Рельеф меркурия


Солнечная система > Планета Меркурий > Поверхность Меркурия

Описание поверхности Меркурия – первой планеты Солнечной системы. Изучите характер, количество и размер кратеров, температура поверхности, качественные фото.

Вся поверхность планеты Меркурий усеяна кратерными формированиями. Причем отсутствие атмосферы не позволило смягчить или уменьшить удары. Но не будем забывать, что перед нами не самая простая планета Солнечной системы.

Поверхность Меркурия

Температура на поверхности способна демонстрировать адские условия или ледниковый период. В момент приближения к Солнцу некоторые места Меркурия все равно остаются в тени и сберегают водяной лед, а тонкая прослойка экзосферы даже располагает водой. К тому же это невероятно плотная планета, где ядро охватывает целых 42% планетарного объема.


Поверхность лишена геологической активности и остается стабильной уже миллиарды лет. В телескоп видно, что некоторые области гарантируют гораздо большую отражательную способность. А значит можно обнаружить горные хребты, долины, горы, равнины и откосы.

Примерно 3.8 миллиардов лет назад произошла активная метеоритная атака. Именно на тот момент приходится создание большей части кратеров и бассейнов. Но тогда на первой планете от Солнца присутствовала вулканическая активность и лава заполнила отверстия.

Кратеры отличаются по диаметру. Некоторые представляют собою небольшие емкости, а другие способны простираться на сотни километров. Заметна и различная степень деградации. Некоторые выглядят совсем юными, а другие – словно остатки от древних событий.

Крупнейшим выступает бассейн Калорис (равнина Жары) с диаметром в 1550 км. Удар привел к тому, что на противоположной стороне активировались вулканы и произошел выброс лавы, а на самом кратере создалось кольцо с высотою в 2 км.

Вся поверхность кажется смешанной. Лучшие фото Меркурия из космоса прибыли от аппаратов Маринер-10 и MESSENGER. В целом, это довольно пустынное местечко.

Полезные статьи:

Источник: v-kosmose.com

Общие сведения о Меркурии


Планета относится к земной группе, у нее нет естественных спутников. Имеет крупное железно-никелевое ядро, составляющее почти 3⁄4 ее диаметра. Циркуляция расплавленного металла в ядре создает условия для образования магнитного поля. Оно слабее, чем у Земли, примерно в 100 раз.

Меркурий совершает полный оборот вокруг Солнца за 88 земных суток, а день на нем продолжается 2 меркурианских года. Такое соотношение нетипично для Солнечной системы.

Со средней скоростью 48 км/с планета движется по необычно вытянутой эллиптической орбите со смещенным центром.

Поверхность Меркурия на первый взгляд похожа на лунную: тоже испещрена кратерами от ударов комет и метеоритов. Видны также следы вулканической активности, которая была характерна для ранних этапов образования небесного тела.

Гипотезы образования

Главной гипотезой о появлении этого небесного тела стала небулярная: Солнце возникло из гравитационно неустойчивого газопылевого облака после взрыва сверхновой звезды около 4,6 млрд лет назад, крупные сгущения газов вокруг нового светила привели к появлению планет, в том числе Меркурия.

В XIX в. возникла версия, что эта планета сформировалась как спутник Венеры и впоследствии была потеряна ею. Эта гипотеза объясняет необычную эллиптическую форму ее орбиты.

Согласно еще одной гипотезе, на заре образования Солнечной системы произошло столкновение Меркурия с Венерой по касательной. В результате этого события Меркурий потерял часть мантии и коры, которые были частично собраны Венерой, а остатки рассеяны в пространстве.

Еще одна версия рассказывает о столкновении Протомеркурия с планетезималью, в 5 раз меньшей его по массе, что привело к потере части верхнего слоя будущей планеты. Эта гипотеза объясняет непропорционально крупный размер ее ядра.

Структура планеты


В центре Меркурия — ядро, покрытое мантией и слоем коры. Если внутреннее строение Земли включает твердый центр и жидкую часть, то сплав, наполняющий центр Меркурия, постоянно находится в жидком агрегатном состоянии. Радиус расплавленного центра планеты — 1800 км. Сверху ядро покрывает силикатная мантия, ее толщина около 500 км.

Высокий эксцентриситет орбиты, а также близкое расположение к Солнцу создают мощный приливный эффект, который заставляет вещество в центре циркулировать.

Ранее считалось, что тело такой величины не может обладать жидким ядром, но в ходе радарных наблюдений были отмечены вариации вращения, не свойственные планетам с твердым центром.

Необычны непропорционально крупные размеры ядра этого небесного тела. Центр Земли, например, составляет 16% от объема небесного тела, тогда как центр Меркурия занимает 70%.

Толщина твердого слоя коры планеты по разным данным составляет от 100 до 300 км.

Химический состав

Основные химические элементы, которые формируют планету, — железо и никель. Они находятся в расплавленном состоянии и наполняют крупное ядро. Установлено, что доля железа в сплаве ядра выше, чем у остальных планет Солнечной системы.


В верхнем слое грунта железа не так много: преобладают кальций, магний и сера. В небольших количествах встречается алюминий.

Состав поверхности этой планеты можно сравнить с базальтовыми породами, встречающимися на Земле, и с составом распространенных метеоритов — хондритов.

При похожем содержании элементов средняя плотность верхнего слоя поверхности Меркурия выше, чем у метеоритов.

Поверхность Меркурия

По многочисленным фотографиям можно сказать, что поверхность планеты напоминает лунную: тоже испещрена кратерами от ударов менее массивных небесных тел. Углубления окружены ореолом от выброса вещества при столкновении с метеоритами. Сила тяжести на Меркурии больше, чем на Луне, поэтому размеры этих ореолов на поверхности Меркурия меньше.

По возрасту следы от ударов метеоритами на Меркурии отличаются друг от друга, некоторые из них уже сильно разрушены, другие сохранили форму.

Отличием поверхности от лунной можно назвать эскарпы — зубчатые уступы горных откосов. Происхождение такого ландшафта объясняется сжатием поверхности коры при сокращении ядра.

Поверхность Меркурия однородна в двух полушариях, общая ее площадь — около 75 млн кв. км.

В формировании рельефа участвовали многочисленные вулканы, об их активности свидетельствуют обнаруженные горные массивы и равнины, некогда залитые лавой.

Атмосфера Меркурия


Основой непостоянной атмосферы Меркурия стали кислород, натрий и водород. Гравитационные силы здесь намного меньше, чем на Земле, их не хватает, чтобы удерживать плотную атмосферу. Слабое магнитное поле тоже не может сохранить атмосферу.

Солнечный ветер приносит пыль от метеоритов и частицы газа вместе с продуктами радиоактивного распада, над поверхностью образуется тонкий слой непостоянной экзосферы. Кроме атомов кислорода и водорода, в ней обнаружены гелий, натрий, летучий элемент калия, некоторые инертные газы. Все они не удерживаются планетой: давление солнечного излучения уносит и рассеивает их в космосе.

Сорванная атмосферная оболочка образует экзосферный след, который тянется за планетой на протяжении 2 млн км и похож на хвост кометы.

Природные условия

Особенность Меркурия — большой перепад температур.

Отсутствие постоянной атмосферы, невысокая скорость вращения и плотность верхнего слоя коры не дают удерживать солнечное тепло. Поэтому одной из особенностей Меркурия является большой перепад температур на обращенной к Солнцу и теневой сторонах. На освещенной части поверхность нагревается до +430°С, ночью может быть около 173°С ниже нуля. Разница почти в 600 градусов по шкале Цельсия в сутки наблюдается только на поверхности планеты.

Планета имеет незначительный наклон оси вращения, что делает полюсы практически недостижимыми для Солнца. Радарные исследования этих областей показали, что на поверхности может находиться лед. Предположительно он покрыт пылью, а толщина слоя льда — около 2 м.

