Большая полуось меркурия


Меркурий.

 

 

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы, из всех планет земной группы является наименьшей. Известна человечеству с древнейших времён.

 

Общее описание Меркурия

Астрономические характеристики Меркурия

Физичecкиe и орбитальные xapaктepиcтики Mepкуpия

Магнитное поле Меркурия

Атмосфера и температура Меркурия

Геология и внутреннее строение Меркурия. Cocтaв и пoвepxнocть Mepкуpия

 

Общее описание Меркурия:

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы, из всех планет земной группы является наименьшей (после того, как Плутон лишили статуса планеты в 2006 году).  Благодаря скорости своего движения получила название в честь древнеримского бога торговли – быстрого Меркурия.

Меркурий – планета, известная человечеству с древнейших времён. Точная дата её обнаружения неизвестна, однако первые упоминания о Меркурии встречаются около 3000 г. до н.э.  – у шумеров.


Среднее расстояние Меркурия от Солнца чуть менее 58 млн км (57,91 млн км). Период обращения вокруг Солнца является самым коротким среди прочих планет Солнечной системы и составляет всего 87,97 дней.

Видимое расстояние Меркурия от Солнца, если смотреть с Земли, никогда не превышает 28°. Это означает, что планету можно увидеть только после захода или до восхода солнца, в сумерках. Планета телескопически отображает полный диапазон фаз, подобно Венере и Луне, когда она движется по своей внутренней орбите относительно Земли, которая повторяется в течение её синодического периода — примерно каждые 116 дней.

По своим физическим характеристикам Меркурий похож на Луну. Он не обладает естественными спутниками, однако у него очень разрежённая атмосфера. Также у планеты есть крупное железное ядро (оно составляет 80% от всего объёма планеты), которое является источником магнитного поля. Температура на поверхности Меркурия варьируется в пределах от 80 до 700 К (от −190 до +430 °C). Солнечная сторона нагревается гораздо больше, нежели полярные области и обратная сторона планеты.

Радиус Меркурия составляет всего 2439,7 ± 1,0 км – это меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана (двух самых больших спутников планет в Солнечной системе). Несмотря на данный факт, Меркурий превосходит Ганимед и Титан по массе.

Из-за повышенного содержания в недрах Меркурия металлов, его средняя плотность довольно велика – 5,427 г/см³. Показатель незначительно меньше плотности Земли, хотя Земля намного больше по размерам. Масса Меркурия составляет 3,33 · 1023 кг. Она равна всего лишь 5,5 % или 0,055274 массы Земли.


Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с². Вторая космическая скорость – 4,3 км/с.

О планете на данный момент известно сравнительно немного. Только в 2009 году учёные составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер».

 

Астрономические характеристики Меркурия:

Расстояние от Меркурия до Земли меняется от 82 до 217 млн км. Поэтому при наблюдении с Земли Меркурий за несколько дней изменяет своё положение относительно Солнца от запада (утренняя видимость) к востоку (вечерняя видимость).

Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9 до 5,5. Наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия – в низких широтах и вблизи экватора: это объясняется с тем, что продолжительность сумерек там наименьшая. В средних широтах обоих полушарий найти Меркурий возможно только в дни равноденствий (продолжительность сумерек при этом минимальная). Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год). В высоких широтах планету практически никогда (за исключением затмений) нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий виден в течение очень небольшого промежутка времени после наступления сумерек.


Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а.е.). В перигелии Меркурий находится в 46,0 млн км от Солнца (0,3 а.е.), в афелии – в 69,7 млн км (0,46 а.е.), таким образом, в перигелии Меркурий более чем в полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. Средняя скорость движения планеты по орбите – 48 км/с (в афелии – 38,7 км/с, а в перигелии – 56,6 км/с).

Меркурий обращается по своей орбите вокруг Солнца с периодом около 87,97 земных суток. Продолжительность одних звёздных суток на Меркурии составляет 58,65 земных, а солнечных — 176 земных. Продолжительность меркурианского дня (и соответственно ночи) на 33,3 % меньше продолжительности меркурианского года.

Такое соотношение периодов вращения вокруг оси и обращения Меркурия вокруг Солнца является уникальным для Солнечной системы явлением. Предположительно оно объясняется тем, что приливное воздействие Солнца отбирало момент количества движения и тормозило вращение, которое было первоначально более быстрым, до тех пор, пока оба периода не оказались связаны целочисленным отношением. В результате за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота. В результате такого движения планеты на ней можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридиана, которые попеременно обращены к Солнцу во время прохождения Меркурием перигелия, и на которых из-за этого бывает особенно горячо даже по меркурианским меркам.


Благодаря вытянутой орбите, комбинация осевого и орбитального движения Меркурия порождает ещё одно интересное явление. Скорость вращения планеты вокруг оси — величина практически постоянная, в то время как скорость орбитального движения постоянно изменяется. На участке орбиты вблизи перигелия в течение около восьми суток угловая скорость орбитального движения превышает угловую скорость вращательного движения. В результате Солнце на небе Меркурия описывает петлю, как сам Меркурий на небе Земли. На долготах, близких к 90 и 270 градусов, Солнце после восхода останавливается, поворачивает обратно и заходит почти в той же точке, где взошло. Но спустя несколько земных суток Солнце восходит снова в той же точке и уже надолго. Данный эффект иногда называют эффектом Иисуса Навина. Его имя встречается в Библии – однажды он остановил движение Солнца (Нав. 10:12-13). Около захода картина повторяется в обратном порядке.

