Планета Меркурий: краткое описание и интересные факты. Слабая и разряженная атмосфера меркурия Меркурий площадь
Меркурий – первая планета Солнечной системы. Не так давно она занимала почти последнее место среди всех 9 планет по своим размерам. Но, как мы знаем, под Луной ничто не вечно. В 2006 г. Плутон утратил статус планеты из-за своих негабаритных размеров. Его стали называть карликовой планетой. Таким образом, Меркурий теперь находится в конце ряда космических тел, которые нарезают бессчетные круги вокруг Солнца. Но это касательно размеров. По отношению к Солнцу планета находится ближе всех – 57,91 млн км. Это средняя величина. Меркурий вращается по слишком вытянутой орбите, длина которой равняется 360 млн км. Именно поэтому он находится то дальше от Солнца, то, наоборот, ближе к нему. В перигелии (самая близкая по отношению к Солнцу точка орбиты) планета приближается к пылающей звезде на 45,9 млн км. А в афелии (дальняя точка орбиты) расстояние до Солнца увеличивается и равняется 69,82 млн км.
Касательно Земли, тут масштабы немного другие. Меркурий время от времени сближается с нами до 82 млн км или же расходится до расстояния 217 млн км. Самая меньшая цифра совсем не означает, что планету можно тщательно и долго рассматривать в телескопе. От Солнца Меркурий отклоняется на угловое расстояние в 28 градусов. Отсюда выплывает, что эту планету можно наблюдать с Земли сразу перед рассветом или после заката. Рассмотреть его можно практически у линии горизонта. Также увидеть можно не все тело целиком, а только его половину. Меркурий несется по орбите со скоростью 48 км в секунду. Полный оборот вокруг Солнца планета совершает за 88 земных дней. Величина, которая показывает, насколько отличается орбита от окружности, равна 0,205. Разбег между плоскостью орбиты и плоскостью экватора равняется 3 градусам. Это говорит о том, что планете характерны незначительны сезонные изменения. Меркурий – это планета земной группы. Сюда также входят Марс, Земля и Венера. Все они имеют очень высокую плотность. Диаметр планеты составляет 4880 км. Как это не стыдно осознавать, но здесь его обошли даже некоторые спутники планет. Диаметр самого крупного спутника, Ганимеда, который вращается вокруг Юпитера, составляет 5262 км. Не менее солидный вид имеет Титан, спутник Сатурна. Его диаметр – 5150 км. Диаметр Каллисто (спутник Юпитера) – 4820 км. Луна – это самый популярный спутник в Солнечной системе. Ее диаметр составляет 3474 км.
Земля и Меркурий
Получается, что Меркурий не такой уж непрезентабельный и невзрачный. Познается все в сравнении. Маленькая планета неплохо проигрывает по габаритам Земле. По сравнению с нашей планетой это маленькое космическое тело выглядит как хрупкое создание. Его масса меньше земной в 18 раз, а объем в 17, 8. Площадь Меркурия отстает от площади Земли в 6,8 раз.
Особенности орбиты Меркурия
Как уже говорилось выше, вокруг Солнца планета делает полный оборот за 88 суток. Вокруг своей оси она вращается за 59 земных дней. Средняя скорость составляет 48 км в секунду. На некоторых участках орбиты Меркурий движется медленнее, на некоторых быстрее. Максимальная его скорость в перигелии – 59 км в секунду. Планета старается проскочить ближайший участок к Солнцу как можно скорее. В афелии скорость Меркурия составляет 39 км в секунду. Взаимодействие скорости вокруг оси и скорости по орбите дает поражающий эффект. На протяжении 59 суток любой участок планеты находится в одном положении к звездному небу. К Солнцу этот участок возвращается через 2 меркурианских года или 176 дней. Из этого получается, что солнечные сутки на планете равны 176 дням. В перигелии наблюдается интересный факт. Здесь скорость вращения по орбите становится больше движения вокруг оси. Так возникает эффект Иисуса Навина (предводителя евреев, который остановил Солнце) на долготах, которые повернуты к светилу.
Восход на планете
Солнце останавливается, а потом начинает движение в обратную сторону. Светило стремится на Восток, полностью игнорируя предначертанное ему западное направление. Так продолжается 7 суток, пока Меркурий не проходит самый близкий участок орбиты к Солнцу. Затем его орбитальная скорость начинает уменьшаться, а движение Солнца замедляться. В месте, где скорости совпадают, светило останавливается. Немного времени проходит, и оно начинает двигаться в противоположную сторону – с востока на запад. По поводу долгот картина еще удивительнее. Если бы здесь жили люди, они бы наблюдали два заката и два восхода. Изначально Солнце бы взошло, как и полагается, на востоке. В момент оно бы остановилось. После начало движение назад и скрылось бы за горизонтом. Через 7 дней оно снова бы засияло на востоке и без препятствий проделало путь к высшей точке на небе. Про такие поразительные особенности орбиты планеты стало известно в 60-х годах. Раньше ученые считали, что она всегда повернута к Солнцу одной стороной, а вокруг оси движется с такой же скоростью, что и вокруг желтой звезды.