Есть гипотеза, что эти залежи льда образовались во время многочисленных ударов комет. Испарившись при этом, вода переместилась по планете в область полюсов, где заняла углубления в породе и застыла. Присутствие льда может означать, что жизнь на Меркурии возможна.


Орбита и вращение Меркурия

Меркурий делает один полный оборот вокруг своей оси (относительно центра Солнца) за 176 земных суток. Это единственное место в Солнечной системе, где год короче суток. Период полного обращения вокруг Солнца занимает половину меркурианских суток. Синодический период Меркурия составляет 116 суток.

Его орбита необычна вытянутой эллиптической формой, она сильно отличается от траектории движения других планет, больше похожих на круг.

Средняя орбитальная скорость Меркурия 48 км/с.

Он движется быстрее при прохождении перигелия, ускоряясь до 56 км/с, в афелии Меркурий замедляется до 38,7 км/с. Соотношение осевого вращения и орбитального движения вблизи перигелия позволило бы наблюдать с поверхности Меркурия необычное для Земли явление: Солнце постепенно останавливается и вскоре начинает двигаться в обратном направлении.

Магнитное поле

Магнитное поле на Меркурии образуется благодаря эффекту динамо из-за циркуляции расплавленного металла в жидком ядре планеты. Таким же способом образует магнитное поле и Земля, но земная магнитосфера в 100 раз сильнее меркурианской. Магнитное поле здесь образует магнитосферу, которая может повлиять на движение солнечного ветра, но недостаточно сильна, чтобы удержать стабильную плотную атмосферу. Магнитное поле Меркурия неравномерно, в нем обнаружены обширные зоны с низкой напряженностью.

Исследование Меркурия


Меркурий появляется в трудах по астрономии начиная с Древнего Вавилона, описывается в Древнем Китае и Древней Греции как утренняя или вечерняя звезда.

Планета привлекала внимание ученых, но была изучена хуже других из-за сложности его наблюдения с Земли. Космическая эра дала необходимые средства для исследования этой планеты.

Последние исследования Меркурия:

  1. В 1974 г. американская межпланетная автоматическая станция «Маринер-10» впервые пролетела около Меркурия на расстоянии 320 километров. Были сделаны многочисленные фотографии поверхности Меркурия, предположено наличие льда.
  2. В 2004 г. НАСА запустило исследовательский аппарат «Мессенджер», который достиг Меркурия в 2008 г. и вышел на орбиту в 2011 г. Искусственный спутник исследовал атмосферу, поверхность и ландшафт планеты, провел анализ соотношения элементов в составе планеты и ее экзосферы. Также была создана первая подробная карта поверхности Меркурия. В 2015 г. зонд упал на планету.
  3. В 2018 г. стартовала миссия под названием BepiColombo, объединяющая исследовательские модули из Европы и Японии, они достигнут Меркурия в 2025 г. и будут исследовать атмосферу и его магнитное поле.

Роскосмос планирует отправку аппарата для совершения первой посадки на поверхность Меркурия, старт готовится к 2030 г.

Источник: o-kosmose.ru

Меркурий принадлежит к группе из четырех планет земного типа, расположенных близко к Солнцу. Он находится на самом коротком расстоянии от светила и недалеко от Земли. Увидеть планету непросто: она никогда не уходит от Солнца на угол больше чем на 28°, а обычно меньше. Это удаление называется элонгацией. Но и в наибольшей элонгации (18—28°) Меркурий можно наблюдать только на фоне светлого сумеречного неба в течение короткого времени на восходе (рис. справа) или после захода Солнца. Минимальное расстояние до Меркурия всего 80 млн км, но наблюдать его в это время не удается не только из-за яркого света Солнца, но и потому, что к Земле в этот период обращена его ночная сторона. «Счастлив астроном, Меркурий увидевший», — значится в средневековых астрономических наставлениях. Тем не менее заметить планету нетрудно, если только помнить короткие календарные периоды ее видимости, знать, где ее искать, и учитывать, что видна она очень недолго, теоретически не более 1,5 ч, а практически намного меньше. Условия видимости повторяются несколько раз в год.
помощью телескопа Меркурий можно увидеть только в дневное время, причем распознать какие-либо детали на нем практически не удается. Угол, под которым планета видна в квадратуре (половина диска), составляет в среднем 7,3 угл. с. «Хорошим» в наземных обсерваториях считается телескоп с разрешением около одной угловой секунды (т.е. его способность разделить точки изображения, разделенные углом в 1 с). Поэтому на фотографических изображениях Меркурий всегда остается небольшим мутным пятнышком. Делу могли бы помочь автоматические орбитальные телескопы, например «Хаббл» (HST), но, по мнению администрации телескопа, если возникнет ошибка в движении инструмента, мощное излучение Солнца может попасть на уникальные приборы и их испортить. Кстати, то же касается наземных астрономических инструментов для работы с Меркурием. 

Рельеф меркурия

Рельеф Меркурия

Несмотря на то что снимки поверхности Меркурия напоминают «материковые» области Луны, «морей» лунного типа (лавовых), которые так привычны на диске нашего спутника, на данной стороне планеты не оказалось. Луна и Меркурий показаны в одинаковом масштабе на рис вверху, где малоконтрастные детали последнего контрастируют с пятнистой поверхностью Луны.

Поверхность рассматриваемой планеты имеет особенности, присущие только Меркурию. Выделяются несколько характерных типов рельефа.
иболее древний, насыщенный, — равнина, покрытая бесчисленным количеством перекрывающихся метеоритных кратеров, где удар каждого следующего метеоритного тела приходился на участок, уже многократно изрытый кратерами. Такая поверхность показана на рис., где размер еще различимых деталей составляет 300 м. Солнце светит слева и находится довольно низко над горизонтом. Вся поверхность покрыта сплошной сетью кратеров и кажется не отличимой от материковых районов Луны. Почти все они образовались от падения крупных метеоритных тел в период формирования планеты, около 4 млрд лет назад. Сначала выпадали протопланетные тела (планетезимали) и метеориты самых различных размеров, а потом все более мелкие фрагменты, следами которых покрыто все дно кратера справа. Вместе с тем крупные метеоритные тела порой врезались в поверхность даже на поздней стадии. Так образовался хорошо сохранившийся кратер диаметром 25 км правее и ниже центра снимка. Следов более поздних мелких кратеров его вал не имеет.

Другая отметка последовательности событий видна в левом нижнем углу снимка, где расположен большой шестидесятикилометровый кратер с сильно разрушенным валом. На его дне заметны следы излияния лавы, образовавшей огромный поток, который двигался слева и затвердел, пройдя больше половины диаметра кратера. Извержение происходило уже после выпадения основного объема метеоритного вещества. Вместе с тем редкие и сравнительно мелкие тела выпадали на поверхность лавового натека и после его образования. С большей или меньшей плотностью ударные образования покрывают значительную часть известной ныне поверхности Меркурия. События, оставившие на ней след, в основном происходили 3,9х109 лет назад. Точно так же выглядит поверхность Луны, возраст образцов которой установлен непосредственно.

Кинетическая энергия сталкивавшихся с поверхностью Меркурия протопланетных тел была очень велика. Каждый их удар сопровождался мощным взрывом, энергия которого была заметно выше, чем у обычной взрывчатки с той же массой, что и у метеорита. Интересно, что у лунных кратеров значительно большие диаметры, чем у подобных на Меркурии, образованные такими же по массе метеороидами. Поскольку ускорение свободного падения на Меркурии (3,72 м/c2) выше, чем на Луне (1,62 м/c2), выброшенный при ударах метеоритов материал выпадал не так далеко от центра, как на Луне: при одинаковой энергии взрыва площадь, которую покрывает выброс на Меркурии, в 5 раз меньше, чем на Луне.