Интересно также, что Меркурий в среднем чаще других является ближайшей к Земле планетой, однако ближайшие по расположению орбит к Земле планеты – это Марс и Венера, Меркурий. Объяснить явление можно тем, что другие планеты больше отдаляются не будучи столь «привязанными» к Солнцу.

 

Физичecкиe и орбитальные xapaктepиcтики Mepкуpия:



Физические характеристики Меркурия
Пoляpный paдиуc 2439,7 км
Эквaтopиaльный paдиуc 2439,7 км
Cpeдний paдиуc 2439,7 км ± 1,0 км
Плoщaдь пoвepxнocти 7,48·107 км²

0,147 земной

Oкpужнocть бoльшoгo кpугa 15 329,1 км
Macca 3,33·1023 кг

0,055274 зeмнoй

Oбъём 6,083·1010 км³

0,056 зeмнoгo

Cpeдняя плoтнocть 5,427 г/cм³

0,984 зeмнoй

Aльбeдo 0,142 (Бoнд)

0,068 (гeoм.)

Уcкopeниe cвoбoднoгo пaдeния нa эквaтope 3,7 м/c²

0,377 g

Эквaтopиaльнaя cкopocть вpaщeния 10,892 км/ч
Пepвaя кocмичecкaя cкopocть 3,1 км/c
Bтopaя кocмичecкaя cкopocть 4,3 км/c
Пepиoд вpaщeния 58,646 днeй
Haклoн ocи 2,11′ ± 0,1′
Cклoнeниe ceвepнoгo пoлюca 61,45°
Пpямoe вocxoждeниe ceвepнoгo пoлюca 18 ч 44 мин 2 c

281,01°

Углoвoй диaмeтp 4,5″ – 13″
Bидимaя звёзднaя вeличинa 2,6m дo 5,7m

 

Орбитальные характеристики Меркурия
Aфeлий 69 817 445 км

0,46670079 a. e.

Пepигeлий 46 001 009 км

0,30749951 a. e.

Экcцeнтpиcитeт opбиты 0,20563593
Бoльшaя пoлуocь 57 909 227 км

0,38709927 a. e.

Cинoдичecкий пepиoд oбpaщeния 115,88 днeй
Cидepичecкий пepиoд oбpaщeния 87,969 днeй
Opбитaльнaя cкopocть 47,36 км/c
Cpeдняя aнoмaлия 174,795884°
Haклoнeниe 7,00° oтнocитeльнo плocкocти эклиптики 3,38° oтнocитeльнo coлнeчнoгo эквaтopa 6,34° oтносительно инвapиaнтнoй плocкocти
Apгумeнт пepицeнтpa 29,124279°
Дoлгoтa вocxoдящeгo узлa 48,33167°

 

Магнитное поле Меркурия:

У Меркурия есть магнитное поле, напряжённость которого, согласно результатам измерения «Маринера-10», в 100 раз меньше земного и составляет ~300 нТл. Также про магнитное поле Меркурия можно сказать, что оно имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 10 градусов отклоняется от оси вращения планеты, что ограничивает круг теорий, которые объясняют его происхождение.

Возможно, магнитное поле Меркурия образуется в результате эффекта динамо, то есть аналогично тому, как на Земле. Такой эффект является результатом циркуляции вещества в жидком ядре планеты. Из-за выраженного эксцентриситета орбиты планеты и близости к Солнцу возникает чрезвычайно сильный приливный эффект. Он поддерживает ядро в жидком состоянии, что необходимо для проявления «эффекта динамо». В 2015 году учёные из США, Канады и России оценили нижнюю границу среднего возраста магнитного поля Меркурия в 3,7–3,9 миллиарда лет.

Магнитное поле Меркурия является сильным, поэтому влияет на движение солнечного ветра вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и мала настолько, что могла бы поместиться внутри Земли, достаточно мощная, чтобы захватить заряженные частицы (плазму) солнечного ветра. Результаты наблюдений, которые были получены «Маринером-10», подтверждают существование низкоэнергетической плазмы в магнитосфере с ночной стороны планеты. В «подветренном» хвосте магнитосферы были обнаружены всплески высокоэнергетических частиц, что указывает на динамические качества магнитосферы планеты.


Во время второго пролёта мимо планеты 6 октября 2008 года «Мессенджер» обнаружил, что магнитное поле Меркурия может обладать значительным количеством «окон», то есть зон со сниженной напряжённостью магнитного поля. Приборы космического аппарата зафиксировали магнитные вихри — сплетённые узлы магнитного поля, которые соединяют аппарат с магнитным полем планеты. Вихрь достигал 800 км в поперечнике – треть радиуса планеты. Подобная вихревая форма магнитного поля порождается солнечным ветром. Так как солнечный ветер обтекает магнитное поле планеты, силовые линии магнитного поля связываются с плазмой солнечного ветра и увлекаются им, завиваясь в вихреподобные структуры. Эти вихри магнитного поля формируют «окна» в планетарном магнитном щите, через которые заряженные частицы солнечного ветра проникают сквозь него и достигают поверхности Меркурия. Процесс связи планетного и межпланетного магнитных полей, который назвали магнитным пересоединением, — обычное явление в космосе. Оно наблюдается и в магнитосфере Земли, при этом возникают магнитные вихри. Однако, по наблюдениям «Мессенджера», частота присоединения магнитного поля к плазме солнечного ветра в магнитосфере Меркурия в 10 раз выше.

