Все о космосе

Космос. Астрономия. Вселенная. Наука

Leaf
Главная
Новости
FAQ по Астрономии
Астрословарь
Древняя астрономия
Современные теории
Метагалактика
Солнечная система
Статьи о космосе
Космонавтика
Галерея астрофото
Популярно о космосе
Карта сайта
Поиск
Обратная связь
Партнеры

Астрономия


Leaf Главная arrow Солнечная система arrow Меркурий arrow Меркурий



Меркурий PDF Напечатать Е-мейл
Оглавление статей
Меркурий
Страница 2

 

 

Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета Меркурий остается на­именее исследованной среди внутренних планет Солнечной системы. Свое название она получила в честь греческого бога Гермеса (римляне называли его Мерку­рий) — посланника богов и бога зари, возвещавшего о появле­нии Зевса. Древние египтяне называли эту планету Собкоу, а в Скандинавии и Германии она была известна как Один. Меркурий невелик (диаметр — 4879 км). Он уступает размерами даже некоторым крупнейшим спутникам — Юпитера — Ганимеду (ди­аметр 5262 км) и Сатурна — Титану (5150 км). Однако по средней плотности (5,43 г/см3) Меркурий уступает лишь Земле (5,52 г/см3). А если учесть, что на земную плотность из-за большего раз­мера нашей планеты влияет более силь­ное сжатие вещества, то получается, что при равных размерах планет плотность меркурианского вещества была бы наи­большей, превышая земную на 30%.

Меркурий

Средне расстояние от Солнца

Минимальное

Максимальное

Экваториальный диаметр

Период вращения вокруг собственной оси

Период обращения вокруг Солнца

Скорость движения по орбите

Температура на поверхности

Масса

Средняя плотность вещества

Сила тяжести на поверхности

57,93 млн. км

45,9 млн. км

69,7 млн. км

4879 км

58,65 земных суток

87,97 земных суток

47,89 км/сек

от -180 до +430° С

0,055 земной массы

5,43 г/см3

0,38 земной

 

Меркурий сложно увидеть из-за его близости к Солнцу. Наблюдать планету можно только в очень короткие проме­жутки времени, всегда низко над гори­зонтом, сквозь атмосферную дымку на фоне утренней зари или по вечерам сра­зу после заката. Особенности располо­жения Меркурия затрудняют исследо­вания планеты, что в свое время поро­дило некоторые заблуждения. Иоганн Шретер (1745-1816) на основании слабо различимых деталей на Меркурии, сде­лал ложный вывод о том, что период вращения планеты вокруг собственной оси составляет 24 часа. В 80-х годах XIX в. итальянский астроном Джованни Скиапарелли (1835-1910) пришел к заключению, что эта планета оборачи­вается вокруг своей оси и вокруг Солн­ца за одинаковый промежуток време­ни. В таком случае меркурианские сутки оказались бы равны меркурианскому году, и к Солнцу всегда было бы об­ращено одно и то же его полушарие.

И лишь в 1965 г. с помощью радиоло­кационных наблюдений на крупней­шем радиотелескопе в Аресибо (Пуэрто-Рико) американские ученые Г. Петтенгилл и Р. Дайс впервые надежно опреде­лили, что Меркурий делает один оборот вокруг оси за 58,6 земных суток, что в точности равно 2/3 орбитального перио­да (меркурианский год равен 88 земным суткам). Солнечные сутки — период между двумя восходами Солнца — там длятся 176 земных суток.

До сих пор Меркурий лишь однажды исследовался космическим аппаратом. Американский КА Mariner-10 массой 525 кг был запущен 3 ноября 1973 г. с помощью ракеты-носителя Atlas-Cen­taur. 4 февраля 1974 г. он пролетел на расстоянии 5740 км от Венеры, увели­чив при этом свою скорость на 4,5 км/сек. Отклоне­ние на 1 км от расчетной траек­тории вблизи Ве­неры грозило от­клонением на 1000 км около Меркурия. Одна­ко все параметры этого маневра бы­ли очень близки к расчетным, и 29 марта 1974 г. Mariner-10 про­летел Меркурий на расстоянии 720 км. Выход из сферы действия Меркурия был рассчитан так, чтобы аппарат перешел на гели­оцентрическую орбиту с перио­дом обращения 176 суток. Полет станции Mari­ner-10 считается исключительно успешным — вместо намечен­ного по плану одного раза он провел исследования пла­неты трижды. Следующие встречи с Меркурием состоялись 21 сентября 1974 г., на расстоянии 48 000 км, и на наименьшем расстоянии — 327 км — 16 марта 1975 г. Но за три сеанса фотог­рафирования получены снимки лишь западного полушария планеты. Всего было отснято около 45% поверхности. На этом связь со станцией прервалась.