Бескратерные равнины или обширные промежутки между кратерами характерны только для Меркурия. Тем не менее, сходство внешнего вида и реголита Луны и Меркурия поразительно. Некоторые меркурианские кратеры имеют систему «лучей», простирающихся на большое расстояние. На Луне, где много таких кратеров, их протяженность гораздо больше из-за меньшего ускорения свободного падения. Например, лучи кратера Тихо уходят за край видимого диска Луны. Известно, что яркость лучей заметно усиливается к полнолунию, а затем ослабевает, что объясняется высокой пористостью материала: Солнце освещает внутренность мелких пор материала лучей, только когда поднимается высоко над горизонтом. Высота гор на Меркурии, вычисленная по длине теней, оказалась меньше, чем на Луне, что вероятно, тоже связано с различием в ускорениях свободного падения. Горы Меркурия достигают 2—4 км, а наибольшая высота лунных Скалистых гор составляет 5,8 км.

Необычная деталь рельефа на Меркурии — эскарп (уступ высотой 2—3 км, разделяющий два в общем ничем не отличающихся района). Протяженность таких обрывов — от сотен до полутысячи километров. Таков эскарп Дискавери. Эскарпы образовались, когда происходило сжатие Меркурия, повлекшее за собой сдвиги и наползание отдельных участков его коры. Подобного явления на Луне не наблюдалось.

Поверхность Меркурия, как и лунная поверхность, лишена ярких цветовых оттенков. Несмотря на сходство рельефа и реголита Луны и Меркурия, поверхность последнего отличается большим своеобразием. Вся видимая сторона Луны покрыта огромными низинами — «морями». А на исследованной Mariner-10 стороне Меркурия морей (т.е. есть равнин или «бассейнов») нет совсем. В этом смысле он скорей напоминает обратную сторону Луны. Здесь единственное образование, которое отдаленно напоминает большое лунное кратерное море — бассейн Caloris Planitia («Море Зноя», или «Море Жары»), часть которого находилась во время миссии Mariner-10 на самом терминаторе (на границе день-ночь). Мозаика из снимков Caloris Planitia.

Рельеф меркурия

Луна (слева) и Меркурий в одинаковом масштабе. Поверхности этих двух небесных тел похожи. Изображение Меркурия построено обработкой мозаики из сотен снимков, сделанных видиконной камерой аппарата Mariner-10 в 1974—1975 гг. Сторона Луны, обращенная к Земле, покрыта многочисленными лунными «морями» — равнинами застывшей лавы, извергавшейся во время формирования поверхности Луны (около 3,9 млрд лет назад). Несмотря на сходство поверхности этих тел, на поверхности Меркурия подобных «морей» Mariner-10 не обнаружил.

Выяснилось, что Caloris Planitia —не самый большой бассейн на Меркурии. Гигантское образование такого рода находится на «неизвестной» стороне планеты. За 30 лет, прошедшие после посещения Mariner-10, астрономия продвинулась настолько, что поверхность Меркурия удается исследовать в наземных астрономических наблюдениях. Важнейшую роль в этом сыграли два новшества: приемники излучения ПЗС (приборы с зарядовой связью) и компьютерные средства обработки информации. К тому же ученые теперь смело берутся за проблемы, которые совсем недавно казались такими же безнадежными, как картирование Меркурия наземными средствами.

Отложим немного описание неизвестной стороны планеты, чтобы рассказать, как все это удалось сделать. Наземные наблюдения Меркурия «классическими» методами, по сравнению с изучением других тел Солнечной системы, подвержены многим другим ограничениям. Поскольку наблюдения выполняются в астрономические сумерки или даже на фоне дневного неба, для улучшения отношения сигнал-шум часто используется ближний инфракрасный диапазон, т.к. яркость чистого неба падает с увеличением длины волны , как -4. Время наблюдений в сумерки редко превышает 20—30 мин, причем планета находится невысоко над горизонтом, когда значительная воздушная масса на луче зрения еще больше осложняет задачу. Более или менее продуктивное изучение Меркурия возможно только в горных обсерваториях низких широт. Но на пределе технических возможностей получить изображения планеты с достаточным разрешением наземными техническими и аналитическими средствами все же возможно. Что же касается улучшения качества изображений, ключевой идеей стало использование очень коротких, миллисекундных экспозиций. Одним из первых обширные серии наблюдений Меркурия с ПЗС-приемниками в 1995—2002 гг. выполнил Й. Варелл (J. Warell) в обсерватории на о. Ла Пальма (Канарские острова) на полуметровом солнечном телескопе. Экспозиции были от 25 до 300 мс. Варелл использовал единичные наиболее удачные электронные снимки без их дальнейшего совмещения. Естественно, они уступают изображениям, полученным при совместной обработке больших массивов электронных фотографий.

Уже упоминавшееся разрешение телескопа определяется отношением длины волны к его диаметру — теоретический дифракционный предел, который на длине волны зеленого, например, света, 550 нм, для полутораметрового телескопа должен составлять около 0,1 угловой секунды. Но типичное реальное разрешение оказывается в 9—15 раз хуже дифракционного предела. Оно определяется, главным образом, неспокойствием земной атмосферы и зависит от места наблюдения, времени суток, плотности аэрозольной составляющей (тумана, облаков) и, конечно, зенитного расстояния объекта. Идея метода коротких экспозиций заключается в том, что прибор использует мгновенные прояснения атмосферы, когда изображение четкое и не успевает размыться. Но все не так просто. Атмосферу можно представить себе как множество случайно образовавшихся слабо преломляющих линз неправильной формы, которые возникают и исчезают, искажая фронт приходящей световой волны. Когда астрономы получали снимки небесных тел на фотопластинках, за время экспозиции этот небесный сценарий изменялся десятки раз, а каждая точка неспокойного изображения успевала засветить тысячи зерен фотоэмульсии, размывая снимок. Характерное время, за которое мгновенные оптические свойства атмосферы изменяются, редко бывает меньше 15—20 мс. Если экспозицию сделать короткой, скажем, 3 миллисекунды, среди фотографий попадутся и «хорошие», хотя их будет немного. Уменьшение экспозиции не устраняет искажения, вызываемые нерегулярностями воздушных линз, но существенно уменьшает размытие изображения и позволяет приблизиться к дифракционному пределу. Накопив значительное количество снимков, можно затем выбрать из них изображения с наименьшими искажениями, пригодные для дальнейшей обработки. Это очень трудоемкая операция, особенно если учесть, что сам размер изображения Меркурия обычно составляет всего от 0,2 до 0,5 мм.

Несмотря на всю убедительность основной идеи метода коротких экспозиций, реализовать ее с фотоэмульсиями было невозможно: в реальных условиях наблюдений невысокая фоточувствительность эмульсий требовала минимальных экспозиций в сотни миллисекунд, а то и секунду. Короткие экспозиции стали возможными только с появлением новых детекторов изображений — ПЗС, квантовая эффективность которых достигает 80% и более. Интересно отметить, что сравнительно небольшие телескопы (диаметром 1—2 м) обладают определенными преимуществами при коротких экспозициях, т.к. охватывают меньше атмосферных «линз», но собирают еще достаточно света. Тем не менее, число фотонов, приходящееся на единичный пиксель (элемент изображения) при использовании ПЗС с высоким разрешением, всегда ограничено и подвержено значительным флуктуациям. Поэтому хороший результат можно получить лишь при последующей совместной обработке многих сотен и даже тысяч электронных снимков. А доступное время наблюдений Меркурия настолько ограничено, что экспериментальный материал необходимого объема возможно получить только на достаточно большом инструменте, когда суммарное время экспозиций составляет лишь малую часть всего наблюдательного времени. При очень благоприятных атмосферных условиях до 25% изображений получаются сравнительно четкими.