 

Атмосфера и температура Меркурия:


Из-зa того, что Меркурий близко располагается к Солнцу, он сильно прогревается, поэтому не способен сберечь атмосферу. Меркурий обладает очень разрежённой атмосферой. Из всех слоев атмосферы учёныe нашли у Меркурия только тoнкий cлoй пepeмeннoй экзocфepы, которая представлена вoдopoдoм, гeлиeм, киcлopoдoм, нaтpиeм, кaлиeм и водяным паром. Oбщий уpoвeнь атмосферного дaвлeния пpиближен к oтмeткe 10-14 бap.

Бeз aтмocфepнoгo cлoя coлнeчнoe тeплo накапливаться не может, пoэтoму нa Mepкуpии присутсвуют резкие тeмпepaтуpныe кoлeбaния (перепады): нa coлнeчнoй cтopoнe – 426,9 °C (максимальная температура), нa тёмнoй – дo –183,2 °C (минимальная температура). Средняя температура его дневной поверхности равна 349,9 °C, ночной поверхности −170,2 °C. Солнечная сторона Меркурия нагревается гораздо больше, чем полярные области и обратная сторона планеты.

Исследования, которые были проведены с помощью радиотелескопа в Аресибо, позволяют предположить, что в холодной и тёмной зоне существуют ледники. Слой водяного льда может достигать 2 м, вероятно, он покрыт слоем пыли.

 

Источник: xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Интересные факты о планете Меркурий

Давайте узнаем больше интересных фактов о планете Меркурий.

Год на Меркурии длится всего 88 дней

  • Один солнечный день (промежуток между полуднями) охватывает 176 дней, а сидерический день (осевое вращение) – 59 дней. Меркурий наделен наибольшим орбитальным эксцентриситетом, а удаленность от Солнца – 46-70 млн. км.

Это наименьшая планета в системе

  • Меркурия входит в пятерку планет, которые можно найти без использования инструментов. В экваторе простирается на 4879 км.

Стоит на втором месте по плотности

  • Каждый см3 наделен показателем в 5.4 грамма. Но Земля стоит на первом месте, потому что Меркурий представлен тяжелыми металлами и горными породами.

Есть морщинки

  • Когда железное планетарное ядро остыло и сжалось, поверхностный слой покрылся морщинками. Они способны вытягиваться на сотни миль.

Есть расплавленное ядро

  • Исследователи считают, что железное ядро Меркурия способно пребывать в расплавленном состоянии. Обычно у маленьких планет оно быстро теряет нагрев. Но сейчас думают, что оно вмещает серу, которая снижает температуру плавления. Ядро охватывает 42% планетарного объема.

На втором месте по раскаленности

  • Хотя Венера проживает дальше, но ее поверхность стабильно удерживает наивысшую поверхностную температуру из-за парникового эффекта. Дневная сторона Меркурия прогревается на 427°C, а на ночной температура падает к -173°C. Планета лишена атмосферного слоя, поэтому не способна обеспечивать равномерное распределение нагрева.

Наиболее кратерная планета

  • Геологические процессы помогают планетам обновлять поверхностный слой и сглаживать кратерные шрамы. Но Меркурий лишен такой возможности. Все его кратеры именуются в честь художников, писателей и музыкантов. Ударные формирования, превышающие в диаметре 250 км, называют бассейнами. Крупнейший – Равнина Жары, простирающаяся на 1550 км.

Его посещали лишь два аппарата

  • Меркурий слишком близко находится к Солнцу. Трижды его облетел Маринер-10 в 1974-1975 гг., отобразив чуть меньше половины поверхности. В 2004 году туда отправился MESSENGER.

Имя дали в честь посланника у римского божественного пантеона

  • Точная дата обнаружения планеты неизвестна, потому что о ней писали еще шумеры в 3000 г. до н.э.

Есть атмосфера (кажется)

  • Гравитация составляет лишь 38% от земной, но этого мало, чтобы удержать стабильную атмосферу (разрушается солнечными ветрами). Газ выходит, но его пополняют солнечные частички и пыль.

Размер, масса и орбита планеты Меркурий

При радиусе в 2440 км и массе 3.3022 х 1023 кг Меркурий считается самой маленькой планетой в Солнечной системе. По размеру достигает всего 0.38 земного. Также уступает по параметрам некоторым спутникам, но по плотности стоит на втором месте после Земли – 5.427 г/см3. На нижнем фото указано сравнение размеров Меркурия и Земли.

Это обладатель самой эксцентричной орбиты. Удаленность Меркурия от Солнца может колебаться от 46 миллионов км (перигелий) до 70 миллионов км (афелий). От этого могут меняться и ближайшие планеты. Средняя орбитальная скорость равна – 47322 км/с, поэтому на прохождения орбитального пути уходит 87.969 дней. Ниже представлена табличка характеристик планеты Меркурий.

Состав и поверхность планеты Меркурий

Состав Меркурия на 70% представлен металлическим и на 30% силикатным материалам. Считают, что его ядро охватывает примерно 42% всего объема планеты (у Земли – 17%). Внутри располагается ядро из расплавленного железа, вокруг которого сосредоточен силикатный слой (500-700 км). Поверхностный слой – кора с толщиной в 100-300 км. На поверхности можно заметить огромное количество хребтов, которые тянутся на километры.

По сравнению с другими планетами Солнечной системы, ядро Меркурия обладает наибольшим количеством железа. Полагают, что раньше Меркурий был намного больше. Но из-за удара с крупным объектом внешние слои разрушились, оставив главное тело.