Строение Меркурия
До первой половины 70-х о его строении люди знали мало. В 1974 году, в марте, в 703 км от планеты пролетела межпланетная станция «Маринер-10». Повторила свой маневр она в сентябре этого же года. Теперь ее расстояние до Меркурия было равно 48 тыс. км. А в 1975 году станция сделала очередной виток на расстоянии в 327 км. Примечательно то, что аппаратурой было зафиксировано магнитное поле. Оно не представляло мощное образование, но по сравнению с Венерой выглядело довольно значительно. Магнитное поле Меркурия уступает земному в 100 раз. Его магнитная ось на 2 градуса не совпадает с осью вращения. Наличие такого образования твердит о том, что этот объект имеет ядро, где и создается это самое поле. Сегодня существует такая схема устройства планеты – Меркурий имеет железно-никелевое горячее ядро и силикатную оболочку, которая его окружает. Температура ядра равняется 730 градусам. Ядро больших размеров. Оно в себе содержит 70% массы всей планеты. Диаметр ядра 3600 км. Толщина силикатного слоя находится в пределах 650 км.
Поверхность планеты
Планета усеяна кратерами. В некоторых местах они расположены очень густо, на некоторых их совсем мало. Самым крупным кратером является Бетховен, его диаметр равен 625 км. Ученые предполагают, что равнинная местность моложе, чем та, что усеяна множеством воронок. Она образовалась из-за выбросов лавы, которая укрыла все кратеры и сделала поверхность ровной. Здесь находится самое большое образование, которое называется Равниной Жары. Это древний кратер, диаметр которого 1300 км. Окружен он гористым кольцом. Считается, что извержения лавы залили это место и сделали его почти незаметным. Напротив этой равнины имеется множество возвышенностей, которые в высоту могут достигать 2 км. Низины узкие. Видимо, большой астероид, который упал на Меркурий, спровоцировал сдвиг его недр. В одном месте осталась большая вмятина, а на другой стороне кора поднялась и образовала таким образом смещение горных пород и разломы. Что-то похожее можно наблюдать и в других местах планеты. Эти образования имеют уже другую геологическую историю. Их форма клиноподобна. Ширина достигает десятков километров. Кажется, что это горная порода, которая была выдавлена под огромным давлением из глубинных недр.
Существует теория, что эти творения возникли при уменьшении температурных режимов планеты. Ядро начало охлаждаться и при этом сжиматься. Таким образом, верхний слой тоже начал уменьшаться. Были спровоцированы сдвиги коры. Так и образовался этот своеобразный ландшафт планеты. Сейчас температурные режимы Меркурия тоже имеют определенную специфику. С учетом того, что планета находится близко к Солнцу, следует вывод: поверхность, которая обращена к желтой звезде, имеет слишком высокую температуру. Ее максимум может составлять 430 градусов (в перигелии). В афелии, соответственно, прохладнее – 290 градусов. На других участках орбиты температура колеблется в пределах 320-340 градусов. Несложно догадаться, что ночью здесь совсем другая обстановка. В это время температура держится на минус 180. Выходит, что на одном участке планеты ужасная жара, а на другом в это же время страшный холод. Неожиданный факт, что на планете имеются запасы водяного льда. Его находят на дне больших кратеров в полярных точках. Сюда солнечные лучи не проникают. В атмосфере Меркурия содержится 3,5% воды. Ее на планету доставляют кометы. Некоторые сталкиваются с Меркурием, подлетая к Солнцу, и навсегда здесь остаются. Лед тает, превращаясь в воду, и она испаряется в атмосферу. При холодной температуре она оседает на поверхность и снова превращается в лед. Если она оказалась на дне кратера или на полюсе, замерзает и в газообразное состояние уже не возвращается. Так как здесь наблюдаются перепады температур, следует вывод: у космического тела нет атмосферы. Точнее, в наличии имеется газовая подушка, но она слишком разреженная. Основным химическим элементом атмосферы этой планеты является гелий. Его сюда заносит солнечный ветер, поток плазмы, который истекает из солнечной короны. Его главные составляющие – водород и гелий. Первый в атмосфере присутствует, но в меньшем соотношении.
Исследования
Хоть Меркурий от Земли находится не на большом расстоянии, его изучение довольно сложное. Виной этому особенности орбиты. Эту планету очень сложно рассмотреть в небе. Только наблюдая ее вблизи, можно получить полное представление о планете. В 1974 году такая возможность появилась. Как уже упоминалось, в этом году вблизи планеты была межпланетная станция «Маринер-10». Она сделала снимки, с их помощью составили карту почти половины поверхности Меркурия. В 2008 году станция «Месенджер» почтила планету вниманием. Конечно, изучать планету будут и дальше. Какие сюрпризы она преподнесет, мы увидим. Ведь космос настолько непредсказуем, а его обитатели загадочны и скрытны.
Факты, которые стоит знать о планете Меркурий:
Это самая маленькая планета Солнечной системы.
День здесь равен 59 суткам, а год – 88.
Меркурий – планета, ближайшая к Солнцу. Расстояние – 58 млн км.
