Меркурий - самая близкая к Солнцу планета, а также самая маленькая из восьми планет нашей Солнечной системы. За каждые 2 оборота вокруг Солнца, которые занимают около 88 земных суток, Меркурий совершает три оборота вокруг своей оси. Она гравитационно зафиксирована, и это вращение является уникальным для Солнечной системы.
Примерно каждые семь лет с Земли можно наблюдать, как Меркурий проходит по поверхности Солнца. Это происходит потому, что орбита Меркурия наклонена на 7 градусов к плоскости земной орбиты и известна как транзитная. Следующий транзит Меркурия состоится 12-13 ноября 2032 года и будет виден из Европы во второй половине дня.
Он назван в честь римского бога Меркурия, посланника богов, что, скорее всего, связано со скоростью обращения планеты по орбите. Чем ещё выделяется эта маленькая планета земного типа? Что делает её интересной? Давайте познакомимся с некоторыми интересными фактами о Меркурии!
Размер Меркурия по сравнению с Землей
Параллельное сравнение размеров Меркурия и Земли
Меркурий был известен человечеству с древних времен, и хотя дата его открытия неизвестна, считается, что первые упоминания о планете были сделаны шумерами около 3000 года до нашей эры.
Год на Меркурии длится 88 дней, в то время как меркурианские сутки равны 176 земным суткам. Меркурий находится почти вплотную к Солнцу, что также известно как гравитационный замок, и со временем это замедлило вращение планеты, почти сравнявшись с её орбитой вокруг Солнца.
Меркурий так быстро обращается вокруг Солнца, что ранние цивилизации верили, что на самом деле это две разные звезды – одна, которая появляется утром, а другая - вечером.
Меркурий - самая маленькая планета в Солнечной системе с диаметром 4879 км и является одной из пяти планет, видимых невооруженным глазом.
После Земли Меркурий является второй по плотности планетой. Несмотря на свой небольшой размер, Меркурий очень плотный, поскольку состоит в основном из тяжелых металлов и горных пород – основной характеристики планет земной группы.
Меркурий назван в честь посланника римских богов, который в греческой мифологии также известен как Гермес. Это объясняется скоростью, с которой Меркурий обращается вокруг Солнца, и скоростью, с которой Меркурий, римское божество, мог передавать послания.
Астрономы не осознавали, что Меркурий является планетой до 1543 года, когда Коперник опубликовал свою модель Солнечной системы, основанную на Солнце, в которой центром Солнечной системы было Солнце, а не Земля, как считалось ранее (Гелиоцентрическая система).
Сила тяжести на планете составляет всего 38% от земной. Это означает, что Меркурий не способен удерживать атмосферу, которая у него есть, и её сдувает солнечными ветрами. Однако те же солнечные ветры также приносят новые газы и пыль от микрометеоритов, пополняя атмосферу.
У Меркурия нет лун или колец из-за низкой гравитации и отсутствия атмосферы.
Когда–то считалось, что между орбитой Меркурия и Солнцем существует планета под названием Вулкан, однако существование такой планеты так и не было обнаружено.
Орбита Меркурия представляет собой эллипс, а не круг. По мнению ученых и астрономов, у него самая эксцентричная орбита в Солнечной системе и наименее круглая из всех планет.
Меркурий - всего лишь вторая по температуре планета. Венера, хотя и находится дальше от Солнца, чем Меркурий, на самом деле имеет более высокие температуры. Это объясняется тем, что Меркурий не имеет атмосферы, регулирующей температуру, и приводит к самому резкому изменению температуры на всех планетах – от -170°C ночью до 430°C днём.
На Меркурии нет смены времен года. Ось Меркурия имеет наименьший наклон по сравнению со всеми другими планетами, и это приводит к отсутствию смены времен года на его поверхности.
Меркурий – единственная планета, которая совершает оборот не ровно один раз в год, а трижды за каждые два оборота вокруг Солнца. Это связано с тем, что она почти вплотную приближается к Солнцу.
Орбита Меркурия сыграла важную роль в доказательстве общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Меркурий имеет большое железное ядро, которое составляет около 40% его объема (по сравнению с 17% объема ядра Земли) в центре, радиус которого составляет от 1800 до 1900 километров. Ученые полагают, что ядро Меркурия, вероятно, расплавлено.
Толщина внешней оболочки Меркурия составляет всего 500-600 километров. Толщина внешней оболочки Земли (мантии и коры) составляет 2930 километров.
У Меркурия очень разреженная атмосфера, состоящая из атомов, которые ещё не были унесены солнечными ветрами с поверхности планеты. Поскольку Меркурий очень горячий, эти атомы быстро улетучиваются в космос, и поэтому его атмосфера постоянно "испаряется".
Меркурий обладает слабым магнитным полем, напряженность которого составляет около 1% от магнитного поля Земли.
