Планета Меркурий: структура и состав, поверхность и климат
Содержание
Из-за малых размеров и близости к Солнцу Меркурий неудобен для земных наблюдений, поэтому долгое время о нем было известно очень мало. Важный шаг в его изучении был сделан благодаря космическим аппаратам «Маринер-10» и «Мессенджер», с помощью которых были получены качественные снимки и подробная карта поверхности.
Меркурий относится к планетам земной группы и находится на среднем расстоянии около 58 млн. км от Солнца. При этом максимальное расстояние (в афелии) 70 млн. км, а минимальное (в перигелии) – 46 млн. км. Его радиус лишь немного больше, чем у Луны, – 2 439 км, а плотность почти такая же, как у Земли, – 5,42 г/см³. Высокая плотность означает, что в его состав входит значительная доля металлов. Масса планеты составляет 3,3·10 23 кг, и около 80% от нее составляет ядро. Ускорение свободного падения в 2,6 раз меньше земного – 3,7 м/с². Стоит заметить, что форма Меркурия идеально шарообразная – он обладает нулевым полярным сжатием, то есть его экваториальный и полярный радиусы равны. Спутников у Меркурия нет.
Планета обращается вокруг Солнца за 88 суток, а период вращения вокруг своей оси относительно звезд (звездные сутки) составляет две трети от периода обращения – 58 дней. Это означает, что одни сутки на Меркурии длятся два его года, то есть 176 земных дней. Соизмеримость периодов, по-видимому, объясняется приливным воздействием Солнца, которое тормозило вращение Меркурия, изначально более быстрое, пока их значения не сравнялись.
Меркурий обладает самой вытянутой орбитой (ее эксцентриситет равен 0,205). Она значительно наклонена к плоскости земной орбиты (плоскости эклиптики) – угол между ними составляет 7 градусов. Скорость движения планеты по орбите составляет 48 км/с.
Температура на Меркурии определялась по его инфракрасному излучению. Она изменяется в обширном диапазоне от 100 К (-173 °C) на ночной стороне и полюсах до 700 К (430 °C) в полдень на экваторе. При этом суточные колебания температуры быстро уменьшаются с продвижением вглубь коры, то есть тепловая инерция грунта велика. Отсюда был сделан вывод, что грунт на поверхности Меркурия представляет собой, так называемый реголит – сильно раздробленную породу с низкой плотностью. Из реголита также состоят поверхностные слои Луны, Марса и его спутников – Фобоса и Деймоса.
Общие сведения о Меркурии
Меркурий – самая близкая к Солнцу планета. От Меркурия до звезды – 58 млн. км. Кроме этого, Меркурий является рекордсменом среди планет по размерам. Он самый маленький в земной группе. Радиус составляет 2440 км, меньше чем аналогичный у Титана и Ганимеда — спутников Сатурна и Юпитера. Несмотря на это, масса планеты довольно большая – 3,3*10 23 кг, что обусловлено наличием массивного ядра.
Планета имеет среднюю плотность, немного меньшую в сравнении с земной и составляющую 5,43 г/см 3 . С учетом того, что размеры Земли значительно больше, это указывает на высокую концентрацию металлов в структуре.
Ускорение свободного падения примерно в два раза меньше земного и равняется 3,70 м/с 2 .
Как и у Венеры, у Меркурия отсутствуют естественные спутники.
Атмосфера
Большую часть Меркурия занимает плотное ядро, состоящее преимущественно из железа. Сверху присутствует сравнительно тонкий слой твердых пород, которые составляют поверхность. Атмосфера у этой планеты практически отсутствует: она в 1015 тоньше земной. Поэтому можно говорить, что над поверхностью Меркурия присутствует вакуум.
Причины отсутствия полноценной и ярко выраженной атмосферы точно не установлены. Существует предположение, что это обусловлено малой плотностью планеты, составляющей всего 30% от земной. Также это объясняется близким расположением к Солнцу, которое, испуская так называемый ветер, «сдувает» любые газы.
Влияние солнечного ветра на Меркурий
Проведенные исследования показывают, что тонкий слой над поверхностью планеты состоит из кислорода (42%), натрия (29%), водорода (22%), гелия (6%) и калия (0,5%). Также в атмосфере планеты в небольшом количестве содержатся магний, азот, ксенон, диоксид углерода, вода, неон, кальций и другие вещества.
Также определенную роль в том, что Меркурий практически лишен атмосферы, играют резкие перепады температур над поверхностью. Как показали исследования, этот показатель может достигать 610 градусов Цельсия (от -180 до +430).
Определенную роль в этом играет как раз отсутствие многоуровневой атмосферы. На Земле плотные слои газов удерживают в течение ночи тепло. Но Меркурий из-за тонкой атмосферы не способен защищаться от солнечной радиации. В связи с этим, тепло практически сразу уходит в космическое пространство.
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.
Необычные астрономические характеристики влияют на погоду Меркурия. Здесь наблюдаются самые экстремальные перепады температур во всей Солнечной системе.
Днем средняя температура Меркурия равна 350°С, а ночью поверхность быстро остывает, и температура может опускаться до -170. Последние исследования показали, что в приполярных кратерах может находиться лед. Водяные пары, возникающие в атмосфере при ударах пролетающих мимо космических тел, охлаждаются в зоне полюсов и образуют на дне глубоких кратеров ледники, до которых не доходят лучи Солнца.
Вопросы о Меркурии
Почему на Венере жарче, чем на Меркурии?
Поскольку Меркурий находится ближе к Солнцу, чем Венера, можно подумать, что он намного теплее. Верно и обратное. Средняя температура на Меркурии составляет 160 °C, а на Венере 462 °C. Объяснение заключается в том, что у Меркурия нет атмосферы, поэтому у него нет возможности сохранять тепло. Все полученное тепло исчезает в космосе.