Это твердая планета, которая относится к земной группе. У Меркурия сильно кратерированная, прочная поверхность.
У Меркурия нет спутников.
Экзосфера планеты состоит из натрия, кислорода, гелия, калия и водорода.
Вокруг Меркурия не существует кольца.
Доказательств жизни на планете нет. Дневная температура достигает 430 градусов и снижается до минус 180.
С ближайшей точки к желтой звезде на поверхности планеты Солнце кажется в 3 раза больше, чем с Земли.
Ближе всех к Солнцу располагается планета Меркурий. Это самая маленькая, не имеющая спутников планета земной группы, расположенная в нашей солнечной системе. За 88 суток (около 3 месяцев), она делает 1 оборот вокруг нашего Солнца.
Лучшие фотографии, были получены с единственного космического зонда «Маринер-10», отправленного для исследования Меркурия еще в 1974 году. На этих снимках отчетливо видно, что почти вся поверхность Меркурия усыпана кратерами, поэтому довольно схожа с Лунной структурой. Большая их часть образовалась при столкновении с метеоритами. Там есть равнины, горы и плоскогорья. Встречаются так же и уступы, высота которых может доходить до 3х километров. Все эти неровности связаны с разломом коры, из-за резких перепадов температур, резкого охлаждения и последующего потепления. Скорее всего, это случилось еще при формировании планеты.
Наличие плотного металлического ядра у Меркурия, характеризуется высокой плотностью и сильным магнитным полем. Мантия и кора довольно тонкие, а значит, почти вся планета состоит из тяжелых элементов. По современным подсчетам, плотность в центре ядра планеты, достигает почти 10г/см3 , а радиус ядра составляет 75% радиуса планеты и равен 1800 км. Довольно сомнительно, что такое огромное и тяжелое железосодержащее ядро было у планеты с самого начала. Ученые полагают, что при сильном столкновении, с другим небесным телом, во время формирования солнечной системы, значительная часть мантии откололась.
Орбита Меркурия
Орбита Меркурия имеет форму эксцентрика и располагается приблизительно на расстоянии 58 000 000 км от Солнца. При движении по орбите, расстояние меняется до 24 000 000 км. Скорость вращения зависит от положения планеты к Солнцу. В афелии – наиболее удаленной от Солнца точки орбиты планеты или другого небесного тела –Меркурий движется со скоростью около 38 км/с, а перигелии – самой близкой к Солнцу точки орбиты – его скорость составляет 56 км/с. Таким образом, средняя скорость движения Меркурия составляет около 48 км/с. Так как и Луна и Меркурий, располагаются между Землей и Солнцем их фазы имеют много общих черт. В ближайшей точке к Земле он имеет форму тонкой фазы полумесяца. Но из-за очень близкого положения к Солнцу, полную его фазу увидеть очень проблематично.
День и ночь на Меркурии
Одно из полушарий Меркурия, в течение длительного срока обращено к Солнцу, из-за его медленного вращения. Поэтому смена дня и ночи там происходит значительно реже, чем на других планетах солнечной системы, да и вообще, практически не заметна. День и ночь на Меркурии равны году планеты, потому что продолжаются целых 88 суток! Так же, на Меркурии характерны значительные перепады температур: днем температура поднимается до +430 °С, а ночью, опускается до – 180 °С. Ось Меркурия практически перпендикулярна к плоскости орбиты, и составляет всего 7° , поэтому смены времен года здесь нет. Зато, рядом с полюсами, наблюдаются места, куда ни когда не проникает солнечный свет.
Характеристики Меркурия
Масса: 3,3*1023 кг (0,055 массы Земли)
Диаметр на экваторе: 4880 км
Наклон оси: 0,01°
Плотность: 5,43 г/см3
Средняя температура поверхности: –73 °С
Период обращения вокруг оси (сутки): 59 дней
Расстояние от Солнца (среднее): 0, 390 а. е. или 58 млн. км
Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 88 дней
Скорость вращения по орбите: 48 км/с
Эксцентриситет орбиты: e = 0,0206
Наклон орбиты к эклиптике: i = 7°
Ускорение свободного падения: 3,7 м/c2
Спутники: нет
Поверхность Меркурия, кратко говоря, напоминает Луну. Обширные равнины и множество кратеров говорят о том, что геологическая активность на планете прекратилась миллиарды лет назад.
Характер поверхности
Поверхность Меркурия (фото приведено далее в статье), снятая зондами «Маринер-10» и «Мессенджер», внешне была похожа на лунную. Планета в значительной мере усеяна кратерами разных размеров. Мельчайшие из видимых на самых детальных фотографиях «Маринера» измеряются несколькими сотнями метров в диаметре. Пространство между крупными кратерами относительно плоское и представляет собой равнины. Оно похоже на поверхность Луны, но занимает намного больше места. Подобные области окружают наиболее заметную ударную структуру Меркурия, образованную в результате столкновения, - бассейн равнины Жары (Caloris Planitia). При встрече с «Маринером-10» была освещена только ее половина, а полностью она была открыта «Мессенджером» во время его первого пролета мимо планеты в январе 2008 года.