Удивительным открытием во время первого пролета станции Mariner-10 было обнаружение ударной волны плазмы и магнитного поля вблизи Мер­курия. Во время третьего пролета Мер­курия принадлежность магнитного по­ля планете была окончательно подтвер­ждена. Оно имеет более сложную структуру, чем земное, но значительно слабее (всего 0,7 %) магнитного поля нашей планеты. Кроме дипольного (двухполюсного) в магнитосфере плане­ты присутствуют еще поля с четырьмя и восемью полюсами. Со стороны Сол­нца магнитосфера Меркурия сильно сжата под воздействием солнечного ветра. Наклон оси диполя к оси вра­щения планеты почти такой же, как и у Земли — 12°. Единственным наи­более правдоподобным объяснением природы меркурианского магнитного поля может быть наличие в недрах планеты частично расплавленного металлического ядра, подобного зем­ному.

Существует несколько гипотез, объясняющих высокую плотность Меркурия при его сравнительно не­большом диаметре. Согласно совре­менной теории образования планет, в протопланетном пылевом облаке тем­пература прилегавшей к Солнцу об­ласти была более высокой, чем в окра­инных его частях, поэтому легкие (так называемые летучие) химические эле­менты сдувались солнечным ветром в удаленные, более холодные части об­лака. В околосолнечной области (там, где сейчас расположен Меркурий) соз­давалось преобладание более тяжелых элементов, самым распространенным из которых является железо. Другие объяснения связывают высокую плот­ность Меркурия с химическим восста­новлением окислов (оксидов) легких элементов до их более тяжелой метал­лической формы под действием очень сильной солнечной радиации; либо с постепенным испарением и улетучива­нием в космос внешнего слоя разогре­той первоначальной коры планеты; либо же с тем, что значительная часть "каменной" оболочки Меркурия была утрачена в результате взрывов и выб­росов вещества в космическое прос­транство при столкновениях с астерои­дами.

В XIX в. появилась довольно экзо­тическая гипотеза о том, что Мерку­рий ранее являлся спутником Венеры. В 1976 г. американскими учеными Ван Фландреном и Хэррингтоном был произведен математический расчет этой гипотезы, который показал, что она могла бы объяснить потерю враща­тельного момента у Меркурия и Вене­ры, большой эксцентриситет орбиты Меркурия, резонансный характер дви­жения Меркурия вокруг Солнца. Убе­гание Меркурия могло произойти в те­чение 500 млн. лет и сопровождаться огромным выделением энергии, кото­рое разогревало и Венеру, и ее спут­ник. При этом радиус орбиты Мерку­рия постепенно увеличивался, и когда расстояние между ними достигло при­мерно 460 тыс. км, создались условия для убегания.

Отснятая Mariner-10 часть повер­хности Меркурия напоминает лун­ную: множество кратеров различных размеров покрывает эту планету, и лишь в некоторых областях, назван­ных равнинами, плотность кратеров существенно меньше, как и на лун­ных морях. На Меркурии есть горы, достигающие высоты 2-4 км. Здесь встречена также необычная деталь рельефа — эскарп. Это выступ высо­той 2-3 км, разделяющий два района поверхности. Считают, что эскарпы образовались как сдвиги при сжатии коры планеты в период ее формиро­вания.

По решению Международного аст­рономического союза, кратеры на Мер­курии называют в честь деятелей культуры: писателей, поэтов, худож­ников, скульпторов, композиторов. Так, например, крупнейшие кратеры диаметром от 300 до 600 км получили имена Бетховен, Толстой, Достоев­ский, Шекспир и другие. Есть и иск­лючения: один кратер диаметром 60 км с лучевой системой назван в честь известного астронома Койпера, а дру­гой, диаметром 1,5 км, вблизи эквато­ра, — Хун Каль, что на языке древних майя означает 20. Через этот кратер проходит меридиан, обозначающий 20°. Равнинам (кроме равнины Жары) даны имена планеты Меркурий на раз­ных земных языках — Тир, Буда, Один, Собкоу. На поверхности плане­ты были обнаружены гладкие округ­лые равнины, названные, по аналогии с лунными, бассейнами. Наибольший из них, Калорис (или равнина Жары), имеет диаметр 1300 км (океан Бурь на Луне — 1800 км). Он назван так, пос­кольку через него проходит меридиан 180°. Бассейн расположен в центре по­лушария Меркурия, обращенного к Солнцу, когда планета находится на минимальном от светила расстоянии. Окаймляющие его горы назвали Гора­ми Жары.

На другой стороне планеты, точно напротив бассейна Калорис, находит­ся еще одно интересное образование — холмисто-линейчатая местность. Она состоит из многочисленных холмов диаметром 5-10 км, высотой до 1-2 км и пересечена несколькими обширны­ми прямолинейными долинами, ле­жащими вдоль линий разломов коры планеты. Расположение этой местнос­ти в районе, противоположном Калорису, послужило основанием для ги­потезы о том, что холмисто-линейча­тый рельеф сформировался за счет фо­кусировки сейсмической энергии от удара астероида, образовавшего бас­сейн. Косвенное подтверждение этой гипотезы было получено, когда на Лу­не были обнаружены участки с подоб­ным рельефом, расположенные диа­метрально противоположно Морю Дождей и Морю Восточному — двум крупнейшим кольцевым образовани­ям Луны.