"Маринер-10" трижды пролетел мимо Меркурия
Только два космических аппарата когда-либо посещали Меркурий. Добраться до планеты сложно из-за её близости к Солнцу, и любому космическому аппарату, который её посетит, потребуется преодолеть 91 миллион километров. В 1974-1975 годах "Маринер-10" трижды пролетел мимо Меркурия и нанес на карту половину его поверхности. 24 марта 1975 года у него закончилось топливо, и считается, что он все ещё вращается вокруг Солнца. Зонд MESSENGER был запущен в 2004 году для изучения плотности Меркурия, его геологической истории, природы его магнитного поля и многого другого.
На Меркурии больше кратеров и следов столкновений, чем на любой другой планете. Поверхность Меркурия похожа на поверхность Луны, поскольку, в отличие от большинства планет, Меркурий не является геологически активным и не может “самовосстанавливаться” после столкновений с астероидами и кометами. Большинство кратеров Меркурия названы в честь известных писателей и художников. Если диаметр кратера превышает 250 км, он называется впадиной. Самый большой бассейн на Меркурии, бассейн Калорис, имеет около 1550 км в диаметре и был обнаружен "Маринером-10".
Что остается интригующим в отношении Меркурия, так это то, насколько скудными были наши знания о некоторых его ключевых деталях до недавнего времени. Например, только в 1974 году космический аппарат "Маринер-10" сделал первые снимки, на которых были представлены какие-либо конкретные детали поверхности Меркурия. За последние несколько лет неожиданные открытия, касающиеся атмосферы и недр Меркурия, поставили под сомнение ранее принятые теории.
Сейчас захватывающее время открытий и нового понимания Меркурия. 18 марта 2011 года космический аппарат MESSENGER вышел на орбиту вокруг Меркурия в рамках миссии, которая продлилась год. Надеемся, что мы получим ответы на многие из наших вопросов и, почти наверняка, возникнут новые.
Влияние атмосферы Меркурия на окружающую среду
Атмосфера Меркурия настолько разрежена, что её практически не существует. На самом деле, атмосфера Меркурия, плотность которой примерно в 10-15 раз меньше, чем у атмосферы Земли, ближе к настоящему вакууму, чем когда-либо созданный человеком вакуум.
Отсутствие плотной атмосферы объясняется двояко. Во-первых, при силе тяжести, составляющей всего около 38% от земной, Меркурий просто не в состоянии поддерживать большую часть атмосферы. Во-вторых, близость Меркурия к Солнцу приводит к тому, что он постоянно подвергается бомбардировке солнечными ветрами, которые уносят большую часть того немногого, что накопилось в атмосфере.
Однако, какой бы скудной ни была атмосфера Меркурия, она все же есть. По данным НАСА, предполагается, что его химический состав следующий: 42% кислорода (O2), 29% натрия, 22% водорода (H2), 6% гелия, 5% калия и, возможно, следовые количества аргона, углекислого газа, воды, азота, ксенона, криптона, неона, кальций (Ca, Ca+) и магний.
Заметным результатом такой разреженной атмосферы являются экстремальные температуры, наблюдаемые на поверхности планеты. Низкая температура составляет около -180°C, а высокая - около 430°C. На Меркурии самый большой диапазон температур поверхности, который можно найти на любой планете. Экстремально высокие температуры, наблюдаемые на стороне, обращенной к Солнцу, обусловлены недостаточным количеством атмосферы, поскольку она не способна поглощать солнечную радиацию. Что касается экстремально низких температур на стороне, обращенной от Солнца, то без достаточной атмосферы для улавливания солнечной радиации все тепло теряется в космосе.
Факты о поверхности Меркурия
До 1974 года поверхность Меркурия оставалась в значительной степени загадкой для ученых из-за близости Меркурия к Солнцу. Из-за того, что Меркурий находится так близко к Солнцу, видимость Меркурия ограничивается только перед рассветом или сразу после наступления сумерек. К сожалению, в настоящее время угол, под которым мы видим Меркурий с земли, проходит через значительную часть земной атмосферы, что значительно затрудняет обзор.
Однако во время трех облетов Меркурия в 1974 году космический аппарат "Маринер-10" сделал четкие и потрясающие снимки поверхности планеты. Удивительно, но "Маринер-10" сфотографировал почти половину поверхности планеты во время своей миссии! Результаты показали, что поверхность Меркурия обладает тремя существенными особенностями.
Первая особенность - это огромное количество ударных кратеров, которые образовались за миллиарды лет. Бассейн Калорис является крупнейшим из них, его диаметр составляет 1550 км. Вторая особенность - равнины, расположенные между кратерами. Это гладкие участки поверхности, которые, предположительно, образовались в результате древних лавовых потоков. Третья особенность - скалы (также известные как уступы), протяженностью от десятков до тысяч километров и высотой от ста метров до двух километров.
Важность этих двух особенностей заключается в том, что они подразумевают. Наличие древних лавовых полей говорит о том, что когда-то здесь была вулканическая активность. Однако, учитывая количество и возраст кратеров, ученые пришли к выводу, что Меркурий был геологически неактивен в течение значительного периода времени.