Кратеры
Наиболее распространенными структурами рельефа планеты являются кратеры. Они в значительной мере покрывают поверхность (фото приведены далее) на первый взгляд похожа на Луну, но при более близком изучении у них выявляются интересные различия.
Гравитация на Меркурии более чем в два раза превышает лунную, отчасти из-за большой плотности его огромного ядра, состоящего из железа и серы. Большая сила тяжести стремится удержать вещество, выброшенное из кратера, вблизи места столкновения. По сравнению с Луной, оно падало на расстоянии, составляющем лишь 65% от лунного. Это может быть одним из факторов, которые способствовали возникновению на планете вторичных кратеров, образованных под воздействием выброшенного материала, в отличие от первичных, возникших непосредственно при столкновении с астероидом или кометой. Более высокая сила тяжести означает, что сложные формы и конструкции, характерные для крупных кратеров — центральные пики, крутые склоны и ровное основание, — на Меркурии наблюдаются у меньших кратеров (минимальный диаметр около 10 км), чем на Луне (около 19 км). Структуры меньше этих размеров имеют простые чашеподобные очертания. Кратеры Меркурия отличаются от марсианских, хотя эти две планеты имеют сопоставимую гравитацию. Свежие кратеры на первой, как правило, глубже, чем соразмерные образования на второй. Это может быть следствием низкого содержания летучих веществ в коре Меркурия или более высоких ударных скоростей (поскольку скорость объекта на солнечной орбите увеличивается при приближении к Солнцу).
Кратеры больше 100 км в диаметре начинают приближаться к овальной форме, характерной для подобных крупных образований. Эти структуры - полициклические бассейны - имеют размеры 300 км и более и являются результатом наиболее мощных столкновений. Несколько десятков их было обнаружено на сфотографированной части планеты. Изображения «Мессенджера» и лазерная альтиметрия внесли большой вклад в понимание этих остаточных шрамов от ранних астероидных бомбардировок Меркурия.
Равнина Жары
Эта ударная структура простирается на 1550 км. При первоначальном ее обнаружении «Маринером-10» считалось, что ее размеры значительно меньше. Внутреннее пространство объекта представляет собой гладкие равнины, укрытые складчатыми и изломанными концентрическими окружностями. Крупнейшие хребты простираются на несколько сотен километров в длину, около 3 км в ширину и менее 300 метров в высоту. Более 200 изломов, сопоставимых по размерам краями, исходят от центра равнины; многие из них являются впадинами, ограниченными бороздами (грабенами). Там, где грабены пересекаются с гребнями, они, как правило, проходят через них, что свидетельствует об их более позднем формировании.
Типы поверхности
Равнину Жары окружают два типа местности — ее кромка и рельеф, образованный выброшенной породой. Кромка представляет собой кольцо неправильных горных блоков, достигающих 3 км в высоту, которые являются самыми высокими горами, обнаруженными на планете, с относительно крутыми склонами в направлении к центру. Второе гораздо меньшее кольцо отстоит на 100-150 км от первого. За внешними склонами расположена зона линейных радиальных хребтов и долин, частично заполненных равнинами, некоторые из которых усеяны многочисленными буграми и холмами в несколько сотен метров. Происхождение образований, составляющих широкие кольца вокруг бассейна Жары, противоречиво. Некоторые равнины на Луне образовались в основном в результате взаимодействия выбросов с уже существующим рельефом поверхности, и это, возможно, также справедливо для Меркурия. Но результаты «Мессенджера» дают основание предположить, что значительную роль в их формировании сыграла вулканическая активность. Там не только мало кратеров, по сравнению с бассейном Жары, что указывает на затяжной период становления равнин, но они обладают другими чертами, более явно связанными с вулканизмом, чем можно было увидеть на изображениях, полученных «Маринером-10». Решающие доказательства вулканизма были получены с помощью снимков «Мессенджера», показывающих жерла вулканов, многие из которых расположены вдоль внешнего края равнины Жары.
Кратер Радитлади
Caloris является одной из самых молодых крупных полицикличных равнин, по крайней мере на исследованной часть Меркурия. Она, вероятно, образовалось тогда же, когда и последняя гигантская структура на Луне, - около 3,9 млрд лет назад. Изображения «Мессенджера» выявили еще один, гораздо меньший ударный кратер с видимым внутренним кольцом, который мог образоваться намного позже, названный бассейном Радитлади.
Странный антипод
На другой стороне планеты, в точности в 180° напротив равнины Жары, расположен участок странно искаженной местности. Ученые интерпретируют этот факт, говоря об их одновременном формировании путем фокусировки сейсмических волн от событий, которые затронули антиподальную поверхность Меркурия. Холмистая и испещренная линиями местность является обширной зоной возвышенностей, представляющих собой холмистые многоугольники шириной 5-10 км и высотой до 1,5 км. Существовавшие до этого кратеры были превращены в холмы и трещины сейсмическими процессами, в результате которых и сформировался данный рельеф. У некоторых из них дно было ровным, но затем его форма изменилась, что свидетельствует о более позднем их заполнении.
