцем. Тем не менее, астрономам древности было о нем известно. Объясняют это тем, что в те далекие времена небо было более темное из-за отсутствия светового загрязнения, и планета была видна гораздо лучше.
• Смещение орбиты Меркурия помогло подтвердить знаменитую теорию относительности Альберта Эйнштейна. Если коротко, то она рассказывает, как свет звезды меняется, когда другая планета вращается вокруг нее. Астрономы отражали от Меркурия сигнал радара, и путь этого сигнала совпадал с предсказаниями общей теории относительности.
• Магнитное поле Меркурия, само существование которого является весьма загадочным, вдобавок ко всему еще и различается на полюсах планеты. На южном полюсе оно более интенсивно, нежели на северном.