Результаты наблюдений критично зависят от состояния атмосферы, но характеризовать их можно только после завершения обработки. Начало описываемой работе положила большая удача в наших пробных наблюдениях. 3 ноября 2001 г., в Абастуманской астрофизической обсерватории республики Грузия (41°45’ с.ш., 42°50’ в.д.) с помощью новой ПЗС-камеры, установленной на телескопе диаметром 1,25 м, проводились наблюдения Меркурия в утренней элонгации планеты. Положение планеты в принципе позволяло наблюдать сектор, сфотографированный Mariner-10 в 1974 г. Всю ночь шел сильный дождь, но на рассвете облака разошлись, и при полном безветрии удалось получить серию изображений в ближнем инфракрасном диапазоне, от 700 до 950 нм. После обработки всего полученного массива снимков методами корреляционного совмещения (stacking) было создано разрешенное изображение планеты, обладавшее сходством деталей с фотомозаикой Mariner-10. Более того, очертания небольших образований размерами 150—200 км повторялись на полученном изображении. После подробного анализа результатов сомнений уже не оставалось: благодаря коротким экспозициям и необычному кратковременному прояснению атмосферы удалось получить комбинированные снимки такой четкости, которая соответствует дифракционному пределу инструмента (рис. вверху). В дальнейшем такие благоприятные атмосферные условия встречались нечасто; как правило, требовалось собрать 5—10 тыс. удачных изображений для дальнейшего синтеза изображений.

Корреляционное совмещение 

Обработка исходных миллисекундных электронных фотографий планеты весьма трудоемка и отнимает много времени. Она выполняется с помощью специальных компьютерных программ методом корреляционного совмещения и, наряду с операциями «нечеткой маски» и некоторыми математическими приемами, требует выбрать так называемый пилот-файл, что обычно приходится делать вручную. Пилот-файл, или образец, — это наиболее удачный, по мнению обработчика, снимок, который в значительной мере определяет результат достигаемого совмещения. Перебор пилот-файлов многократно увеличивает трудоемкость обработки, т.к. результат становится виден только на заключительных шагах обработки. Пилот-файл должен представлять собой наименее искаженное изображение среди исходного наблюдательного материала. Дальше программы обработки анализируют содержание образца, находят в нем какие-то детали и ищут повторение этих почти незаметных подробностей в тысячах других электронных снимков. Если, исходя из опыта, форму и положение пилот-файла еще можно оценить, то оценка реальности едва различимых деталей находится где-то между изображением и воображением. В ходе настоящей работы было создано несколько программ автоматической обработки. К сожалению, эффективность автоматической программы значительно уступает корреляционному совмещению с ручным отбором.

Рельеф меркурия

Сравнение фрагмента изображения, синтезированного по наземным наблюдениям Меркурия, с фотокартой Mariner-10

Каждая точка изображения описывается известной математической функцией распределения интенсивности, которая в центральной части плавно убывает от центра. Обычно «точка» представляется шириной этой функции на уровне 0,7 или 0,5 максимума. Если удалось получить много тысяч исходных электронных снимков, при их обработке можно воспользоваться известными свойствами статистики случайных величин и выбирать «точку» на уровне, например, 0,9 максимума. Тогда разрешение значительно улучшится. Есть и другие приемы, но самым надежным все же остается ручной отбор.

После первой части обработки, несмотря на все приемы, изображение остается как бы размытым. Астрономы давно нашли способ улучшения изображений методом «нечеткой маски». Для этого во времена фотоэмульсий с полученного изображения делали слегка расфокусированный негатив. Затем сквозь него переснимали исходный снимок. Крупные, размытые детали таким образом уходили, а тонкую структуру мелких деталей можно было выделять вплоть до уровня шума. Сегодня эта функция встроена во многие цифровые фотокамеры. «Нечеткая маска» (в виде математической модели) работает и в наших программах обработки, но средство это обоюдоострое. Результат зависит от выбора размера элементов. Если он мал, все низкие пространственные частоты будут потеряны, а изображение станет равномерно серым; например снимок Луны на рис. на стр. 67 станет «слепым». И наоборот, если размер нечеткой маски велик, исчезнут все мелкие детали.

Постоянной проблемой синтеза изображений неизвестной части Меркурия остается доказательство реальности обнаруженных деталей рельефа. Съемкой Mariner-10 были охвачены примерно меридиональные сегменты, 120—190°з.д. и 0—50°з.д. Для этих долгот подтверждение реальности деталей новых снимков можно получить сравнением полученных изображений с фотокартой. Но в остальных случаях доказательством реальности может быть только повторяемость деталей в независимо проведенных наблюдениях. В области долгот 210—350° з.д. поверхность Меркурия была неизвестна, поэтому единственным критерием реальности деталей оставалось их наличие на нескольких изображениях, синтезированных из независимых исходных групп электронных снимков.

В области долгот 210—350°з.д 

Наблюдения Меркурия выполнялись в различных обсерваториях, но всегда методом коротких экспозиций. Изображение (рис. вверху справа) построено обработкой результатов наблюдений в вечерней элонгации, проведенных 1—2 мая 2002 г. в обсерватории Скинакас Ираклионского университета (о. Крит, Греция, 24°54’ с.ш., 35°13’ в.д.). Наблюдения выполнялись в ближнем ИК-диапазоне, 690—940 нм с помощью телескопа с диаметром 1.29 м и ПЗС-камеры с размером пикселя 7,4х7,4 мкм. Диск планеты 1—2.05.2002 был виден под углом 7,75 с дуги, с линейным размером 0,37 мм в фокальной плоскости телескопа и соответствовал на ПЗС-матрице всего 50 строкам. 2 мая фаза Меркурия была 97°. Использовались короткие экспозиции, в основном 1 мс.

На рисунке, выше центра, на терминаторе, выделяется крупное темное пятно. Это крупнейший бассейн на Меркурии. В ходе обработки наблюдений автор использовал для этого образования рабочее название — «Бассейн Скинакас» (по имени обсерватории, где был получен исходный материал), отнюдь не претендуя на его узаконивание. (Как известно, всем объектам на поверхности Меркурия Международный астрономический союз присваивает имена писателей, композиторов, художников и т.д.). Тем не менее, название «Бассейн Скинакас» (или «Море Скинакас», или «Бассейн S»), стало упоминаться на ряде конференций и в некоторых статьях. Бассейн S — наиболее крупное образование в области долгот 210—290°з.д. — имеет структуру, более напоминающую некоторые крупнейшие образования на обратной стороне Луны. Бассейн представляет собой, по-видимому, очень старое (возможно, древнейшее) образование на Меркурии, с сильно разрушенными валами, фактически создаваемыми границами других, менее крупных бассейнов. Бассейн Скинакас имеет, по-видимому, структуру, сходную с поверхностью известной по съемке Mariner-10 области Caloris Planitia, имеющей, вероятнее всего, ударное происхождение. На рис. внизу приведен вид Бассейна Скинакас из работы 2003 г. Полного вида бассейна тогда не существовало, поэтому правая (восточная) часть рисунке создана на основе первых публикаций наших наблюдений 2002 г., а левая (западная) была взята из аналогичных публикаций (Dantowitz, et al., 2000; Baumgardner, et al., 2000, Astron J., 2000), где она однажды была представлена фрагментарно. Диаметр внутренней части Бассейна Скинакас около 25° (1060 км). Диаметр различимого внешнего вала вдвое больший. Центр находится примерно у 8°с.ш., 275°з.д. Внутренний вал Бассейна Скинакас обладает более или менее правильной формой. На рисунке сравниваются размеры Бассейна Скинакас и равнины Caloris Planitia, также имеющей двойной вал. Бары показаны в одинаковом масштабе. По диаметру Бассейн Скинакас в 1,5 раза больше, чем Caloris Planitia. Как уже отмечалось, операция «нечеткой маски», требует компромиссного выбора. Поэтому реальный тон района бассейна темнее, чем на рисунке. По его периферии расположены вторичные образования; некоторые из них рассматриваются ниже.

