Площадь поверхности меркурия


Площадь поверхности меркурия

Планета Меркурий была известна человечеству с древних времен. Первое упоминание о ней встречается в XVI веке до н. э. в сборнике вавилонских астрологических таблиц «Муль апин». За всю историю наблюдений у Меркурия было много разных названий. Шумеры в сборнике «Муль апин» называли его «прыгающей планетой», в Греции он назывался Гермаоном, Аполлоном. Своему настоящему названию планета обязана древним римлянам. Они назвали ее в честь быстрого бога торговли Меркурия за то, что движется по небу быстрее других планет.

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*1023 кг, что обусловлено наличием массивного ядра.


Планета имеет среднюю плотность, немного меньшую в сравнении с земной и составляющую 5,43 г/см3. 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/с2.

Как и у Венеры, у Меркурия отсутствуют естественные спутники.

Как выглядит Меркурий

Планета имеет ряд отличительных особенностей в строении.

  1. Кратеры, из-за которых поверхность планеты во многом похожа на лунную.

Как предполагают ученые, они образовались после столкновения с осколками, оставшимися со времен формирования Солнечной системы.

Форма и размеры кратеров различны. Одни кратеры очень глубокие и многокольцевые, другие – представляют собой небольшие впадины. Крупных кратеров на Меркурии не так много, как на земном спутнике. Самым большим считается бассейн равнины Жара, высота которого составляет 1315 км, а диаметр 1550 км. Наличие больших кратеров указывает на то, что в коре в течение последних 4 млрд. лет не происходило какого-либо тектонического движения.

Кратеры на планете постепенно разрушаются. На хорошо сохранившихся можно разглядеть лучи горных пород, смещенных при столкновении с космическим объектом.

На поверхности планеты есть участки с более плотным расположением кратеров, являющиеся вместе с тем более древними, и зоны с менее плотным, более молодые, образованные в результате затопления лавой.

  1. Равнины, расположенные между кратерами.

По предположениям ученых, они образованы в результате движения лавы.

Эти две особенности противоречат друг другу. Присутствие равнин, или лавовых полей, указывает на вулканическую активность планеты в прошлом. Но количество и возраст кратеров свидетельствуют о долгом отсутствии геологической активности Меркурия.

  1. Многочисленные зубчатые хребты, простирающиеся на сотни километров и достигающие двух километров в высоту.

В вопросе их происхождения среди ученых нет единого мнения. Согласно первой точке зрения хребты образованы  в результате выпучиваний коры, связанных с ядерной активностью. Если на Земле такие выпучивания появляются при движении тектонических плит, то на Меркурии выдавливание коры происходит из-за постепенного сжатия ядра.

Существует вторая точка зрения относительно теории образования хребтов. Некоторые исследователи предполагают, что хребты возникли в результате падения астероидов.

Отличительной чертой Меркурия является тот факт, что большая часть его поверхности обладает однородной структурой, согласно полученным в ходе миссии Мессенджер данным. У схожих с ним по внешнему строению Луны и Марса левое и правое полушария имеют разное строение.

Химический состав


Первые данные, характеризующие химический состав Меркурия, были получены в ходе миссии аппарата messenger в 2011 году. Методом спектрометрии были изучены верхние слои грунта на площади 5 млн. кв. м. В этой области были обнаружены высокие концентрации соотношений Ca/Si, Mg/Si, S/Si и низкая концентрация Al/Si. Иными словами, в верхнем слое грунта Меркурия преобладает магний, кальций и сера, и в наименьшем количестве содержится алюминий.

Внутреннее строение

Внутреннее строение Меркурия представлено трехслойной структурой, состоящей из ядра, мантии и коры.

По данным, полученным аппаратом Мессенджер, толщина коры — 26±11 км.

Толщина мантии, образованной преимущественно силикатами, — 500 км.

Достаточно массивное ядро составляет примерно 83% от общей массы планеты. По химическому состоянию оно жидкое и представляет собой расплавленную смесь железа и никеля. При этом концентрация железа выше, чем в ядре любой другой планеты.