Третья особенность поверхности также представляет для нас большой интерес. По сути, уступы, обнаруженные на поверхности, представляют собой огромные скалы, образовавшиеся в результате прогибания земной коры. Что важно в прогибании Меркурия, так это то, что оно подразумевает. Чтобы понять значение этого, мы должны использовать сравнение. Деформация Земли вызвана сдвигом тектонических плит, в то время как деформация Меркурия вызвана сжатием его ядра. Подразумевается, что поскольку ядро Меркурия сжимается, то же самое происходит и с планетой в целом. Последние оценки показывают, что диаметр Меркурия уменьшился более чем на 1,5 километра.
Факты о внутреннем строении Меркурия
В целом, внутренняя часть Меркурия состоит из трех различных слоев: коры, мантии и ядра.
Толщина меркурианской коры, по оценкам, составляет от 100 до 300 километров. Поверхность Меркурия является частью меркурианской коры, поэтому наличие ранее упомянутых уступов указывает на то, что земная кора является твердой и хрупкой.
Мантия Меркурия, толщина которой составляет около 600 километров, относительно тонкая. Предположительно, её мантия не всегда была такой тонкой. Раньше у Меркурия была гораздо более толстая мантия, но ведущая теория объясняет это тем, что во время формирования Солнечной системы с планетой столкнулась крупная планетезималь, выбросив большую часть мантии в космос.
Ядро Меркурия было объектом многочисленных исследований. Диаметр ядра, по оценкам, составляет 1800 километров, что придает планете ряд интересных свойств. Наиболее очевидным из этих свойств является чрезвычайно высокая плотность Меркурия для его размеров. При диаметре планеты в 4878 километров Меркурий меньше спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана, диаметр которых составляет 5270 км и 5152 км соответственно. Однако при массе 3,3 х 1023 кг плотность Меркурия, составляющая 5400 кг/м3, почти равна плотности Земли - 5540 кг/м3.
Недавно был решен вопрос о том, является ли ядро Меркурия твердым или жидким. Измерив, как радиоволны отражаются от планеты, ученые смогли определить, что ядро на самом деле жидкое. Более конкретно, собранные данные помогают измерить величину колебаний во вращении Меркурия. При твердом ядре вращение было бы жестким, в то время как при жидком ядре наблюдаются небольшие колебания во вращении из-за того, что жидкость внутри “плещется”.
Факты об орбите и вращении Меркурия
Поскольку Меркурий находится намного ближе к Солнцу, чем любая другая планета, ему, естественно, требуется самое короткое время, чтобы совершить полный оборот по орбите. В результате продолжительность меркурианского года составляет всего около 88 земных дней.
Важной особенностью орбиты Меркурия является её высокий эксцентриситет по сравнению с другими планетами. Кроме того, из всех планетарных орбит орбита Меркурия является наименее круглой. Фактически это означает, что разница между перигелием Меркурия — наименьшим орбитальным расстоянием до Солнца — 4,60 х 107 км и его афелием — самым дальним орбитальным расстоянием от Солнца — 6,98 х 107 км довольно велика по сравнению с другими планетами.
Этот эксцентриситет, наряду с отсутствием плотной атмосферы, помогает объяснить, почему поверхность Меркурия подвержена более широкому диапазону экстремальных температур, чем на любой другой планете Солнечной системы. Проще говоря, поверхность Меркурия в перигелии намного горячее, чем в афелии, из-за большой разницы между этими двумя расстояниями. И наоборот, температуры других планет остаются относительно стабильными, поскольку их афелий и перигелий практически одинаковы.
Орбита Меркурия важна ещё и тем, что она представляет собой прекрасный пример современной физики. Со временем орбита Меркурия немного смещается вокруг Солнца. Этот процесс известен как прецессия.
Хотя ньютоновская механика (то есть классическая физика) довольно хорошо справляется с предсказанием скорости этой прецессии, она все ещё не может предсказать её точно. Это было постоянной проблемой для астрономов в конце девятнадцатого и начале двадцатого века. Было выдвинуто множество теорий, объясняющих разницу между фактическими и теоретическими значениями. Одна из теорий даже предполагала существование неизвестной планеты, расположенной ближе к Солнцу, чем Меркурий. Однако истина была окончательно раскрыта, когда Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности. Как следствие этой теории, орбитальная прецессия Меркурия была, наконец, точно описана.
Хотя долгое время считалось, что спин-орбитальный резонанс Меркурия (число оборотов на одной орбите) равен 1:1, в середине двадцатого века было обнаружено, что на самом деле он равен 3:2. Этот резонанс приводит к тому, что на поверхности планеты можно наблюдать удивительные явления. Например, Солнце, казалось бы, поднимается в самую высокую точку неба, затем меняет свой курс и садится в том же направлении, откуда оно поднялось.