В последующие годы предпринимались новые серии наблюдений; снова использовались телескопы Абастуманской обсерватории и обсерватории Скинакас. Наиболее совершенные изображения удалось получить лишь через 4 года, на основе наблюдений в ноябре 2006 г. в обсерватории САО РАН (Нижний Архыз, Карачаево-Черкесия, 43°39’11”с.ш., 41°26’29”в.д.,), и снова благодаря удачным метеоусловиям. Преимуществом обсерватории САО в отношении наблюдений Меркурия является ее большая высота (2100 м) и сравнительно низкая широта. В числе главных задач новых наблюдений было получение общего вида Бассейна Скинакас, который в это время находился на освещенной стороне планеты. Достигнутый за прошедшие годы прогресс в обработке позволял надеяться на повышение разрешения изображений.

Методом коротких экспозиций в период 20—24 ноября 2006 г. удалось получить более 20 тыс. электронных снимков планеты в утренней элонгации, при «хорошем небе», как говорят астрономы. Угол фазы Меркурия изменялся в пределах от 103° до 80°, область наблюдаемых планетоцентрических долгот была 260—350° з.д. Наблюдения выполнялись с ПЗС камерой на телескопе «Цейсс-1000» в ближнем инфракрасном диапазоне. Диск планеты был виден под углом от 6 до 7 с дуги. Путем обработки большого массива снимков, полученных с миллисекундными экспозициями, удалось получить достаточно четкое синтезированное изображение сектора поверхности Меркурия 260—350°з.д. Кроме Бассейна Скинакас, на синтезированных изображениях выделяется также ряд крупных ударных кратеров разного возраста, и менее крупные образования. Предельное полученное разрешение не хуже формального дифракционного разрешения инструмента, около 80—100 км на поверхности Меркурия. Как и в случае наблюдений 2001 г., хорошие изображения появились при резком изменении метеоусловий (прекращение снежной пурги).

Предварительные результаты обработки наблюдений показаны на рис. вверху слева. Здесь можно видеть, как менялось положение и освещенность Бассейна Скинакас за пять дней. Левые части (а) представляют фазы планеты в указанные даты, справа (б) фазы показаны на глобусе планеты. Наиболее благоприятные метеоусловия наблюдений были 20 и 21 ноября 2006 г. Тогда же наиболее выгодным было и освещение: Солнце стояло низко над горизонтом бассейна, а тени подчеркивали его рельеф. Весь бассейн выделяется на среднем снимке (21 ноября 2006). Помимо бассейна, во всех показанных фазах примерно вдоль меридиана 310°з.д. вытянуты уже упоминавшиеся наиболее светлые кратеры. Самый яркий из них находится в северной части планеты, примерно у 65°с.ш., 330°з.д.

Первым сюрпризом оказалось крупное темное кратерное «море» настоящего лунного типа, обнаруженное на лимбе, южнее экватора. Вдоль лимба, от северного полюса до темного моря, тянется ряд светлых кратеров. На снимках вид Меркурия изменяется каждые сутки, что объясняется его быстрым орбитальным движением. Но не только. Как хорошо известно из лунных наблюдений, вид безатмосферного небесного тела при прохождении квадратуры быстро изменяется из-за так называемого эффекта оппозиции. Было интересно проследить, как трансформируется вид исследуемой планеты в этой выгодной фазе. Фазы Меркурия гораздо сложнее, чем у Луны, потому что его положение, в отличие от последней, не фиксировано и наблюдениям в любой фазе доступны, в принципе, все стороны планеты. В среднем поверхность Меркурия за сутки смещается относительно земного наблюдателя на 5°. Но и это его свойство не остается постоянным: из-за большого эксцентриситета орбиты, в некоторых ее частях, обращение обгоняет вращение планеты и суточное движение поверхности относительно Солнца останавливается и даже возвращается назад. В это время с терминатора Меркурия можно было бы наблюдать странную последовательность: восход и вскоре закат на востоке, снова восход, а затем все повторяется в обратном порядке на западе.

Все подробности лучше видны на комбинированном рис. вверху, где для синтеза левой половины изображения в обработку были включены около 7800 исходных электронных снимков. На сером поле слева показана координатная сетка, а Бассейн Скинакас выделен кружком, что позволяет сравнить повторяющиеся восточные контуры бассейна. Поле бассейна охвачено валом более или менее правильной формы. В меридиональном направлении его протяженность равна 1300 км. Интересно, что по размерам, внутренняя часть бассейна в 1.5 раза превышает крупнейшее лунное Море Дождей, а внешняя имеет масштабы лунного Океана Бурь. В отличие от Бассейна Скинакас и Caloris Planitia, поверхность Моря Дождей представляет собой лавовое поле, формирование которого относится к древней эпохе глобальных лавовых излияний на Луне. Диаметр внешнего вала Бассейна Скинакас — около 0,5 диаметра всей планеты — делает его одним из крупнейших кратерных морей на планетах группы Земли. Нерегулярная форма внешнего вала, сравнительно правильная с восточной стороны, на севере нарушена объектом, с центром, находящимся у 30°с.ш., 280°з.д., а на юге — обширной менее темной областью, которая расположена между 255 и 280°з.д. и доходит до 30°ю.ш.

Меридиан, по которому проходит терминатор на обеих половинах рисунка один и тот же, примерно 270°з.д. Здесь на широте 45—50°ю.ш., находится центр еще одного темного бассейна диаметром около 700 км, повторяющегося в обеих половинах рисунка. Яркий кратер у 65°с.ш., 330°з.д. имеет диаметр 90—100 км; с севера и юга к нему примыкают линейные структуры протяженностью 400—500 км. Такой вид выбросов из ударного кратера, возможно, связан с касательной траекторией ударника. Ограниченное разрешение снимка не позволяет достоверно судить о его деталях; возможно, сам кратер находится на протяженной светлой области.

Как уже отмечалось, выделение подробностей изображений при обработке исходных снимков идет в ущерб низким пространственным частотам. Иными словами, оттенки очень темных или светлых протяженных областей на рисунке приглушены, что позволяет выделить другие детали, например, ударные кратеры средних и крупных размеров. Среди них наиболее заметен пятиугольный 750-километровый кратер с центром у 32°ю.ш., 260°з.д. и примыкающий к нему с севера 650-километровый кратер (рис. справа сверху). Таких кратеров найдено много.

В заключение приводится наиболее удачное изображение сектора 270—350°з.д., полученное методами, которые рассматривались выше, с кропотливым отбором снимков, полученных в моменты наилучшего прояснения (рис. справа). Разрешение составляет 60—70 км на точку. Низкие пространственные частоты здесь подавлены. Изображения а и б отличаются только уровнем контрастности. Наряду с «классическими» ударными кратерами, выбросами и лучами на снимке присутствуют элементы, ранее на других планетах не встречавшиеся. Прежде всего, это четыре или пять серых полос, шириной по 250 и протяженностью до 2000 км. Полосы неким образом связаны с крупными кратерами, но природа их пока неясна. Сам снимок вполне сравним со снимками с космических аппаратов, но стоит несравнимо дешевле. Астрономы-звездники уже всерьез считают метод спеклов (он же метод коротких экспозиций) серьезным конкурентом весьма затратным космическим исследованиям.

