Содержание
История изучения
Точная дата обнаружения Меркурия неизвестна, поскольку планету описывали еще шумеры в 3000 году до нашей эры. Знали о планете также вавилонские и древнеегипетские жрецы, прекрасные астрономы древнего мира.
Название планеты идет от римлян, которые дали ей имя в честь античного бога Меркурия (в греческом варианте Гермеса), покровителя торговли, ремесел и посланца других олимпийских богов.
Также астрономы прошлого Меркурий порой поэтически называли утренней или вечерней зарей, по времени его появления на звездном небосводе.
Античные астрономы полагали, что Меркурий и его ближайшая соседка планета Венера вращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли. А вот Солнце уже в свою очередь вращается вокруг Земли
Изучению планеты мешает близость расположения к Солнцу. Первые четкие фотографии планеты были получены в 1974 году, когда космический зонд «Маринер-10» осуществил 3 пролета над ней. Спустя более чем 40 лет до Меркурия добрался аппарат «Мессенджер», который тоже совершил облет планеты и через 7 лет он закрепился на ее орбите. Благодаря этому зонду ученые получили информацию о магнитном поле, атмосфере и особенностях рельефа планеты.
Меркурий в натуральном цвете, снимок пролёта «Маринера-10» в 1974/1975 годах.
Первый обзор планеты в телескоп сделал в 17 веке Галилео Галилей. Но несовершенство его оптики не помогло получить сколько-нибудь существенных данных. Транзит планеты в 1631 году отметил Пьер Гассенди. Астроном Джованни Зупи заметил орбитальные фазы Меркурия. Случилось это в 1639 году и подтвердило вращение вокруг звезды и правильность гелиоцентрической модели.
Более точные сведения о планете представил в 1880 году Джованни Скиаперелли, который высчитал длительность орбитального пути Меркурия. В 1934 году Юджиос Антониади создал детально прорисованную карту поверхности планеты.
В 1962 году советские ученые смогли отбить первый радиолокационный сигнал Меркурия. А через 3 года американские астрономы повторили этот эксперимент и закрепили осевой оборот в 59 дней.
Но обычные оптические наблюдения не позволили рассмотреть особенности поверхности планеты. При этом с помощью интерферометров ученым удалось открыть физические и химические характеристики подповерхностных слоев.
Расположение и размер планеты
Меркурий – первая планета от Солнца. От небесного светила его отделяет 58 млн км. Вместе с Венерой, Землей и Марсом он составляет земную группу планет, которые объединяет некоторое сходство в размерах и строении.
Диаметр Меркурия примерно в 3 раза меньше земного и составляет 4879 км. По размерам данная планета уступает некоторым спутникам, которые встречаются в Солнечной системе.
Строение
Как и большинство планет солнечной системы, Меркурий состоит из 3 основных частей:
-
Строение Меркурия. Кора толщиной до 300 км. Состоит из реголита — сыпучего, рыхлого грунта. 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.
- Мантия толщиной до 600 км. Представляет собой переходную субстанцию из расплавленных составляющих ядра с одной стороны и застывшими слоями коры с другой.
- Ядро радиусом до 1800 км. Состоит из смеси железа и никеля. Ядро очень массивное по сравнению с другими планетами и составляет около 3⁄4 всего диаметра, что примерно равно размеру Луны.
Поверхность
Долгое время ученые не могли узнать, как выглядит поверхность Меркурия. 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.
Все изменилось в 1974 году, когда около Меркурия трижды пролетел «Маринер-10». Он сфотографировал почти половину поверхности, и люди наконец-то получили возможность взглянуть на эту планету.
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 много кратеров, оставшихся после падения астероидов и мелких метеоритов. Но есть на поверхности и ровные долины, образованные текущей когда-то лавой. Это говорит о том, что ранее на планете была геологическая активность.
Поверхность напоминает лунную (снимок АМС «Мессенджер»)
Кратер Койпер (чуть ниже центра) (снимок АМС «Мессенджер»)
Еще одна характерная черта поверхности Меркурия – скалы, иногда растянувшиеся на тысячи километров. В высоту они бывают и 100 метров, и 2 километра.
Такое разнообразие верхнего слоя планеты на сегодняшний день не совсем понятно. 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.
Ядро Меркурия постепенно сокращается – ученые считают, что за все время оно сократилось примерно на полтора километра. Это вызывает сжатие всей планеты, поэтому происходят подвижки тектонических плит. Кора выпячивается наружу, образуя скальные гряды.
При сжатии коры плиты наползали друг на друга, образуя выступы длиною в 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.
Орбита и движение
У Меркурия крайне эксцентричная орбита. Он вращается в 46 млн. км от Солнца, на один оборот у него уходит 88 дней.
Орбита Меркурия овальной формы и сильно вытянута эпилептически, вследствие чего планета, то приближается к Солнцу на 47 миллионов километров, то отдаляется на 70 миллионов километров.
Если бы мы могли наблюдать Солнце с поверхности Меркурия, то оттуда оно выглядело бы в три раза больше, чем с Земли.
Экваториальная скорость вращения планеты составляет 10,892 км/час. Скорость движения вокруг Солнца, составляет 180 000 км в час. Один год на Меркурии равен 88 земным суткам.
Ученые установили, что Меркурий со временем постепенно смещается относительно Солнца. Данный эффект известен как прецессия. Смещение орбиты Меркурия по отношению Солнца было одной из неразрешимых загадок, с которой столкнулись астрономы в 19 веке. Чтобы объяснить данный эффект, ученые даже выдвинули предположение, что здесь располагается неизвестная планета, расположенная ближе к звезде.