Некоторые считают, что планета могла появиться в протопланетном диске до того, как солнечная энергия стала стабильной. Тогда он должен быть вдвое массивнее современного состояния. При нагреве в 25000-35000 К большая часть породы могла просто испариться. Изучите строение Меркурия на фото.

Есть и еще одно предположение. Солнечная туманность могла привести к увеличению частичек, которые набросились на планету. Тогда более легкие отошли и не использовались при создании Меркурия.

Если смотреть издалека, то планета напоминает земной спутник. Такой же кратерный ландшафт с равнинами и следами лавовых потоков. Но здесь отмечено большее разнообразие элементов.

Меркурий сформировался 4.6 миллиардов лет назад и попал под обстрел целой армии астероидов и мусорных осколков. Атмосферы не было, поэтому удары оставили заметные следы. Но планета оставалась активной, так что лавовые потоки создали равнины.

Размеры кратеров варьируются от небольших ям до бассейнов с шириною в сотни километров. Самый крупный – Калорис (равнина Жары) с диаметром в 1550 км. Удар был настолько сильным, что привел к лавовому извержению на противоположной планетарной стороне. А сам кратер окружен концентрическим кольцом высотой в 2 км. На поверхности можно отыскать примерно 15 крупных кратерных образований. Внимательно рассмотрите схему магнитного поля Меркурия.

Планета обладает глобальным магнитным полем, достигающем 1.1% земной силы. Возможно, что источником служит динамо, напоминая нашу Землю. Оно образуется благодаря вращению жидкого ядра, наполненного железом.

Этого поля хватает, чтобы противостоять звездные ветра и формировать магнитосферный слой. Его силы достаточно, чтобы удерживать плазму из ветра, из-за чего происходит поверхностное выветривание.

Атмосфера и температура планеты Меркурий

Из-за близости к Солнцу планета слишком сильно прогревается, поэтому не способна сберечь атмосферу. Но ученые отметили тонкий слой переменной экзосферы, представленной водородом, кислородом, гелием, натрием, водяным паром и калием. Общий уровень давления приближается к отметке 10-14 бар.

Без атмосферного слоя солнечное тепло не накапливается, поэтому на Меркурии отмечают серьезные температурные колебания: на солнечной стороне – 427°С, а на темной опускается до -173°С.

Однако поверхность располагает водяным льдом и органическими молекулами. Дело в том, что полюсные кратеры отличаются глубиной и туда не попадают прямые солнечные лучи. Полагают, что на дне можно обнаружить 1014 – 1015 кг льда. Пока нет точных данных о том, откуда на планете взялся лед, но это может быть подарок от упавших комет или же он происходит из-за дегазации воды от внутренней планетарной части.

История изучения планеты Меркурий

Описание Меркурия не обходится без истории исследований. Эта планета доступна для наблюдения без использования приборов, поэтому фигурирует в мифах и древних легендах. Первые записи обнаружены в табличке Мул Апин, выступающей астрономическими и астрологическими вавилонскими записями.

Эти наблюдения сделаны в 14-м веке до н.э. и рассказывают о «пляшущей планете», потому что Меркурий перемещается быстрее всего. В Древней Греции его именовали Стилбон (переводится как «блеск»). Это был посланник Олимпа. Потом римляне переняли эту идею и дали современное наименование в честь своего пантеона.

Птолемей в работах несколько раз упоминал, что планеты способны проходить перед Солнцем. Но он не записывал в примеры Меркурий и Венеру, потому что считал их слишком маленькими и незаметными.

Китайцы именовали его Чэнь Синь («Часовая звезда») и связывали с водой и северной направленностью. Причем в азиатской культуре до сих пор сохранилось такое представление о планете, которую даже записывают как 5-й элемент.

Для германских племен здесь наблюдалась связь с богом Одином. Майя видели четырех сов, две из которых отвечали за утро, а две других за вечер.

О геоцентрическом орбитальном пути еще в 11 веке написал один из исламских астрономов. В 12-м веке Ибн Баджья отметил транзит двух крошечных темных тел перед Солнцем. Скорее всего он видел Венеру и Меркурий.

Индийский астроном Кералы Сомаяджи в 15 веке создал частичную гелиоцентрическую модель, где Меркурий совершал обороты вокруг Солнца.

Первый обзор в телескоп приходится на 17 век. Это сделал Галилео Галилей. Он тогда внимательно изучал фазы Венеры. Но его аппарату не хватило мощности, поэтому Меркурий остался без внимания. А вот транзит отметил Пьер Гассенди в 1631 году.

Орбитальные фазы в 1639 году заметил Джованни Зупи. Это было важное наблюдение, потому что подтвердило вращение вокруг звезды и правильность гелиоцентрической модели.

Более точные наблюдения в 1880-х гг. предоставил Джованни Скиапарелли. Он считал, что орбитальный путь занимает 88 дней. В 1934 году Юджиос Антониади создал детальную карту поверхности Меркурия.

Первый радиолокационный сигнал удалось отбить советским ученым в 1962 году. Через три года американцы повторили эксперимент и закрепили осевой оборот в 59 дней. Обычные оптические наблюдения не смогли дать новых сведений, но интерферометры открыли химические и физические характеристики подповерхностных слоев.

Первое глубокое изучение поверхностных особенностей провели в 2000 году обсерваторией Маунт-Вильсон. Большую часть карты составили при помощи радиолокационного телескопа Аресибо, где расширение достигает 5 км.

Исследование планеты Меркурий

До момента первого полета беспилотных аппаратов мы многого не знали о морфологических характеристиках. Первым к Меркурию отправился Маринер в 1974-1975 гг. Он трижды приблизился и сделал ряд масштабных фото.