Равнины
Равнина - это относительно ровная или плавно волнистая поверхность Меркурия, Венеры, Земли и Марса, которая встречается повсеместно на этих планетах. Представляет собой «полотно», на котором развивался ландшафт. Равнины являются свидетельством процесса разрушения грубого рельефа и создания сглаженного пространства.
Существует как минимум три способа «шлифовки», благодаря которой, вероятно, выравнивалась поверхность Меркурия.
Один из способов - повышение температуры - снижает прочность коры и ее способность удерживать высокий рельеф. На протяжении миллионов лет горы «тонут», дно кратеров поднимется и поверхность Меркурия выравнивается.
Второй способ включает перемещение пород в сторону более низких участков местности под действием силы тяжести. С течением времени порода накапливается в низинах и заполняет более высокие уровни по мере увеличения ее объема. таким образом ведут себя потоки лавы из недр планеты.
Третий способ заключается в попадании фрагментов пород на поверхность Меркурия сверху, что в конечном итоге приводит к выравниванию грубого рельефа. Примером этого механизма могут служить выбросы породы при образовании кратеров и вулканический пепел.
Вулканическая активность
Некоторые доказательства, склоняющие к гипотезе о влиянии вулканической активности на формирование многих равнин, окружающих бассейн Жары, уже были приведены. Другие относительно молодые равнины на Меркурии, особенно заметные в регионах, освещенных под небольшим углом во время первого облета «Мессенджера», демонстрируют характерные особенности вулканизма. Например, несколько старых кратеров были заполнены до краев потоками лавы, подобно таким же образованиям на Луне и Марсе. Однако широко распространенные равнины на Меркурии оценить сложнее. Поскольку они старше, то очевидно, что вулканы и других вулканические образования могли подвергнуться эрозии или разрушиться иначе, затрудняя их объяснение. Понимание этих старых равнин имеет важное значение, поскольку они, вероятно, причастны к исчезновению большей части кратеров диаметром 10-30 км, по сравнению с Луной.
Эскарпы
Важнейшими формами рельефа Меркурия, которые позволяют получить представление о внутреннем строении планеты, являются сотни зубчатых уступов. Протяженность этих скал варьируется от десятков до более чем тысяч километров, а высота - от 100 м до 3 км. Если смотреть сверху, то края их кажутся округлыми или зубчатыми. Понятно, что это - результат трещинообразования, когда часть грунта поднялась и легла на прилегающую местность. На Земле такие структуры ограничены в объемах и возникают при местном горизонтальном сжатии в земной коре. Но вся исследованная поверхность Меркурия покрыта эскарпами, из чего следует, что кора планеты в прошлом уменьшилась. Из количества и геометрии эскарпов следует, что планета уменьшилась в диаметре на 3 км.
Кроме того, усадка, должно быть, продолжалась до сравнительно недавнего в геологической истории времени, так как некоторые эскарпы изменили форму хорошо сохранившихся (и, следовательно, относительно молодых) ударных кратеров. Замедление первоначально высокой скорости вращения планеты приливными силами произвело сжатие в экваториальных широтах Меркурия. Глобально распределенных эскарпы, однако, наводят на другое объяснение: позднее охлаждение мантии, возможно, в сочетании с затвердеванием части некогда полностью расплавленного ядра, привело к сжатию сердцевины и деформации холодной коры. Сокращение размеров Меркурия при охлаждении его мантии должно было привести к большему количеству продольных структур, чем можно увидеть, что говорит о незавершенности процесса сжатия.
Поверхность Меркурия: из чего состоит?
Ученые пытались выяснить состав планеты, исследуя солнечный свет, отраженный от разных ее участков. Одним из различий между Меркурием и Луной, помимо того, что первый немного темнее, является то, что спектр поверхностных яркостей его меньше. Например, моря спутника Земли — гладкие пространства, видимые невооруженным глазом как большие темные пятна — гораздо темнее, чем испещренные кратерами нагорья, а равнины Меркурия всего лишь немного темнее. Цветовые различия на планете менее выражены, хотя снимки «Мессенджера», сделанные с помощью набора цветных фильтров, показали небольшие очень красочные участки, связанные с жерлами вулканов. Эти особенности, а также относительно невыразительный видимый и ближний инфракрасный спектр отраженного солнечного света, предполагают, что поверхность Меркурия состоит из небогатых на железо и титан силикатных минералов более темного цвета, по сравнению с лунными морями. В частности, в породах планеты может быть низкое содержание окислов железа (FeO), и это приводит к предположению, что она была сформирована в гораздо более восстанавливающих условиях (т. е. при недостатке кислорода), чем другие представители земной группы.
Проблемы дистанционного исследования
Очень затруднено определение состава планеты путем дистанционного зондирования солнечного света и спектра теплового излучения, который отражает поверхность Меркурия. Планета сильно нагревается, что изменяет оптические свойства частиц минералов и осложняет прямую интерпретацию. Однако «Мессенджер» был оснащен несколькими инструментами, отсутствовавшими на борту «Маринера-10», измерявшими химический и минеральный состав напрямую. Этим приборам требовался длительный период наблюдения, пока корабль оставался вблизи Меркурия, поэтому конкретных результатов после трех первых кратких пролетов не было. Только во время орбитальной миссии «Мессенджера» появилось достаточно новой информации о составе поверхности планеты.