Прецессия была объяснена только в 20 годах прошлого века. В это вредя Альберт Эйнштейн опубликовал свой труд «Общая теория относительности». Именно это позволяло понять, почему орбита Меркурия со временем смещается. Позднее данное предположение удалось подтвердить во время солнечного затмения.
Смена дня и ночи на Меркурии происходит крайне редко. Данный процесс занимает существенно больше времени, чем на других планетах Солнечной системы, поскольку он медленно вращается вокруг своей оси. Одно из полушарий планеты в течение продолжительного срока обращено в сторону Солнца. День и ночь на Меркурии длятся столько же, сколько и год
Особенности атмосферы
Для Меркурия характерна разреженная гелиевая атмосфера, в которой содержится малая концентрация неона, аргона и водорода. В основном они приносятся «солнечным ветром» и им же выбиваются.
Атомы газов находятся на огромных расстояниях друг от друга и не способны вступать в устойчивые связи из-за слабого магнитного поля планеты. Как следствие, выраженной атмосферы на Меркурии нет.
По этой причине температура на поверхности Меркурия очень сильно колеблется — гораздо сильнее, чем на любой другой планете Солнечной системы.
В экваториальных областях дневная температура составляет в среднем +427 градусов Цельсия, а ночью опускается до −173 градусов. Полярные регионы погружены в постоянный холод: температура здесь не поднимается выше −93 градуса.
Проведенные исследования показывают, что тонкий слой над поверхностью планеты состоит из кислорода (42%), натрия (29%), водорода (22%), гелия (6%) и калия (0,5%).
Магнитное поле
Согласно проведенным расчетам, магнитное поле Меркурия появилось примерно 3,7-3,9 млрд лет назад. Оно характеризуется дипольной структурой и высокой симметричностью. Оно незначительно (всего на 10 градусов) отклоняется от оси вращения, что усложняет определение природы его появления. Считается, что образованию магнитного поля Меркурия способствует эффект динамо, который обусловлен тем же процессом, который наблюдается на Земле.
При этом напряженность магнитного поля Меркурия составляет примерно 300 нТл, что в 100 раз меньше земного. Но несмотря на сравнительно малую напряженность, магнитное поле Меркурия способно оказывать влияние на движение солнечного ветра. Из-за этого возникает так называемая магнитосфера, которая также отличается небольшими размерами.
В 2003 году, после запуска на Меркурий спутника «Мессенджер», ученым стало известно, что из-за близкого расположения к Солнцу его ветер образует над поверхностью необычные эффекты. Солнечный ветер вызывает образование завихрений, которые представляют собой сплетенные узлы магнитного поля планеты. Они вытягиваются на расстояние в 800 км. Кроме того, были выявлены так называемые «окна», или зоны, появление которых обусловлено снижением напряженности поля
Как найти Меркурий на небе
Меркурий всегда виден яркой звездой. Фактически, он будет первой из звезд, которые можно обнаружить на ночном небе. Но чтобы увидеть Меркурий, необходим открытый, чистый и ясный горизонт, без светового загрязнения.
Чтобы увидеть эту планету, нужно смотреть на восток утром, до восхода, или на запад вечером, после захода Солнца. В первой половине дня Меркурий стоит искать в восточной части небе, но из-за очень близкого расстояния до Солнца, планета никогда не отходит далеко от светила.
Необходимо быстро сориентироваться, и начать его искать вскоре после захода или восхода Солнца. Важно запомнить, что планета всегда находится в пределах 28 градусов от светила.
В умеренных широтах северного полушария Меркурий можно обнаружить с января по апрель, для вечерних наблюдений, и с июля по октябрь — для утренних.
Для южного полушария эти сроки нужно поменять местами. Посмотрите примерно на десять градусов выше нашей звезды, за сорок пять минут до восхода. Меркурий будет яркой, белой точкой, хотя в вечернее время может выглядеть розовым.
Общее наблюдение Меркурия в телескоп в целом не отличаются от наблюдений других планет, но требует отличного оборудования. Лучше использовать рефлектор. Увидеть фазы Меркурия можно в 80-мм телескоп с увеличением 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.
Интересные факты
- На Меркурии есть самый настоящий лед, который скрывается в глубине кратеров. Он мог быть принесен на Меркурий кометами и метеоритами или даже образоваться из водяного пара, который вырывается из недр планеты.
- Кратер, названный Койпером, является самой яркой зоной на Меркурии. Длина этого участка достигает 60 км.
- Около 4 миллиардов лет назад огромный астероид врезался в Меркурий. Силу этого удара можно сравнить со взрывом триллиона мегатонных бомб. От этого на поверхности Меркурия остался гигантский кратер, величиной, сравнимой с современным штатом Техас. Астрономы назвали его кратер Бассейнс Калорис.
Частые вопросы
Продолжительность полета от Земли до Меркурия зависит от характеристик аппарата. Свет преодолевает это расстояние за 4,3 минуты. Отправленный в 1974 году летательный аппарат «Маринер-10» достиг Меркурия за 147 дней. Спустя 40 лет орбиты планеты достиг другой искусственный спутник – «Мессенджер». Ему на это потребовалось 1260 дней.
Небо над Меркурием даже днем темное, потому что у планеты нет атмосферы, рассеивающей солнечный свет.
Причина в близости этой планеты к Солнцу. Кольца других планет образуются из ледяных обломков, кусков астероидов и прочих небесных объектов, которые вблизи Меркурия попросту расплавляться жаркими солнечными ветрами.
Нет. Для зарождения жизни на Меркурии абсолютно неподходящие условия. Чтобы на планете появились организмы, способные воспроизводить себе подобных, необходимо соблюдение ряда условий. В частности, нужно, чтобы вода долго не замерзала и не испарялась. Но на Меркурии наблюдаются значительные колебания температур, из-за которых это невозможно.