Атмосфера

Атмосфера Меркурия предельно разряжена. Ее давление составляет 10-15 бар, что в 5*1023 раз меньше земного. В атмосфере планеты присутствуют:

  • Кислород 42%;
  • Натрий 29%;
  • Водород 22%;
  • Гелий 6%;
  • Калий 0,5%;
  • Остальные вещества 0,5% (углекислый газ, вода, кальций, магний, азот, ксенон, аргон, неон, криптон).

Появление многих веществ обусловлено действием солнечного ветра, представляющего собой ионы гелиево-водородной плазмы. Ударяясь с большой скоростью, эти частицы выбивают из поверхности в атмосферу атомы натрия, калия, кальция, магния, разрыхляя верхний слой грунта. Часть ионов плазмы улетают обратно в космос, часть – захватываются магнитосферой Меркурия. Аргон попадает в атмосферу в результате радиоактивного распада калия, вызванного действием низкоплазменного потока. Водяные пары образуются в реакции взаимодействия оксидов грунта и водорода солнечного ветра, а также появляются в процессе таяния льда в кратерах.

Атом в атмосфере Меркурия живет примерно 200 суток. Несмотря на гравитацию и наличие магнитного поля, газы легко рассеиваются в космическое пространство.

Орбита Меркурия

Вращение Меркурия вокруг звезды происходит по орбите в форме сильно вытянутого эллипса. В афелии планета удалена от Солнца на 70 млн. км, а перигелии – на 46 млн. км. Соответственно, в фазе афелия она 1,5 раза дальше от звезды, чем в фазе перигелия.

Период обращения равняется 88 земным суткам. Долгое время исследователи считали, что у Меркурия нет осевого вращения. В результате проведенной в 1960-х годов радиолокации установили, что он совершает 1,5 оборота вокруг оси за один оборот вокруг Солнца. Ни у одной из планет Солнечной системы нет данного соотношения периодов вращения. Ввиду этого солнечные меркурианские сутки длятся 2 года.


Меркурий вращается на орбите со скоростью 48 км/с. Осевое вращение Меркурия происходит с постоянной скоростью, тогда как при вращении вокруг Солнца скорость меняется. В течение 8 суток на участке перигелия угловая скорость орбитального движения превышает таковую для осевого — 56,6 км/с в перигелии, 38,7 км/с в афелии. Солнце будто останавливается, а затем начинает двигаться не на запад, а на восток. Астрономы назвали это явление эффектом Иисуса Навина, персонажа в Библии, который предсказал остановку Солнца.

Смена времен года, аналогичная земной, на Меркурии не происходит. Это объясняется расположением оси собственного вращения под углом в 90° к плоскости орбиты. Поэтому в области полюсов есть зоны, на которые солнечные лучи падают горизонтально. В этих областях наблюдается вечная зима.

Природные условия

На Меркурии наблюдаются крайне резкие в сравнении с другими планетами Солнечной системы перепады температур. Это обусловлено следующими факторами:

  1. Медленным вращением планеты вокруг оси.
  2. Непосредственной близостью к Солнцу.
  3. Разреженной атмосферой.
  4. Эродированной поверхностью, плохо проводящей тепло внутрь планеты.

Температура на планете днем в среднем 350°C, ночью — -170°C. Максимальная температура, зафиксированная на «горячей долготе» планеты во время нахождения в перигелии, — 427°C, минимальная — -183°C.

На Меркурии присутствуют гигантские запасы воды в виде льда, расположенные на дне кратеров. Этот лед никогда не тает из-за недостатка солнечного тепла. Его происхождение очень интересует ученых. Если на планете когда-либо была вода, это означает, что здесь могла бы существовать жизнь.

Магнитное поле


В основе магнитного поля Меркурия лежат динамические эффекты, возникающие в ядре при циркуляции расплавленного железа. Как и на нашей планете, магнитное поле дипольное – есть южный и северный полюса. Но по силе оно примерно в 100 раз меньше земного. Под воздействием низкоплазменного ветра магнитное поле отклоняется на 480 км к северу. В результате этого южный полюс больше подвержен воздействию космической радиации, чем северный.