Данная статья представляет собой сообщение или доклад о планете Меркурий, где изложена характеристика этой планеты: параметры, описание атмосферы, поверхности, орбиты, а также интересные факты.
Планета Меркурий, названная в честь римского бога торговли, выступавшего также в роли вестника богов, находится ближе всех остальных к центру Солнечной системы. На этой планете, находящейся на расстоянии (в среднем) 58 млн. км от Солнца, очень жарко.
Параметры и описание
Максимальное расстояние от Солнца
70 млн. км
Минимальное расстояние от Солнца
46 млн. км
Диаметр по экватору
4878 км
Средняя температура поверхности
350º С
Максимальная температура
430º С
Минимальная температура
-170º С
Время оборота вокруг Солнца
88 земных суток
Продолжительность солнечных суток
176 земных дней
На обеих сторонах Меркурия есть области возле экватора, бóльшую часть времени освещаемые Солнцем. Эти две области называются «полюсами жары» Меркурия. В течение меркурианских суток температура изменяется очень значительно. Днём поверхность планеты прогревается в среднем до 350º С, иногда до 430º С. При такой температуре плавятся олово и свинец. Ночью же приповерхностные слои остывают до -170º С.
Основной причиной таких резких температурных колебаний является то, что Меркурий, в отличие от Земли, практически лишён атмосферы, поглощающей тепло днём и не позволяющей планете остыть ночью.
Долгое время астрономы считали, что атмосферы у Меркурия нет вовсе, но сейчас известно, что газовая оболочка у этой планеты всё же есть, хоть и чрезвычайно разреженная. По большей части она состоит из натрия и гелия с небольшими примесями водорода и кислорода (см. рисунок 1).
Рис. 1. Атмосфера Меркурия
Из-за высокой температуры и низкого давления вода в жидкой форме на Меркурии существовать не может. Однако, как и на Земле, вода здесь находится в виде льда на полюсах. В некоторых полярных районах планеты, куда Солнце не заглядывает никогда, температура может постоянно находиться на отметке -148º С.
Таким образом, органическая жизнь на Меркурии невозможна.
Поверхность планеты
Эти катаклизмы, видимо, сильно разогрели Меркурий, а когда метеоритная бомбардировка окончилась, планета стала остывать и сжиматься. Сжатие привело к появлению на поверхности складок и длинных извилистых утёсов, называемых эскарпами . Местами их высота может достигать 3 км.
Как и у Земли, относительно тонкая кора Меркурия покрывает толстый слой мантии, окружающей крупное тяжёлое железосодержащее ядро. Средняя плотность Меркурия чрезвычайно высока. Это позволяет предположить, что ядро планеты по отношению к остальной её части очень велико и тяжело. Астрономы утверждают, что ядро Меркурия составляет около 42 % его объёма, в то время как ядро Земли - всего 17 %.
Эллиптическая орбита
Меркурий совершает оборот вокруг Солнца за 88 земных дней - быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы. Как и остальные планеты, Меркурий вращается вокруг Солнца не по круговой орбите, а по вытянутой, или эллиптической.
Так как Солнце находится не в центре этой орбиты, расстояние между ним и Меркурием в разных её точках очень сильно различается. Точка, в которой Меркурий ближе всего находится к Солнцу, называется перигелием , а точка, в которой Меркурий находится дальше всего от Солнца - афелием .
Так как плоскость орбиты Меркурия заметно наклонена по отношению к орбите Земли, он редко, не чаще дюжины раз в столетие проходит между нашей планетой и Солнцем.
Меркурий вращается не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси. Происходит это чрезвычайно медленно - одни сутки на Меркурии длятся 176 земных дней. При приближении Меркурия к перигелию происходит нечто весьма необычное. Так как движение планеты ускоряется по мере приближения к Солнцу, скорость перемещения Меркурия по орбите на данном её отрезке превышает скорость вращения планеты вокруг своей оси. Если бы вы в такое время находились на Меркурии, то увидели бы, как взошедшее на востоке Солнце прошло бы по небу и зашло на западе, затем вновь появилось над горизонтом, в течение пары земных суток двигалось бы по небосводу в обратном направлении, а затем снова зашло.
Меркурий лучше всего виден в афелии, когда он наиболее удалён от Солнца. Это происходит примерно 3 раза в год.
Бóльшая часть имеющейся у нас информации о Меркурии была получена при помощи радиолокации и космических зондов. Кроме того, запущенный США в середине 1970-х годов космический аппарат «Маринер-10» неоднократно сближался с Меркурием, передавая на Землю снимки его поверхности.
3 августа 2004 года с Мыса Канаверал был запущен зонд Messenger, который до сих пор работает на орбите самой маленькой планеты Солнечной системы.
Некоторые интересные факты
- Несмотря на максимальную близость к Солнцу, Меркурий не является самой горячей планетой в Солнечной системе, уступая пальму первенства Венере.