Но аппарат обладал длительным орбитальным периодом, поэтому при каждом приближении подходил к одной и той же стороне. Так что карта составляла лишь 45% всей площади.

При первом сближении удалось зафиксировать магнитное поле. Последующие подходы показали, что оно сильно напоминает земное, отклоняющее звездные ветры.

В 1975 году у аппарата кончилось топливо, и мы потеряли связь. Однако Маринер-10 и сейчас может вращаться вокруг Солнца и наведываться к Меркурию.

Вторым посланником стал MESSENGER. Он должен был разобраться в плотности, магнитном поле, геологии, структуре ядра и атмосферных особенностях. Для этого установили специальные камеры, гарантирующие высшее разрешение, а спектрометры отмечали составляющие элементы.

MESSENGER стартовал в 2004 году и выполнил три пролета с 2008 года, компенсировав упущенную Маринером-10 территорию. В 2011 году он перешел на эллиптическую планетарную орбиту и начал снимать поверхность.

После этого стартовала следующая годичная миссия. Последний маневр пришелся на 24 апреля 2015 года. После этого закончилось топливо, и 30 апреля спутник разбился об поверхность.

В 2016 году ЕКА и JAXA объединились для создания BepiColombo, который должен добраться к планете в 2024 году. У него есть два зонда, которые будут изучать магнитосферу, а также поверхность во всех длинах волн.

Большая полуось меркурия

Расширенное изображение Меркурия, созданное на основе снимков камер MESSENGER

Меркурий – интересная планета, раздираемая крайностями и противоречиями. Обладает расплавленной поверхностью и льдом, нет атмосферы, зато присутствует магнитосфера. Мы надеемся, что будущие технологии позволят узнать больше интригующих подробностей. Обязательно рассмотрите, как выглядит современная карта поверхности Меркурия в высоком разрешении.

Карта поверхности планеты Меркурий

Полезные статьи:


Ссылки

Источник: v-kosmose.com

Меркурий (планета)

Меркурий  
Меркурий
Меркурий (снимок MESSENGER)
Орбитальные характеристики
Эпоха: J2000.0
Афелий 69 816 927 км
0,46669733 а. е.
Перигелий 46 001 210 км
0,30749909 а. е.
Большая полуось 57 909 068 км
0,38709821 а. е.
Орбитальный эксцентриситет 0,20530294
Сидерический период 87,969 дней[1]
Синодический период 115,88 дней
Орбитальная скорость 47,87 км/с
Средняя аномалия 174,795884°
Наклонение 3,38° (относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла 48,330541°
Аргумент перицентра 29,124279°
Число спутников нет
Физические характеристики[2]
Сжатие < 0,0006
Экваториальный радиус 2439,7 км
Средний радиус 2439,7 ± 1,0 км
Длина окружности 15329,1 км
Площадь поверхности 7,48×107 км²
0,147 Земных
Объём 6,08272×1010 км³
0,056 Земных
Масса 3,3022×1023 кг
0,055 Земных
Средняя плотность 5,427 г/см³
0,984 Земных
Ускорение свободного падения на экваторе 3,7 м/с²
0,38 g
Вторая космическая скорость 4,25 км/с
Скорость вращения (на экваторе) 10,892 км/ч
Период вращения 58,646 дней (1407,5 часов)
Наклон оси вращения 0,01°
Прямое восхождение на северном полюсе 18 ч 44 мин 2 с
281.01°
Склонение на северном полюсе 61,45°
Альбедо 0,119 (Бонд)
0,106 (геом. альбедо)
Температура поверхности мин сред макс
0°N, 0°W 90 К
(-183 °C)
340 К
(67 °C)
700 К[3]
(427 °C)
85°N, 0°W 80 К
(-193 °C)
200 К
(-73 °C)
380 К
(107 °C)
Атмосфера
Состав атмосферы 31,7 % калий
24,9 % натрий
9,5 %, А. кислород
7,0 % аргон
5,9 % гелий
5,6 %, М. кислород
5,2 % азот
3,6 % углекислый газ
3,4 % вода
3,2 % водород

Мерку́рий — самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы, обращается вокруг Солнца за 88 земных суток. Меркурий относится к внутренним планетам, так как его орбита проходит ближе к Солнцу, чем основной пояс астероидов. После лишения Плутона в 2006 году статуса планеты Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −2,0 до 5,5, но его нелегко заметить по причине очень маленького углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°). В высоких широтах планету никогда нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий всегда скрывается в утренней или вечерней заре. Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год).

Наблюдать Меркурий удобно в низких широтах и вблизи экватора: это связано с тем, что продолжительность сумерек там наименьшая. В средних широтах найти Меркурий гораздо труднее и только в период наилучших элонгаций, а в высоких широтах невозможно вообще.

О планете пока известно сравнительно немного. Аппарат Маринер-10, изучавший Меркурий в 1974—1975 годах, успел картографировать лишь 40—45 % поверхности. В январе 2008 года мимо Меркурия пролетела межпланетная станция MESSENGER, которая выйдет на орбиту вокруг планеты в 2011 году.

По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну, сильно кратерирован. У планеты нет естественных спутников, но есть очень разреженная атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля по своей совокупности составляющим 0,1 от земного.[4] Ядро Меркурия составляет 70 процентов от всего объёма планеты. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 90 до 700 К (от −180 до +430 °C). Солнечная сторона нагревается гораздо больше, чем полярные области и обратная сторона планеты.