В области долгот 210—350°з.д. поверхность Меркурия была неизвестна. Уже упоминалось, что критерием реальности деталей оставалось их наличие на нескольких независимых изображениях. Приведенные выше новые изображения поверхности планеты покрывают почти всю часть поверхности планеты, остававшейся не заснятой камерой Mariner-10, а исследованный сектор 260—350°з.д. обладает более интересным рельефом по сравнению с ранее картированными сравнительно гладкими районами. Если природа возникновения Бассейна Скинакас была подобна лунной, то остается непонятным, почему его границы так резко отличаются от четких очертаний лунных лавовых морей. Относительные скорости импакторов на орбите Меркурия были почти в 1,6 раз выше, чем на орбите Земли/Луны, а энергия соударений была выше в 2,5 раза. Поэтому можно было ожидать, что Бассейн Скинакас и другие крупные темные образования будут иметь столь же резкие очертания, как и лунные бассейны, а бассейн Caloris Planitia является исключением. Но почему-то таких границ нет.

Полученные изображения, как и снимки, сделанные камерами космических аппаратов, указывают на особенности событий на поверхности Меркурия в период максимума ее метеоритной бомбардировки. В какой-то мере эти особенности могут быть связаны с составом и, возможно, строением коры этого небесного тела. Вместе с тем, снимки Меркурия возвращают ученых к давнему и нерешенному вопросу: почему протяженные детали рельефа, такие как лунные «моря» или океаны Земли, распределены по поверхности планетных тел асимметрично и собираются на одной стороне? Как известно, такая же необъясненная асимметрия наблюдается и на других планетах земной группы. Она присутствует и на многих спутниках планет-гигантов, а не только на Луне. По-видимому, то же можно наблюдать и на поверхности Меркурия. Протяженные детали рельефа, такие как Бассейн Скинакас и другие темные бассейны, по планете распределены явно асимметрично и сосредоточены они главным образом в области долгот 250—330°з.д.. Происхождение асимметрии лунного рельефа имеет некоторые особенности, но к рельефу Меркурия и других планет земной группы они не относятся. Что же стоит за этой асимметрией?

Источник: www.sciam.ru

Источник: www.my-article.net

Геология Меркурия

Несмотря на свои небольшие размеры, Меркурий немного уступает Земле по плотности. Нетипично высокая плотность у маленькой планеты показывает, что строение планеты отличается от Земли совершенно. Одно только расплавленное металлическое ядро планеты занимает более 80% всего объема. А железа в составе планеты больше, чем в любой другой планете солнечной системы. Это металлическая планета, а Земля и Марс состоят в основном из силикатов.

Утверждение о жид­ком со­стоя­нии яд­ра планеты под­твердилось в 2007 году радиолокационными на­блю­де­ния­ми, а позднее ис­сле­до­ва­ния­ми, космического аппарата «Мес­сенд­жер» в 2008 году. По рас­чё­там ученых выясняется, что за вре­мя су­ще­ст­во­ва­ния Меркурия изначально жид­кое яд­ро долж­но бы­ло уже о­твер­деть за 2 млрд. лет. Объ­яс­нить такой па­ра­докс ученые могут, пред­по­ложив, что в яд­ре при­сут­ст­ву­ют эле­мен­ты, которые снижают температуру отвер­де­ва­ния.

По гипотезе возникновения Меркурия, считается, что он давно был спутником Венеры, но в связи с планетарной катастрофой, стал самостоятельным объектом с вытянутой орбитой. Этой причиной подтверждается значимая потеря коры и мантии, атмосферы. По геологическим показателям у планеты тонкие слои коры и мантии в сравнении с Землей. Но есть и схожие физические параметры с Луной.

Благодаря металлическому составу, Меркурий обладает сильным магнитным полем. Оно дает возможность противостоять солнечному ветру, и перехватывать заряженные плазменные частицы от солнца.

Ученые придерживаются мнения, что геологической активности на планет нет уже миллиарды лет.

Температура на планете колеблется в диапазоне 500 градусов:

  • днем доходит до + 350 гр.;
  • ночью до – 170 гр.

Наверное, всем понятно, почему так трудно увидеть на небе Меркурий, ведь он во много раз меньше Земли. И траектория прохождения его вокруг Солнца эллипсовидная. Но в большой бинокулярный телескоп, который расположен в США в штате Аризона, планета будет отчетливо видна. В январе 2015 года наблюдалось редкое явление — парад планет Венеры с Меркурием.

Формирование рельефа поверхности

Меркурия по строению рельефа похож и напоминает Луну, ландшафт скудный. Из-за отсутствия защитной атмосферы, планета, покрытая многочисленными кратерами от ударов метеоритов, выглядит уныло. Большая территория поверхности и низовий кратеров представляют собой значительные пространства с застывшей лавой, которые подтверждают бурную вулканическую активность. Тектонических плит на Меркурии нет, и кора слоями покрывает мантию.

Исследовательский зонд «Мессенджер» получил фотографии до 80 % поверхности Меркурия, в итоге ученые установили:

  1. Поверхность рельефа Меркурия однородна, если сравнивать с Луной и Марсом, у которых полушария различаются. Известен точно и цвет Меркурия — планета серого цвета (пепельная), в наши дни на ней не зафиксировано ни одного действующего вулкана.
  2. Химический состав поверхности показывает, что планета богата магнием, полевым шпатом, и скудна титаном, кальцием и алюминием. Много на поверхности серы, значит, планета формировалась в восстановительных условиях.
  3. Ученые предполагали, что вода и лед на Меркурии присутствуют. Они могли попасть на планету с падением ледяных комет. Днем при повышенной температуре, лед и вода на Меркурии испаряются, а пар клубится над поверхностью. Затем оседает на дно кратеров по полюсам, куда солнце не попадает, по той причине, что ось вращения планеты перпендикулярна к самой плоскости орбиты. Это подтверждает, что гидросфера на планете есть.
  4. Площадь поверхности Меркурия 74 800 000 км, это в 6,8 раз меньше, чем у Земли. Составлена точная карта поверхности планеты, согласно фотографиям.
  5. Альбедо Меркурия. Это перечень территорий планеты по светлым областям (например, Борея, Аврора), и по темным (пустыням) – Атланта, Гелиоса.

Особенности рельефа

В рельефе преобладают кратеры, в хорошо сохранившемся состоянии. И высохшие равнины Меркурия говорят о том, что планета геологически не активна, и на ней нет никакой жизни миллиарды лет. Благодаря мощному магнитному полю, планета за длинный период времени, забирала на себя космическую пыль с элементами разных составов. Рельеф приобрел вид твердой скалы. Ученые дают Меркурию сравнение со сморщенной яблочной кожурой. Многочисленные кратеры с огромными диаметрами практически полностью покрывают планету. А все расстояние между кратерами покрывают равнины.

Кратеры Меркурия

Кратеры на Меркурии присутствуют везде, от карликовых объемов до гигантских, с множеством колец на несколько километров, в основном они ударные. Большинство из них сформированы в поздней эпохе нашей звездной системы около четырех миллиардов лет назад. Стадии разрушения у каждого из них разные:

  1. У одних сохранившихся кратеров, остались удлиненные лучи — полосы вокруг. Они образовались от сильного, мгновенного выброса веществ в миг столкновений.
  2. Другие кратеры полностью разрушены.

От лунных, меркурианские кратеры отличаются уменьшенными параметрами ореола от выбросов. Потому что, на Меркурии, из-за объемного металлического ядра, большая сила тяжести. Здесь гигантских кратеров меньше, чем у Луны. Некоторые из них:

  1. Кратер Койпер имеет размеры до 60 км, у него самый высокий диапазон волны альбедо. Возможно, Койпер является одним из последних больших, образовавшихся кратеров на Меркурии.
  2. Кратер Калорис огромных размеров – диаметр 1300 км (подробно о нем в разделе равнинные участки).
  3. Кратер диаметром 390 км под названием бассейн Толстого, обладает глубиной в 2 км. Считается, что его поверхность старая. Ученые дают возраст кратеру 4 миллиарда лет.
  4. Ударный кратер, под прекрасным именем знаменитого художника – Рембрандт, с большим диаметром свыше 700 км один из крупнейших на Меркурии, второй после Калорис. В кратере множество гор по несколько сотен метров и две горы по 1,5 км. Система получилась в результате удара астероида примерно около 4 миллиардов лет назад.