Достаточно сильное магнитное поле планеты взаимодействует с солнечным ветром, захватывая потоки низкоэнергетической плазмы и образуя большое количество вихрей. В 2008 году приборы Мессенджера зафиксировали вихри, представляющие собой сплетенные узлы магнитного поля, соединявшие космический аппарат с планетным магнитным полем. Частота их возникновения на Меркурии выше в 10 раз таковой на земле.

В результате в электромагнитном поле планеты появляется большое количество зон («окон»), характеризующихся низкой напряженностью. Через «окна» частицы плазмы, переносящиеся потоком солнечного ветра, достигают поверхности.

Гипотезы образования

Небулярная гипотеза происхождения Меркурия является основной. Согласно ей планета-карлик сформировалась из космической туманности.


Существует и вторая гипотеза. Ученые предполагают, что Меркурий был спутником Венеры, а со временем отделился от нее, став планетой. Том Ван Фландер и К.Р.Харрингтон в 70- хх годах XX века провели математические расчеты и показали, что эта теория вполне правдоподобна, так как объясняет резонансный характер вращения вокруг Солнца, вытянутость орбиты и потерю момента вращения.

История формирования необычно большого ядра беспокоит ученых не меньше, чем развитие собственно планеты. Для объяснения этого факта была разработана версия, по которой она подверглась столкновению с космическим объектом. В прошлом планета была в 2,25 раза тяжелее, содержание силикатов было более высоким. Затем Меркурий на скорости 20 км/с столкнулся с малым небесным телом, масса которого была в шесть раз меньше меркурианской. Тяжелое металлическое ядро не претерпело изменений, а мантия и кора потеряли значительную долю веществ, которые улетели и рассеялись в космическом пространстве.

По другой гипотезе Меркурий сформировался из протопланетного небесного тела, в частности из внутренней его части. Эта часть была подвержена влиянию солнечного ветра и излучения, поэтому из нее постепенно вымывались легкие химические элементы. Это, возможно, и является причиной столь низкого соотношения в структуре легких элементов к тяжелым.

Исследования Меркурия продолжаются

К Меркурию в октябре этого года был запущен космический корабль Bepicolombo – совместная миссия космических агентств двух стран — Японии и Европы. Миссия будет проводиться на разных орбитах двумя аппаратами:

  • Японским Mercury Magnetospheric Orbiter;
  • Европейским Mercury Planetary Orbiter (MPO).

Оба аппарата оснащены многочисленными приборами для исследования, предоставленными различными странами-участницами проекта, среди которых значится и Россия. Как ожидается, в ходе проекта Bepicolombo будут изучены внутренняя структура Меркурия и состав поверхности, его геологическая история развития, исследовано взаимодействие магнитного поля с солнечным ветром, картированы полярные области на предмет распространения водяного льда и водородсодержащих соединений.

Прибытие аппаратов к месту назначения, по ожиданиям ученых, произойдет в декабре 2025 года. Таким образом, менее чем через 10 лет ученые, возможно, опровергнут или подтвердят свои предположения о происхождении огромных запасов льда на планете, кратеров и скал и многие другие.

Источник: oplanetah.ru

Интересные факты

Планета Меркурий

Давайте узнаем больше интересных фактов о планете Меркурий.

  • 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.

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

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

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

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

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

  • 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

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

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

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

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

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.

Площадь поверхности 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

Полезные статьи:


Ссылки

Источник: v-kosmose.com

Валерия Сирота
«Квантик» №1, 2017

Путешествие по планетам Солнечной системы начнём с самой близкой к Солнцу планеты — Меркурия. Расстояние от него до Солнца в 2,5 раза меньше, чем от Земли. Из-за этого изучать его довольно сложно: для земного наблюдателя Меркурий никогда не отходит далеко от Солнца, и увидеть его можно только на заре — перед самым восходом или сразу после захода Солнца. А отправить к нему космический аппарат оказывается ничуть не легче, чем к Юпитеру, только по обратной причине: хоть Меркурий и несётся по своей орбите со скоростью 47 км/с — в полтора раза быстрее Земли, — всё равно посланный с Земли корабль так разогнался бы под действием солнечного притяжения, подлетев к нему, что проскочил бы мимо, не успев ничего сфотографировать. Приходится лететь сначала к Венере, делать возле неё гравитационный манёвр1 — но не чтобы разогнаться, а наоборот, чтобы затормозиться — и только потом уж лететь к Меркурию. До сих пор это проделали только две межпланетные станции: «Маринер-10» лет сорок назад и — совсем недавно — «Мессенджер».