Венера, с другой стороны, имеет мощную атмосферу, которая аккумулирует тепло благодаря парниковому эффекту из-за высокого содержания углекислого газа. Поэтому тепло от Солнца задерживается там, и в результате там гораздо теплее, чем на Меркурии.
Можем ли мы наблюдать за Меркурием?
Меркурий виден невооруженным глазом и был виден людям на протяжении тысяч лет. Но его очень трудно наблюдать из-за небольшого размера и близости к Солнцу. Даже если его можно (с трудом) наблюдать в телескоп, видно очень мало деталей, поэтому наблюдение Меркурия с Земли не представляет особого интереса. Когда он находится в одной плоскости с Землей и Солнцем, его можно наблюдать с помощью солнечного фильтра.
Почему на Меркурии так много кратеров?
Как и любая другая планета Солнечной системы, Меркурий подвергся разрушительному воздействию астероидов всех видов. Но в отличие от Земли, он не защищен, поскольку не имеет атмосферы. Атмосфера Земли в значительной степени разрушает большинство метеоритов, которые падают на нас. Кроме того, отсутствие атмосферы на Меркурии означает, что там нет эрозии. Видимые кратеры существуют уже 4,5 миллиарда лет.
Какой самый большой кратер на Меркурии?
Самый большой кратер на Меркурии – это бассейн Калорис, диаметр которого составляет около 1500 км. Размер астероида, образовавшего этот кратер, оценивается в 100 км в поперечнике. Сразу после удара сейсмические волны сошлись на другой стороне планеты, вызвав разрыв поверхности. Это привело к образованию удивительных скальных образований, настоящему хаотическому рельефу. Кратеры за считанные секунды превратились в холмы шириной 10 км и высотой два километра. Неизвестно, когда именно произошло это огромное ударное образование. Считается, что этому явлению чуть меньше четырех миллиардов лет. Но что точно известно, так это то, что если бы Земля испытала удар такого размера, то это уничтожило бы человечество.
Параметры планеты
Первый объект Солнечной системы имеет скромные размеры и является самой маленькой из 8 планет. Магнитное поле Меркурия в 100 раз слабее, чем на Земле. Данный факт обусловлен постепенный остывание ядра. Небесное тело имеет массу 1023 х 3,3 килограмм. Это в 18 раз меньше, чем у Земли, а объём в 17,8 раз. По форме планета похожа на шар. Экваториальный радиус в 2,6 раза меньше земного. Площадь Меркурия меньше в 6,8 раз, чем на земном шаре и составляет 74,800 000 квадратных километров. Близкое расстояние к светилу позволяет планете делать обращение вокруг него всего за 88 земных суток.
Снимок участка поверхности Меркурия, полученный АМС «Мессенджер». В правом нижнем углу — часть кратера Sveinsdóttir с темнеющим в нём уступом Бигль
Интересные факты о Меркурии
- Температура на поверхности Меркурия существенно разнится: от –180 С на темной стороне и до +430 С на солнечной стороне. При этом, так как ось планеты почти не отклоняется от 0 градусов, даже на самой близкой к Солнцу планете (на её полюсах), есть кратеры, дна которых никогда не достигали солнечные лучи.
2. Вокруг Солнца один оборот Меркурий делает за 88 земных дней, а вокруг своей оси один оборот за 58,65 дней, что составляет 2/3 одного года на Меркурии. Этот парадокс вызван тем, что на Меркурий влияет приливное воздействие Солнца.
3. У Меркурия напряженность магнитного поля в 300 раз меньше, нежели напряженность магнитного поля планеты Земля, магнитная ось Меркурия наклонена к оси вращения на 12 градусов.
4. Меркурий — наименьшая из всех планет земной группы, он настолько мал, что уступает в размерах самым крупным спутникам Сатурна и Юпитера – Титану и Ганимеду.
5. Несмотря на то, что ближайшими к Земле по расположению орбит являются Венера и Марс , к Земле на протяжении большего периода времени Меркурий располагается ближе , чем какая-либо другая планета.
6. Поверхность Меркурия напоминает поверхность Луны — она, как и Луна, усеяна большим количеством кратеров. Самым большим и важным отличием этих двух тел является присутствие на Меркурии большого числа зубчатых откосов — так называемых эскарпов, которые простираются на несколько сотен километров. Образовались они путем сжатия, которое сопровождало остывание ядра планеты.
7. Чуть ли не самая заметная деталь на поверхности планеты, это Равнина Жары. Это кратер, который получил свое название благодаря расположению недалеко от одной из «горячих долгот». 1300 км – размер поперечника этого кратера. Тело, в незапамятные времена ударившееся о поверхность Меркурия, должно было иметь диаметр не меньше 100 км.
8. Вокруг Солнца планета Меркурий вращается со средней скоростью 47,87 км/с, что делает его самой быстрой планетой Солнечной системы.
9. Меркурию единственному из планет Солнечной системы присущ эффект Иисуса Навина. Этот эффект выглядит следующим образом: Солнце, если бы мы наблюдали его с поверхности Меркурия, в определенный момент должно было бы остановиться на небосклоне, а затем продолжить движение, но уже не с востока на запад, а наоборот – с запада на восток. Это возможно в результате того, что примерно в течение 8 дней скорость вращательного движения Меркурия меньше орбитальной скорости планеты.
10. Не так давно, благодаря математическому моделированию, у ученых родилось предположение, что Меркурий – это не самостоятельная планета, а давно потерянный спутник Венеры. Впрочем, пока нет вещественных доказательств, это не более чем теория.
Загрузка...