Несмотря на меньший радиус, Меркурий всё же превосходит по массе такие спутники планет-гигантов, как Ганимед и Титан.

Астрономический символ Меркурия представляет собой стилизованное изображение крылатого шлема бога Меркурия с его кадуцеем.

  • 1 История и название
  • 2 Движение планеты
  • 3 Физические характеристики
  • 4 Поверхность
  • 5 Атмосфера и физические поля
  • 6 Исследования
  • 7 Меркурий в искусстве
  • 8 Интересные факты
  • 9 Примечания
  • 10 См. также
  • 11 Литература
  • 12 Ссылки

История и название

Самые древние свидетельства наблюдения Меркурия можно найти ещё в шумерских клинописных текстах, датируемых третьим тысячелетием до н. э. Планета названа в честь бога римского пантеона Меркурия, аналога греческого Гермеса и Вавилонского Набу. Древние греки времён Гесиода называли Меркурий «Στίλβων» (Стилбон, Блестящий). До V века до н. э. греки полагали, что Меркурий, видимый на вечернем и утреннем небе — два различных объекта. В Древней Индии Меркурий именовали Будда (बुध) и Рогинея. В китайском, японском, вьетнамском и корейском языках Меркурий называется Водяная звезда (水星) (в соответствии с представлениями о «Пяти элементах». На иврите название Меркурия звучит как «Коха́в Хама́» (כוכב חמה) («Солнечная планета»).

Движение планеты

Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а. е.). В перигелии Меркурий находится в 45,9 млн км от Солнца (0,3 а.е), в афелии — в 69,7 млн км (0,46 а.е) В перигелии Меркурий более чем в полтора раза ближе к Солнцу чем в афелии. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. На один оборот по орбите Меркурий затрачивает 87,97 суток. Средняя скорость движения планеты по орбите 48 км/с.

В течение долгого времени считалось, что Меркурий постоянно обращён к Солнцу одной и той же стороной, и один оборот вокруг оси занимает у него те же 87,97 суток. Наблюдения деталей на поверхности Меркурия, выполненные на пределе разрешающей способности, казалось, не противоречили этому. Данное заблуждение было связано с тем, что наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия повторяются через тройной синодический период, то есть 348 земных суток, что примерно равно шестикратному периоду вращения Меркурия (352 суток), поэтому в различное время наблюдался приблизительно один и тот же участок поверхности планеты. С другой стороны, некоторые астрономы полагали, что меркурианские сутки примерно равны земным. Истина раскрылась только в середине 1960-х годов, когда была проведена радиолокация Меркурия.

Оказалось, что меркурианские звёздные сутки равны 58,65 земных суток, то есть 2/3 меркурианского года. Такая соизмеримость периодов вращения и обращения Меркурия является уникальным для Солнечной системы явлением. Оно предположительно объясняется тем, что приливное воздействие Солнца отбирало момент количества движения и тормозило вращение, которое было первоначально более быстрым, до тех пор, пока оба периода не оказались связаны целочисленным отношением.[5] В результате за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота. То есть, если в момент прохождения Меркурием перигелия определённая точка его поверхности обращена точно к Солнцу, то при следующем прохождении перигелия к Солнцу будет обращена в точности противоположная точка поверхности, а ещё через один меркурианский год Солнце снова вернётся в зенит над первой точкой. В результате солнечные сутки на Меркурии длятся два меркурианских года или трое меркурианских звёздных суток.

В результате такого движения планеты на ней можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридиана, которые попеременно обращены к Солнцу во время прохождения Меркурием перигелия, и на которых из-за этого бывает особенно горячо даже по меркурианским меркам.

Комбинация движений планеты порождает ещё одно уникальное явление. Скорость вращения планеты вокруг оси — величина практически постоянная, в то время как скорость орбитального движения постоянно изменяется. На участке орбиты вблизи перигелия в течение примерно 8 суток скорость орбитального движения превышает скорость вращательного движения. В результате Солнце на небе Меркурия останавливается, и начинает двигаться в обратном направлении — с запада на восток. Этот эффект иногда называют эффектом Иисуса Навина, по имени главного героя Книги Иисуса Навина из Библии, остановившего движение Солнца (Нав., X, 12-13). Для наблюдателя на долготах, отстоящих на 90° от «горячих долгот», Солнце при этом восходит (или заходит) дважды.

Интересно также, что, хотя ближайшими по расположению орбит к Земле являются Марс и Венера, именно Меркурий является бо́льшую часть времени ближайшей к Земле планетой, чем любая другая (поскольку другие отдаляются в большей степени, не будучи столь «привязанными» к Солнцу).

Физические характеристики

Меркурий — самая маленькая планета земной группы. Его радиус составляет всего 2439,7 ± 1,0 км, что меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана. Масса планеты равна 3,3×1023 кг. Средняя плотность Меркурия довольно велика — 5,43 г/см³, что лишь незначительно меньше плотности Земли. Учитывая, что Земля больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов. Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с². Вторая космическая скорость — 4,3 км/с.

Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также отсутствие атмосферы приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Средняя температура его дневной поверхности равна 623 К (349,9 °C), ночной — всего 103 К (-170,2 °C). Минимальная температура на Меркурии равна 90 К (-183,2 °C), а максимум, достигаемый в полдень на «горячих долготах» при нахождении планеты близ перигелия — 700 К (426,9 °C).