Меркурий не только самая близкая к Солнцу (и потому — ещё и самая быстрая) планета, но и самая маленькая. По размеру он уступает даже крупным спутникам планет-гигантов — Ганимеду (спутнику Юпитера) и Титану (спутнику Сатурна). Однако по массе он их всё-таки обогнал. Это значит, что у Меркурия намного больше плотность; и действительно, 1 л его вещества весит в среднем около 5,4 кг, почти как у Земли (5,5 кг). Но Земля-то большая, внешние её слои сильно давят на внутренние, и вещество в её недрах сильно сжато. Маленькой планете трудно было так сильно сжаться; похоже, что у Меркурия очень большое — на 3/4 радиуса — железное ядро. (Для сравнения — у Земли ядро доходит только до половины радиуса. Поэтому у Меркурия ядро занимает почти половину всего объёма, а у Земли — 1/8.) Доля железа и других тяжёлых элементов на Меркурии — самая большая среди всех планет Солнечной системы.

Думаете, раз Меркурий близко к Солнцу, то на нём очень жарко? Это правда, да только отчасти. Действительно, днём там страшная жара: максимальная температура поверхности 430°С, при такой температуре расплавятся олово, свинец и цинк. Зато ночью очень холодно: минус 200°С! Это всё вблизи экватора. На полюсах — всегда холодно, около −90°С.

Почему так? Ответ — в решении задачи из «Квантика» № 10 за 2016 г. Меркурий делает один оборот вокруг Солнца за 88 земных суток, а один оборот вокруг оси — меркурианские звёздные сутки — длится около 58 суток, ровно 2/3 года.

Внимание! Представьте себе, что вы стоите на экваторе Меркурия (рис. 1; вы — красная точка) и видите восходящее Солнце, а рядом с ним — какую-нибудь звезду; небо на Меркурии чёрное даже днём, потому что атмосферы почти нет, так что звёзды прекрасно видно. Проследим, что вы увидите по мере движения Меркурия по орбите. Через 1/4 звёздных суток, то есть 1/6 местного года, звезда окажется в зените, ровно над головой. А Солнце отстаёт, оно ещё только поднимается. Вот проходит треть года — звезда садится на западе, а Солнце всё ещё продолжает подниматься… Только через полгода Солнце, наконец, достигает зенита, наступает полдень. Через 2/3 года от начала наблюдения звезда снова восходит — прошли звёздные сутки. Но Солнце ещё и не собирается садиться! Зайдёт оно только ещё через полгода, зато целый год после этого его не будет видно. И только через два меркурианских года мы, наконец, снова встретим восход Солнца, а рядом с ним звезду — всё как было. Так что если отсчитывать сутки по Солнцу, а не по звёздам (это называется солнечные сутки) — получится, что они длятся 2 года!

Итак, от восхода до заката Солнца проходит целый меркурианский год, 3 земных месяца. И столько же длится ночь. Неудивительно, что всё успевает днём как следует нагреться, а ночью — изрядно остыть… Кстати, долгое время люди думали, что звёздные сутки на Меркурии длятся не 2/3 года, а ровно год: тогда Меркурий, как Луна на Землю, «смотрел» бы на Солнце всё время одним и тем же полушарием. На половине планеты был бы вечный день, на половине — вечная ночь. Почему так думали? Потому что каждый раз, когда Меркурий нам особенно хорошо виден — а это происходит примерно каждые 348 земных суток, или примерно 4 меркурианских года, — он поворачивается к Земле (и к Солнцу соответственно тоже) одной и той же стороной. Только с применением радиолокаторов для исследования Меркурия лет 50 назад этот его «обман» раскрылся.