Всего на планете насчитывается более 15 кратерных бассейнов, которые охватывают большие пространства планеты. Помимо больших кратеров, на планете существуют:

  1. Цепочки кратеров, они меньших размеров. На Меркурии они появились в связи со столкновением с космическими телами, которые подлетая к планете, разорвались на меньшие части.
  2. Уступы, горы, борозды и хребты. Хребты с разломами образовались на Меркурии в связи со сжатием планеты в период остывания. А эскарпы (крутые откосы) напоминают об уменьшении коры.

Кратеры на Меркурии за исключением нескольких, приобретают имена в честь выдающихся людей: художников, писателей, поэтов, музыкантов. Несколько лет назад, исследователи обнаружили интересную находку. Положение некоего скопления кратеров, образуют мордочку Микки Мауса. Быть может, в будущем эти очертания так и назовутся.

Равнинные участки

Ученые с интересом изучают долины и равнины Меркурия. Главной причиной формирования конкретных ландшафтов считается продолжительная вулканическая деятельность. Одной из известных меркурианских, считается знаменитая «Равнина Жары». Она называется так, потому что находится около одной из «горячих долгот». Равнина из лавы заполняет огромный кратер с гигантскими размерами 1500 х 1300 км. Он самый крупный на планете.

Его хребет бассейн Калорис, местами (горы Жары) достигает 2 км и более. Равнина Жары считается самой большой ударной системой на планете. В центральной части равнины расположена целая структура борозд и хребтов, с названием «Паук». Ученые предполагают что:

  1. Метеорит или комета, от удара которого сформировался кратер, имел гигантские размеры до 100 км.
  2. Меркурий получил такое мощное сотрясение, что сейсмические волны прошли всю планету насквозь.
  3. Концентрируясь в противоположной симметричной точке планеты, волны создали в месте удара хаотический неповторимый ландшафт.
  4. Был спровоцирован выброс лавы, в результате чего и получились горы Жары.

Долины и равнины Меркурия имеют волнистые и ровные территории, где формировался ландшафт. На протяжении миллионов лет горные породы разрушаясь, формировали постепенно равнины. Но основным источником создания равнинных пространств на Марсе выделяют вулканическую деятельность, что подтверждается окаменелой лавой в многочисленных древних кратерах.

Источник: oplanetah.ru

Меркурий сегодня

В наши дни ученым известно, что благодаря непосредственной близости Меркурия к Солнцу, температура на его поверхности способна достигать до 450 градусов по Цельсию. Но отсутствие атмосферы на данной планете, не позволяет Меркурию удерживать тепло и на теневой стороне температура поверхности способна резко понижаться до 170 градусов по Цельсию. Максимальный перепад температур в дневное и в ночное время на Меркурии оказался самым высоким в Солнечной системе — более 600 градусов по Цельсию.

По своим размерам Меркурий немного больше Луны, но при этом намного тяжелее нашего естественного спутника.

Несмотря на то, что планета была известна людям еще с незапамятных времен, первое изображение Меркурия было получено только в 1974 году, когда космический аппарат «Маринер 10» передал первые изображения, на которых удавалось разобрать кое-какие особенности рельефа. После этого началась долгосрочная активная фаза по изучению этого космического тела и спустя несколько десятков лет, в марте 2011 года орбиты Меркурия достиг космический аппарат под названием Messenger, после чего, наконец, человечество получило ответы на многие вопросы.

Атмосфера Меркурия

Атмосфера Меркурия

Атмосфера Меркурия настолько тонка, что ее практически не существует, а объем примерно в 10 в пятнадцатой степени раз меньше, чем плотные слои атмосферы Земли. При этом вакуум в атмосфере этой планеты намного ближе к истинному вакууму, если сравнивать его с любым другим вакуумом созданным на Земле с помощью технических средств.

Существует два объяснения отсутствия атмосферы на Меркурии. Во-первых, это плотность планеты. Считается, что имея плотность всего лишь 38% земной плотности, Меркурий просто не в состоянии сохранить большую часть атмосферы. Во-вторых, близость Меркурия к Солнцу. Столь близкое расстояние к нашей звезде делает планету наиболее подверженной влиянию солнечных ветров, которые сносят последние остатки того, что можно назвать атмосферой.

Тем не менее, насколько бы скудной не была атмосфера на этой планете, она все же есть. Согласно данным космического агентства NASA, по своему химическому составу она состоит из 42% кислорода (О2), 29% натрия, 22% водорода (Н2), 6% гелия, 0,5% калия. Остальную незначительную часть составляют молекулы аргона, диоксида углерода, воды, азота, ксенона, криптона, неона, кальция (Са, Са +) и магния.

Считается, что разреженность атмосферы обусловлена наличием на поверхности планеты экстремальных температур. Самая низкая температура может быть порядка -180 °С, а самая высокая приблизительно 430 °С. Как уже было упомянуто выше, Меркурий имеет самый большой диапазон температур на поверхности среди планет в Солнечной системе. Крайние максимумы, присутствующие на стороне, обращенной к Солнцу, как раз и являются результатом недостаточного атмосферного слоя, который не способен поглотить солнечное излучение. Кстати, экстремальный холод на теневой стороне планеты обусловлен тем же самым. Отсутствие значимой атмосферы не позволяет планете удерживать солнечную радиацию и тепло очень быстро покидает поверхность, беспрепятственно уходя в космическое пространство.

Поверхность Меркурия

Поверхность Меркурия

До 1974 г. поверхность Меркурия оставалась, в значительной степени, загадкой. Наблюдения за этим космическим телом с Земли были сильно затруднены из-за близости планеты к Солнцу. Рассмотреть Меркурий удавалось только перед рассветом или сразу после заката, однако на Земле в это время линия видимости значительно ограничена слишком плотными слоями атмосферы нашей планеты.

Но в 1974 году, после великолепного троекратного пролета на поверхностью Меркурия космического аппарата «Маринер 10», были получены первые достаточно четкие фотографии поверхности. Удивительно, но несмотря на значительные ограничения по времени, в ходе миссии «Маринер 10» была сфотографирована почти половина всей поверхности планеты. В результате анализа данных наблюдений ученым удалось выявить три существенных особенности поверхности Меркурия.

Первая особенность — огромное количество ударных кратеров, которые постепенно образовывались на поверхности в течение миллиардов лет. Так называемый бассейн «Калорис» является самым крупным из кратеров, его диаметр 1,550 км.

Вторая особенность – наличие равнин между кратерами. Считается, что эти гладкие участки поверхности были созданы в результате движения лавовых потоков по планете в прошлом.

И, наконец, третьей особенностью являются скалы, разбросанные по всей поверхности и достигающие от нескольких десятков до нескольких тысяч километров в длину и от ста метров до двух километров в высоту.

Ученые особенно подчеркивают противоречие первых двух особенностей. Наличие лавовых полей указывает на то, что в историческом прошлом планеты некогда присутствовала активная вулканическая активность. Однако, количество и возраст кратеров, напротив, говорят о том, что Меркурий очень долгое время был геологически пассивен.

Но не меньший интерес вызывает и третья отличительная черта поверхности Меркурия. Выяснилось, что возвышенности образованы активностью ядра планеты, в результате которого происходит так называемое «выпучиванием» коры. Подобные выпучивания на Земле связаны, как правило, со смещением тектонических плит, в то время как потеря устойчивости коры Меркурия происходит из-за сокращения его ядра, которое постепенно сжимается. Процессы, происходящие с ядром планеты, приводят к сжатию ее самой. Последние расчеты ученых указывают на то, что диаметр Меркурия сократился на более чем 1,5 километра.