Несмотря на такие условия, в последнее время появились предположения о том, что на поверхности Меркурия может существовать лёд. Радарные исследования приполярных областей планеты показали наличие там сильно отражающего радиоволны вещества, наиболее вероятным кандидатом в которое является обычный водяной лёд. Поступая на поверхность Меркурия при ударах о неё комет, вода испаряется и путешествует по планете, пока не замёрзнет в полярных областях на дне глубоких кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где лёд может сохраняться практически неограниченно долго.

До недавнего времени предполагалось, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, содержащее 60 % массы планеты, окружённое силикатной оболочкой толщиной 500—600 км, так как КА Маринер-10 обнаружил слабое магнитное поле, и считалось, что планета с таким малым размером не может иметь жидкого ядра. Но в 2007 году группа Жана-Люка Марго подвела итоги пятилетних радарных наблюдений за Меркурием, в ходе которых были замечены вариации вращения планеты, слишком большие для модели с твёрдым ядром.

Поверхность

Поверхность Меркурия во многом напоминает лунную — она усеяна множеством кратеров. Плотность кратеров различна на разных участках. Предполагается, что более густо усеянные кратерами участки являются более древними, а менее густо усеянные — более молодыми, образовавшимися при затоплении лавой старой поверхности. В то же время, крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого немецкого композитора Бетховена, его поперечник составляет 625 км. Однако сходство неполное — на Меркурии видны образования, которые на Луне не встречаются. Важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов, простирающихся на сотни километров — эскарпов. Изучение их структуры показало, что они образовались при сжатии, сопровождавшем остывание планеты, в результате которого поверхность Меркурия уменьшилась на 1 %. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3—4 миллиардов лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности, последнее почти полностью исключает возможность существования в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы.

В ходе исследований, проводимых зондом MESSENGER, было сфотографировано свыше 80 % поверхности Меркурия и выявлено, что она однородна, что отличает Меркурий от Луны или Марса, у которых одно полушарие резко отличается от другого.[6]

Одна из самых заметных деталей поверхности Меркурия — Равнина Жары (лат. Caloris Planitia). Этот кратер получил своё название, потому что расположен вблизи одной из «горячих долгот». Его поперечник составляет около 1300 км. Вероятно, тело, при ударе которого образовался кратер, имело поперечник не менее 100 км. Удар был настолько сильным, что сейсмические волны, пройдя всю планету и сфокусировавшись в противоположной точке поверхности, привели к образованию здесь своеобразного пересечённого «хаотического» ландшафта.

Точка с самым высоким альбедо на поверхности Меркурия — это кратер Койпера диаметром 60 км. Вероятно, это один из наиболее «молодых» крупных кратеров на Меркурии.[7]

Атмосфера и физические поля

При пролёте космического аппарата «Маринер-10» мимо Меркурия было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5×1011 раз меньше давления земной атмосферы. В таких условиях атомы чаще сталкиваются с поверхностью планеты, чем друг с другом. Её составляют атомы, захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром с поверхности — гелий, натрий, кислород, калий, аргон, водород. Среднее время жизни определённого атома в атмосфере около 200 суток.

Меркурий

Меркурий обладает магнитным полем, напряжённость которого в 300 раз меньше напряжённости магнитного поля Земли. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 2 градуса отклоняется от оси вращения планеты, что налагает существенное ограничение на круг теорий, объясняющих его происхождение.[6]

5 февраля 2008 года группой астрономов из Бостонского университета под руководством Джеффри Бомгарднера было объявлено об открытии кометоподобного хвоста у планеты Меркурий длиной более 2,5 млн км. Обнаружили его при наблюдениях с наземных обсерваторий в линии натрия. До этого было известно о хвосте длиной не более 40 000 км. Первое изображение данной группой было получено в июне 2006 года на 3,7-метровом телескопе Военно-воздушных сил США на горе Халеакала (Гавайи, США), а затем использовали еще три меньших инструмента: один на Халеакала и два на обсерватории МакДональд (Техас, США). Телескоп с 4-дюймовой апертурой (100 мм) использовался для создания изображения с большим полем зрения. Изображение длинного хвоста Меркурия было получено в мае 2007 года Джоди Вилсоном (старший научный сотрудник) и Карлом Шмидтом (аспирант).[8] Видимая длина хвоста для наблюдателя с Земли составляет порядка 3°.

Новые данные о хвосте Меркурия появились после второго и третьего пролета АМС MESSENGER в начале ноября 2009 года.[9] На основе этих данных сотрудники НАСА смогли предложить модель образования данного явления.[10]

Исследования

Меркурий — наименее изученная планета земной группы. Только два аппарата были направлены для его исследования. Первым был «Маринер-10», который в 1974—1975 годах трижды пролетел мимо Меркурия; максимальное сближение составляло 320 км. В результате было получено несколько тысяч снимков, охватывающих примерно 45 % поверхности планеты. Дальнейшие исследования с Земли показали возможность существования водяного льда в полярных кратерах.

В настоящее время НАСА осуществляет вторую миссию к Меркурию под названием MESSENGER. Аппарат был запущен 3 августа 2004 года, а в январе 2008 года аппарат впервые совершил пролёт мимо своей цели — Меркурия. Для выхода на орбиту вокруг планеты в 2011 году аппарат проделал ещё два гравитационных манёвра мимо Меркурия: в октябре 2008 года и в сентябре 2009 года. MESSENGER также выполнил один пролёт мимо Земли в 2005 году и два пролёта мимо Венеры: в октябре 2006 и в июне 2007 года, в ходе которых производил проверку оборудования.