Случайно ли такое совпадение? Вряд ли. Ведь раньше Меркурий, как и Луна, вращался вокруг оси быстрее. Это Солнце затормозило его вращение (как Земля — вращение Луны) приливными силами; как это делается, мы подробно разберёмся в другой раз, а пока заметим, что, хоть Солнце и не совсем остановило — не «синхронизировало» — свой ближайший спутник, зато получился резонанс сразу и с Солнцем — отношение периодов 2 : 3, — и с Землёй. Похоже, это мы помешали Солнцу совсем остановить Меркурий. Так и танцует он свой сложный космический танец, успевая в такт поворачиваться «лицом» то к Солнцу, то к Земле, а то ещё и к Венере…

Это ещё не всё. У Меркурия очень вытянутая (для планеты) орбита — самая вытянутая из орбит всех планет Солнечной системы: в дальней точке Меркурий в полтора раза дальше от Солнца, чем в ближней (рис. 2). Из-за резонанса получается, что в ближайшей точке орбиты (она называется перигелий, по-гречески — ближний к Солнцу) Меркурий поворачивается к Солнцу всегда одной и той же стороной, а точнее — двумя меридианами на противоположных сторонах планеты, по очереди. Эти меридианы называются «горячие долготы», в них — самая жаркая погода на всём Меркурии.

Но и на этом чудеса с орбитальным движением Меркурия ещё не кончаются. Дело в том, что когда он ближе к Солнцу, он и летит по своей орбите быстрее, а когда дальше от Солнца — то медленнее. А вокруг оси он крутится равномерно; из-за этого вблизи перигелия угловая скорость его движения по орбите ненадолго оказывается больше, чем скорость вращения. И если в остальное время быстрый бег Меркурия по орбите только тормозит видимое движение Солнца с востока на запад, то тут он его совсем останавливает, и Солнце в это время движется по небу в обратную сторону, с запада на восток (рис. 3)! Это явление — из всех планет Солнечной системы оно есть только на Меркурии — называется «эффект Иисуса Навина», в честь библейского персонажа, который как-то попросил бога остановить солнце на небе — и тот остановил на несколько часов. Не знаю, как это ухитрился сделать Иисус Навин (или даже бог — против собственных законов идти сложно…), а вот на Меркурии это происходит, можно сказать, каждый день! Особенно интересно это выглядит в тех местах, где во время прохождения перигелия Солнце близко к горизонту: оно было взойдёт, потом передумает, сядет обратно — и взойдёт ещё раз. Дальше начинается длинный (годовой!) меркурианский день, в конце которого Солнце, уже сев за горизонт, опять передумывает и выходит обратно посветить ещё немножко…

На поверхность Меркурия ещё не ступала нога ни человека, ни даже спускаемого аппарата. Но мы уже знаем, что поверхность эта очень похожа на лунную: множество кратеров, образовавшихся от ударов метеоритов, гладкие долины, покрытые застывшей лавой, цепочки гор — возможно, бывшие вулканы, давно потухшие: маленькая планетка довольно быстро остывала, и не прошло и миллиарда лет, как лава уже не могла пробиться снизу через толстую застывшую кору. Но есть на Меркурии такая деталь рельефа, какой больше нигде в Солнечной системе не встретишь. Это эскарпы — очень длинные и высокие зубчатые обрывы, высотой несколько километров — как самые высокие скальные обрывы на Земле — и длиной несколько сотен километров (!). Они образовались в ту эпоху, когда только что «слепленный» Меркурий быстро остывал — кора остыла первой и затвердела, а внутренние, ещё горячие области продолжали остывать и сжиматься. С маленькими речками и большими лужами на Земле бывает так: в начале зимы верхний слой воды замёрз, а уровень воды упал (оттого, что приток воды резко уменьшился — замёрзли маленькие впадающие в речку ручьи) — и получается, что подо льдом пустота, ничто его снизу не держит. И под небольшой нагрузкой этот верхний слой льда проваливается. Так вышло и на Меркурии (только причина появления «пустоты» была другая), кора под собственной тяжестью стала трескаться и проседать, «догоняя» сжавшееся ядро. Вот эти трещины и сохранились до наших дней.

Вот он какой, Меркурий. И маленький, и не очень пока изученный — а сколько в нём удивительного!

Художник Мария Усеинова

Источник: elementy.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.