- Меркурий не имеет спутников.
Меркурий – самая маленькая и самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы. Древние римляне дали ему имя в честь бога торговли Меркурия, посланника других богов, носившего крылатые сандалии, за то, что планета быстрее других движется по небу.
Краткая характеристика
Из-за малых размеров и близости к Солнцу Меркурий неудобен для земных наблюдений, поэтому долгое время о нем было известно очень мало. Важный шаг в его изучении был сделан благодаря космическим аппаратам «Маринер-10» и «Мессенджер», с помощью которых были получены качественные снимки и подробная карта поверхности.
Меркурий относится к планетам земной группы и находится на среднем расстоянии около 58 млн. км от Солнца. При этом максимальное расстояние (в афелии) 70 млн. км, а минимальное (в перигелии) – 46 млн. км. Его радиус лишь немного больше, чем у Луны, – 2 439 км, а плотность почти такая же, как у Земли, – 5,42 г/см³. Высокая плотность означает, что в его состав входит значительная доля металлов. Масса планеты составляет 3,3·10 23 кг, и около 80% от нее составляет ядро. Ускорение свободного падения в 2,6 раз меньше земного – 3,7 м/с². Стоит заметить, что форма Меркурия идеально шарообразная – он обладает нулевым полярным сжатием, то есть его экваториальный и полярный радиусы равны. Спутников у Меркурия нет.
Планета обращается вокруг Солнца за 88 суток, а период вращения вокруг своей оси относительно звезд (звездные сутки) составляет две трети от периода обращения – 58 дней. Это означает, что одни сутки на Меркурии длятся два его года, то есть 176 земных дней. Соизмеримость периодов, по-видимому, объясняется приливным воздействием Солнца, которое тормозило вращение Меркурия, изначально более быстрое, пока их значения не сравнялись.
Меркурий обладает самой вытянутой орбитой (ее эксцентриситет равен 0,205). Она значительно наклонена к плоскости земной орбиты (плоскости эклиптики) – угол между ними составляет 7 градусов. Скорость движения планеты по орбите составляет 48 км/с.
Температура на Меркурии определялась по его инфракрасному излучению. Она изменяется в обширном диапазоне от 100 К (-173 °C) на ночной стороне и полюсах до 700 К (430 °C) в полдень на экваторе. При этом суточные колебания температуры быстро уменьшаются с продвижением вглубь коры, то есть тепловая инерция грунта велика. Отсюда был сделан вывод, что грунт на поверхности Меркурия представляет собой, так называемый реголит – сильно раздробленную породу с низкой плотностью. Из реголита также состоят поверхностные слои Луны, Марса и его спутников – Фобоса и Деймоса.
Образование планеты
Наиболее вероятным описанием происхождения Меркурия считается небулярная гипотеза, согласно которой планета в прошлом была спутником Венеры, а затем по какой-то причине вышла из-под воздействия ее гравитационного поля. По другой версии Меркурий сформировался одновременно со всеми объектами Солнечной системы во внутренней части протопланетного диска, откуда легкие элементы уже были отнесены солнечным ветром во внешние области.
По одной из версий происхождения очень тяжелого внутреннего ядра Меркурия – теории гигантского столкновения – масса планеты первоначально была в 2,25 раз больше нынешней. Однако после столкновения с небольшой протопланетой или похожим на планету объектом большая часть коры и верхнего слоя мантии рассеялась в космосе, а ядро стало составлять значительную часть от массы планеты. Такая же гипотеза используется и для объяснения происхождения Луны.
После завершения основного этапа формирования 4,6 млрд. лет назад Меркурий долгое время интенсивно обстреливался кометами и астероидами, потому его поверхность испещрена множеством кратеров. Бурная вулканическая активность на заре истории Меркурия привела к образованию лавовых равнин и «морей» внутри кратеров. По мере того, как планета постепенно остывала и сжималась, рождались другие детали рельефа: хребты, горы, холмы и уступы.
Внутреннее строение
Структура Меркурия в целом мало отличается от остальных планет земной группы: в центре находится массивное металлическое ядро радиусом около 1800 км, окруженное слоем мантии в 500 – 600 км, которая, в свою очередь, покрыта корой толщиной 100 – 300 км.
Ранее считалось, что ядро Меркурия твердое и составляет около 60% от всей его массы. Предполагали, что у такой маленькой планеты ядро может быть только твердым. Но наличие собственного магнитного поля у планеты, хоть и слабого, – веский аргумент в пользу версии об ее жидком ядре. Движение вещества внутри ядра вызывает эффект динамо, а также сильная вытянутость орбиты вызывает приливный эффект, поддерживающий ядро в жидком состоянии. Сейчас достоверно известно, что ядро Меркурия состоит из жидких железа и никеля и составляет три четверти от массы планеты.
Поверхность Меркурия практически ничем не отличается от лунной. Самое заметное сходство – это бесчисленное множество кратеров, крупных и мелких. Как и на Луне, от молодых кратеров расходятся в разные стороны светлые лучи. Однако на Меркурии нет таких обширных морей, которые к тому же были бы относительно ровными и свободными от кратеров. Еще одно заметное различие в ландшафтах – это многочисленные уступы длиной в сотни километров, образовавшиеся при сжатии Меркурия.