Структура Меркурия

Строение Меркурия

Меркурий состоит из трех отдельных слоев: коры, мантии и ядра. Средняя толщина коры планеты, по разным оценкам, составляет от 100 до 300 километров. Наличие ранее упомянутых выпуклостей на поверхности, по своей форме напоминающие земные, указывает на то, что несмотря на достаточную твердость, сама по себе кора очень хрупкая.

Примерная толщина мантии Меркурия составляет около 600 километров, что говорит о том, что она относительно тонка. Ученые считают, что она не всегда была такой тонкой и в прошлом произошло столкновение планеты с огромным планетезмиалем, что привело к потере существенной массы мантии.

Ядро Меркурия стало предметом для очень многих исследований. Считается, что его диаметр составляет 3600 километров, и оно обладает некоторыми уникальными свойствами. Наиболее интересным свойством является его плотность. Учитывая то, что планетарный диаметр Меркурия составляет 4878 километров (он меньше спутника Сатурна Титана, диаметр которого составляет 5125 километров и спутника Юпитера Ганимеда с диаметром 5270 километров), плотность самой планеты составляет 5540 кг/м3 при массе 3,3 х 1023 килограмм.

Пока существует только одна теория, которая попыталась объяснить эту особенностью ядра планеты, и поставила под сомнение то, что ядро Меркурия на самом деле твердое. Измерив особенности отскока радиоволн от поверхности планеты, группа планетологов пришла к выводу, что ядро планеты на самом деле жидкое и это многое объясняет.

Орбита и вращение Меркурия

Орбита Меркурия

Меркурий находится гораздо ближе к Солнцу, чем любая другая планета в нашей системе и, соответственно, ему требуется самое короткое время для оборота по орбите. Год на Меркурии составляет всего лишь около 88 земных суток.

Важной особенностью орбиты Меркурия является его высокий эксцентриситет по сравнению с другими планетами. Кроме того, из всех планетарных орбит, орбита Меркурия меньше всего напоминает круг.
Этот эксцентриситет, наряду с отсутствием существенной атмосферы объясняет, почему на поверхности Меркурия возможен самый широкий разброс экстремальных температур в Солнечной системе. Проще говоря, поверхность Меркурия намного сильнее нагревается, когда планета находится в перигелии, нежели чем в афелии, так как разница в расстоянии между этими точками слишком велика.

Орбита Меркурия сама по себе является прекрасным примером одного из ведущих процессов современной физики. Речь идет о процессе под названием прецессия, который объясняет смещение орбиты Меркурии относительно Солнца с течением времени.

Не смотря на то, что ньютоновская механика (т.е. классическая физика) весьма детально прогнозирует скорости этой прецессии, точные значения так и не были определены. Это стало настоящей проблемой для астрономов в конце девятнадцатого, начале двадцатого века. Для того, чтобы объяснить разницу между теоретическими трактовками и фактическими наблюдениями было составлено множество концепций. Согласно одной из теорий высказывалось предположение даже о том, что существует неизвестная планета, орбита которой ближе к Солнцу, чем у Меркурия.

Однако, наиболее правдоподобное объяснение нашлось после того, как была опубликована общая теория относительности Эйнштейна. Опираясь именно на эту теорию, ученые, наконец, смогли с достаточной точностью описать орбитальную прецессию Меркурия.

Таким образом, долгое время считалось, что спин-орбитальный резонанс Меркурия (число оборотов на орбите) составлял 1:1, но, в конце концов, было доказано, что на самом деле он составляет 3:2. Именно благодаря этому резонансу на планете возможно явление, которое невозможно на Земле. Если бы наблюдатель находился на Меркурии, то смог бы увидеть, что Солнце поднимается до самой высокой точки на небе, а после «включает» обратный ход и опускается в том же направлении, откуда оно поднялось.

Интересные факты о Меркурии

Интересные факты о Меркурии

  1. Меркурий был известен человечеству с древнейших времен. Несмотря на то, что точная дата его обнаружения неизвестна, первые упоминания о планете, как полагают, появились около 3000 г. до н.э. у шумеров.
  2. Год на Меркурии составляет 88 дней земных дней, но день Меркурия составляет 176 земных дня. Меркурий практически полностью заблокирован Солнцем приливными силами, но с течением времени совершает медленное вращение планеты вокруг своей оси.
  3. Меркурий вращается так быстро вокруг Солнца, что некоторые ранние цивилизации полагали, что это на самом деле две разные звезды, одна из которых появляется в первой половине дня, а другая в вечернее время.
  4. Обладая диаметром 4,879 км Меркурий является самой маленькой планетой в Солнечной системе, а также является одной из пяти планет, которую можно увидеть в ночном небе невооруженным взглядом.
  5. После Земли, Меркурий является второй по плотности планетой в Солнечной системе. Несмотря на небольшие размеры, Меркурий очень плотный, так как состоит в основном из тяжелых металлов и камня. Это позволяет отнести его к планетам земной группы.
  6. Астрономы не понимали, что Меркурий является планетой до 1543 года, когда Коперник создал гелиоцентрическую модель Солнечной системы, согласно которой вращение планет происходит вокруг Солнца.
  7. Гравитационные силы планеты составляют 38% от гравитационных сил Земле. Это означает, что Меркурий не в состоянии удерживать атмосферу которая у него есть, а та что остается сдувается солнечным ветром. Тем не менее, все те же самые солнечные ветры привлекают к Меркурию газовые частицы, пыль от микрометеоритов и образуют радиоактивный распад, что в некотором роде образует атмосферу.
  8. Меркурий не имеет спутников или колец из-за его низкой силы притяжения и отсутствия атмосферы.
  9. Существовала теория, что между орбитами Меркурия и Солнца есть не открытая еще планета Вулкан, однако ее присутствие так и не было доказано.
  10. Орбита Меркурия представляет собой эллипс, а не круг. Он имеет самую эксцентричную орбиту в Солнечной системе.
  11. Меркурий является только вторым максимальным температурам среди планет Солнечной системы. Первое место занимает Венера, несмотря на то, что находится дальше от Солнца, чем Меркурий. Однако Меркурий занимает первое место по изменениям экстремальных температур — в диапазоне от -170 °C  в течение ночи до 430 °C в течение дня,
  12. На Меркурии не существует сезонов. Ось Меркурия имеет наименьший угол наклона среди всех других планет, что исключает возможность существования сезонов.
  13. Меркурий имеет большое железное ядро, которое составляет около 40% от его объема (ядро Земли составляет всего 17% от объема нашей планеты). Радиус ядра варьируется 1800 до 1900 км. Сегодня ученые считают, что ядро находится в постоянно расплавленном состоянии.
  14. Результаты измерений «Маринера-10»: Меркурий имеет очень слабое магнитное поле, его напряженность составляет около 1% от магнитного поля Земли.

Цифры: что узнал аппарат Messenger о Меркурии

  • Орбиты Меркурия пока удалось достигнуть только двум космическим аппаратам. В 1974-75 годах троекратный облет планеты совершил зонд «Маринер-10», которому удалось запечатлеть половину всей поверхности. В данный момент на его орбите находится космический корабль Messenger, который был запущен в 2004 году для изучения плотности Меркурия, природы его магнитного поля и геологической истории.
  • Меркурий имеет огромное количество ударных кратеров, больше чем на любая другая планета в Солнечной системе. Поверхность планеты в этом плане напоминает поверхность Луны. На сегодняшний день считается, что Меркурий является геологически пассивным космическим телом и не способен «самостоятельно излечиться» от ударов астероидов и комет. Большинство кратеров на планете названы в честь известных писателей и художников. Самый большой кратер на Меркурии — бассейн «Калорис», его диаметр составляет около 1,550 километров.

Фото Меркурия

Меркурий Меркурий Меркурий Меркурий

Источник: mks-onlain.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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