Протяженные уступы (эскарпы), являющиеся отличительной особен­ностью рельефа Меркурия, носят названия знаменитых морских исс­ледовательских судов — Фрам, Эндевор, Восток, Санта-Мария, Дискавери. Долинам даны имена радиообсер­ваторий — Аресибо, Гольдстаун, Крым. Две гряды названы в честь Антониади и Скиапарелли — астро­номов, составивших первые карты этой планеты.

Меркурий получает в 6 раз больше солнечного света, чем Земля. Причем большая часть его поглощается, пос­кольку темная поверхность планеты отражает лишь 12-18 % падающего света. В перигелии температура осве­щенной поверхности достигает 500° С, а в афелии 290° С. Покрывающий пла­нету реголит сильно измельчен и слу­жит прекрасной теплоизоляцией, так что на глубине нескольких десятков сантиметров от поверхности темпера­тура равна примерно 80° С. На ночной стороне температура на поверхности опускается до -210° С. В полярных об­ластях Меркурия, возможно, имеется водяной лед. Он может содержаться в глубинах кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где температу­ра, возможно, не поднимается выше -210С.

Небо над Меркурием всегда чер­ное, поскольку там практически нет атмосферы. Меркурий окружен лишь так называемой экзосферой — пространством, настолько разрежен­ным, что составляющие его ней­тральные атомы никогда не сталки­ваются. В нем при наблюдениях с Земли, а также в процессе пролетов планеты станцией Mariner-Ю, были обнаружены атомы гелия (они преоб­ладают), водорода, кислорода, неона, натрия и калия. Давление у повер­хности планеты в 500 млрд. раз меньше, чем у поверхности Земли (это даже меньше, чем в совре­менных вакуумных установках на Земле). Меркурий распо­ложен очень близко к Солнцу и своим тяготением захватыва­ет солнечный ветер. Атом гелия, захваченный Меркурием, находится в атмосфере в среднем 200 дней. Общее количество атомов и молекул газа в столбе атмосферы Меркурия около 2*1014 над 1 см2 поверхности. Кроме того, раскаленные, как печь, твердые породы выделяют различные атомы, в том чис­ле и щелочных металлов, которые регистрируются в спектре атмосферы.

Самое впечатляющее зрелище на меркурианском небосводе — это Солнце. Там оно выглядит в 2-3 раза большим, чем на зем­ном небе. Особенности сочетания скоростей вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также сильная вытянутость ее орбиты приводят к тому, что видимое перемещение Солнца по черному меркурианскому небу совсем не такое, как на Земле. При этом путь Солнца выглядит неодинаково на раз­ных долготах планеты.

Если вы выберете долготу 0° или 180°, то рано утром в вос­точной части неба над горизонтом увидите "маленькое" (но в 2 раза большее,  чем на небе Земли), поднимающееся над горизонтом све­тило, скорость которого по мере приб­лижения к зениту постепенно замед­ляется, а само оно становится ярче и жарче, увеличиваясь в размерах в 1,5 раза. Это Меркурий приближается к нему по своей сильно вытянутой ор­бите. Едва пройдя точку зенита, Сол­нце замирает, немного пятится назад в течение 2-3 земных суток, еще раз замирает, а затем начинает садиться со все возрастающей скоростью и, за­метно уменьшаясь в размерах (Мер­курий отдаляется от Солнца), скрыва­ется за горизонтом на западе.

Совсем по-другому выглядит дневной ход Солнца, если выбрать для наблюдения долготу 90° или 270°. Там можно увидеть три захода и три восхода Солнца за одни солнечные сутки, длящиеся 176 земных суток. Утром из-за горизонта на востоке очень медленно поднимается яркий громадный светящийся диск (в 3 раза больший, чем на земном небосво­де), он немного восходит над горизонтом, останавливается, а затем идет вниз и скрывается за горизонтом. Вскоре следует повторный восход, после которого Солнце медленно ползет по небу вверх, постепенно ускоряя свой ход и быстро уменьшаясь в размерах. Зенит это "маленькое" Солнце проходит на сравнительно большой скорости, а потом за­медляет свой бег, растет в размерах и медленно скрывается за вечерним горизонтом. Вскоре после первого заката Сол­нце поднимается вновь на небольшую высоту, ненадолго застывает на месте, а затем снова опускается к горизонту и заходит окончательно. Это явление названо "эффектом Ии­суса Навина" по имени библейского героя, умевшего оста­навливать Солнце.

Image 

Такие "зигзаги" солнечного хода возникают оттого, что на коротком отрезке орбиты при прохождении периге­лия (минимального расстояния от Солнца) угловая ско­рость движения Меркурия по орбите вокруг Солнца стано­вится больше, чем угловая скорость его вращения вокруг оси, что приводит к перемещению Солнца вспять на небосво­де планеты в течение короткого промежутка времени (около двух земных суток). А вот звезды на небе Меркурия переме­щаются втрое быстрее, чем Солнце. Звезда, появившаяся од­новременно с Солнцем над утренним горизонтом, зайдет на западе еще до полудня, то есть раньше, чем Солнце добе­рется до зенита, и успеет до его заката еще раз взойти на востоке.


<Предыдущая   След.>