Кратеры располагаются на поверхности планеты неравномерно. Ученые предполагают, что районы, более густо заполненные кратерами – более старые, а более ровные – молодые. Также наличие крупных кратеров говорит о том, что на Меркурии уже, по крайней мере, 3-4 млрд. лет не было сдвигов коры и эрозии поверхности. Последнее является доказательством того, что на планете никогда не существовало достаточно плотной атмосферы.
Самый крупный кратер Меркурия имеет размер около 1500 километров и 2 километров в высоту. Внутри него находится огромная лавовая равнина – равнина Жары. Этот объект является самой заметной деталью на поверхности планеты. Тело, столкнувшееся с планетой и породившее такое масштабное образование, должно было быть не менее 100 км длиной.
Снимки зондов показали, что поверхность Меркурия однородна и рельефы полушарий не отличаются друг от друга. В этом состоит еще одно отличие планеты от Луны, а также от Марса. Состав поверхности заметно отличается от лунного – в ней мало тех элементов, которые характерны для Луны – алюминия и кальция, – но довольно много серы.
Атмосфера и магнитное поле
Атмосфера на Меркурии практически отсутствует – она очень сильно разрежена. Ее средняя плотность равна такой же плотности на Земле на высоте 700 км. Точный состав ее не определен. Благодаря спектроскопическим исследованиям известно, что в атмосфере содержится много гелия и натрия, а также кислород, аргон, калий и водород. Атомы элементов принесены из космического пространства солнечным ветром либо подняты им с поверхности. Одним из источников гелия и аргона являются радиоактивные распады в коре планеты. Присутствие паров воды объясняется образованием воды из водорода и кислорода, содержащихся в атмосфере, ударами комет о поверхность, сублимацией льда, предположительно находящегося в кратерах на полюсах.
Меркурий имеет слабое магнитное поле, напряженность которого на экваторе в 100 раз меньше, чем на Земле. Однако такой напряженности хватает, чтобы создать у планеты мощную магнитосферу. Ось поля почти совпадает с осью вращения, возраст оценивается примерно в 3,8 млрд. лет. Взаимодействие поля с обволакивающим его солнечным ветром вызывает вихри, происходящие в 10 раз чаще, чем в магнитном поле Земли.
Наблюдение
Как уже говорилось, наблюдать Меркурий с Земли довольно трудно. Он никогда не удаляется от Солнца больше, чем на 28 градусов и потому практически незаметен. Видимость Меркурия зависит от географической широты. Легче всего его наблюдать на экваторе и близких к нему широтах, поскольку здесь сумерки длятся меньше всего. На более высоких широтах Меркурий увидеть гораздо сложнее – он находится очень низко над горизонтом. Здесь наилучшие условия для наблюдения наступают во время наибольшего удаления Меркурия от Солнца или на наибольшей высоте над горизонтом во время восхода или захода Солнца. Также Меркурий удобно наблюдать во время равноденствий, когда продолжительность сумерек минимальна.
Меркурий довольно просто разглядеть в бинокль сразу после захода Солнца. Фазы Меркурия хорошо видны в телескоп от 80 мм в диаметре. Однако детали поверхности, естественно, можно рассмотреть только в гораздо более крупные телескопы, и даже с такими инструментами это будет сложной задачей.
Меркурий имеет фазы, похожие на фазы Луны. На минимальном расстоянии от Земли он виден как тонкий серп. В полной фазе он находится слишком близко к Солнцу, и увидеть его невозможно.
При запуске зонда «Маринер-10» к Меркурию (1974 г.) был использован гравитационный маневр. Прямой перелет аппарата к планете
требовал колоссальных затрат энергии и был практически невозможен. Эту трудность обошли с помощью коррекции орбиты: сначала аппарат прошел мимо Венеры, и условия пролета мимо нее были подобраны так, что ее гравитационное поле изменило его траекторию ровно настолько, что зонд долетел до Меркурия без дополнительных трат энергии.
Есть предположения, что на поверхности Меркурия существует лед. В его атмосфере присутствует водяной пар, который вполне может находиться в твердом состоянии на полюсах внутри глубоких кратеров.
В XIX веке астрономы, наблюдая за Меркурием, не могли найти объяснения его орбитальному движению, используя законы Ньютона. Вычисленные ими параметры различались с наблюдаемыми. Чтобы объяснить это, была выдвинута гипотеза о том, что на орбите Меркурия находится еще одна невидимая планета Вулкан, воздействие которой и вносит наблюдаемые несоответствия. Настоящее объяснение было дано спустя десятилетия с помощью общей теории относительности Эйнштейна. Впоследствии имя планеты Вулкан было дано вулканоидам – предполагаемым астероидам, находящимся внутри орбиты Меркурия. Зона от 0,08 а.е. до 0,2 а.е. гравитационно стабильна, поэтому вероятность существования таких объектов довольно высока.