Европейским космическим агентством (ESA) совместно с японским аэрокосмическим исследовательским агентством (JAXA) разрабатывается миссия BepiColombo, состоящая из двух космических аппаратов Mercury Planetary Orbiter (MPO) и Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Европейский аппарат MPO будет исследовать поверхность Меркурия и его глубины, в то время, как японский MMO будет наблюдать за магнитным полем и магнитосферой планеты. Запуск BepiColombo планируется на 2013 год, а в 2019 году он достигнет орбиты Меркурия, где и разделится на две составляющие.

Развитие электроники и информатики сделало возможным наземные наблюдения Меркурия с помощью приёмников излучения ПЗС и последующую компьютерную обработку снимков. Одним из первых серии наблюдений Меркурия с ПЗС-приёмниками осуществил в 1995—2002 годах Йохан Варелл в обсерватории на острове Ла Пальма на полуметровом солнечном телескопе. Варелл выбирал лучшие из снимков, не используя компьютерное сведе́ние. Сведение начали применять в Абастуманской астрофизической обсерватории к сериям фотографий Меркурия, полученным 3 ноября 2001 года, а также в обсерватории Скинакас Ираклионского университета к сериям от 1—2 мая 2002 года; для обработки результатов наблюдений применили метод корреляционного совмещения. Полученное разрешённое изображение планеты обладало сходством с фотомозаикой Маринера-10, очертания небольших образований размерами 150—200 км повторялись. Так была составлена карта Меркурия для долгот 210—350°[11].

Меркурий в искусстве

  • В научно-фантастическом рассказе Бориса Ляпунова «Ближайшие к Солнцу» (1956 г.) советские космонавты впервые высаживаются на Меркурий и Венеру для их изучения.
  • В повести Айзека Азимова «Большое солнце Меркурия» (серия о Лакки Старре) действие происходит на Меркурии.
  • В рассказах Айзека Азимова «Хоровод» (Runaround) и «Ночь, которая умирает» (The Dying Night), написанных соответственно в 1941 и 1956 годах, описывается Меркурий, повёрнутый к Солнцу одной стороной. При этом во втором рассказе на этом факте строится разгадка детективного сюжета.
  • В научно-фантастическом романе Франсиса Карсака «Бегство Земли», наряду с основным сюжетом, описывается научная станция по изучению Солнца, расположенная на Северном полюсе Меркурия. Учёные живут на базе, расположенной в вечной тени глубоких кратеров, а наблюдения ведутся с постоянно освещённых светилом гигантских башен.
  • В научно-фантастической повести Алана Нурса «Через Солнечную сторону» главные герои пересекают сторону Меркурия обращённую к Солнцу. Повесть написана в соответствии с научными взглядами своего времени, когда предполагалось, что Меркурий постоянно обращён к Солнцу одной стороной.
  • В аниме-мультсериале «Сейлор Мун» планету олицетворяет девушка-воительница Сейлор Меркурий, она же Ами Мицуно. Ее атака заключается в силе воды и льда.
  • В научно-фантастической повести Клиффорда Саймака «Однажды на Меркурии», основным полем действия является Меркурий, а энергетическая форма жизни на нем — шары, превосходит человечество на миллионы лет развития, давно пройдя стадию цивилизации.

Интересные факты

  • Меркурий — самая быстрая планета в Солнечной системе, она движется по орбите вокруг Солнца со средней скоростью 47,87 км/с, что почти в 2 раза больше скорости движения Земли. Такая скорость и тот факт, что Меркурий расположен ближе к Солнцу, чем Земля, приводят к тому, что один год на Меркурии (время его полного оборота вокруг Солнца) составляет всего 87,99 дней.
  • Меркурий — довольно сложный объект для наблюдения в высоких широтах Земли из-за того, что он всегда наблюдается в заре — утренней или вечерней — на фоне сумеречного неба, и довольно низко над горизонтом (особенно в северных широтах). Период его наилучшей видимости (элонгация) наступает несколько раз в году (продолжаясь около 10 дней). Даже в эти периоды увидеть Меркурий невооружённым глазом непросто (относительно неяркая звёздочка на довольно светлом фоне неба). Существует история о том, что Николай Коперник, наблюдавший астрономические объекты в условиях северных широт и туманного климата Прибалтики, сожалел, что за всю жизнь так и не увидел Меркурий. В низких же широтах Меркурий виден хорошо.
  • На Меркурии не существует времён года в том смысле, который мы вкладываем в это понятие на Земле. Это происходит из-за того, что ось вращения планеты находится под прямым углом к плоскости орбиты. Как следствие, рядом с полюсами есть области, до которых солнечные лучи не доходят никогда. Обследование, проведённое радиотелескопом Аресибо, позволяет предположить, что в этой студёной и тёмной зоне есть ледники. Ледниковый слой может достигать 2 м и покрыт слоем пыли.[12]
  • Из всех планет, видных невооружённым глазом, только Меркурий никогда не имел собственного искусственного спутника. Выход АМС MESSENGER на орбиту Меркурия запланирован на 2011 год.
  • Телескоп Хаббл никогда не использовался и не будет использован для наблюдения Меркурия. Конструкция телескопа не допускает наблюдения объектов, близких к Солнцу, при попытке сделать это аппаратура будет необратимо повреждена.[13]

См. также

  • Список кратеров на Меркурии

Литература

  • Бронштэн В. Меркурий — ближайший к Солнцу // Аксёнова М. Д. Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия — М.: Аванта+, 1997. — С. 512—515. — ISBN 5-89501-008-3
  • Ксанфомалити Л. В. Неизвестный Меркурий // В мире науки. — 2008. — № 2.

Источник: dic.academic.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.