|
Меркурий |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| дополнительно в Википедии Меркурий | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МЕРКУРИЙ, ближайшая к Солнцу большая планета Солнечной системы и самая
маленькая из планет земной группы не имеющая спутников.Меркурий скорее всего был открыт древнейшими пастушескими племенами, обитавшими в долинах Нила или Тигра и Евфрата. Самые древние свидетельства наблюдения Меркурия можно найти ещё в шумерских клинописных текстах, датируемых третьим тысячелетием до н. э. Однако нелегко было догадаться, что сравнительно яркие вечерняя и утренняя звёзды — одно и то же светило, недаром у древних народов оно имело два имени: у египтян — Сет и Горус, у индийцев — Будда и Рогинея, а греки некогда именовали его Аполлон и Гермес (в римской мифологии богу Гермесу соответствовал Меркурий). Древние греки времён Гесиода называли Меркурий «Στίλβων» (Стилбон, Блестящий). До V столетия до н. э. греки полагали, что Меркурий это два отдельных объекта: один виден только на восходе Солнца, другой только вечером на закате. Телескопические наблюдения Меркурия с Земли чрезвычайно затруднены, частично из-за его небольшого размера, а частично из-за того, что на небесный сфере он не отходит от Солнца больше чем на 28,3°, так как его орбита лежит далеко внутри орбиты Земли (расстояние до Земли колеблется от 82 до 217 млн. км). По этой же причине диск Меркурия (подобно Венере, другой нижней планете) показывает цикл фаз, подобных фазам Луны. До пролетов "Маринера-10" в 1974 и 1975гг о поверхностных деталях Меркурия и о самой планете было известно очень мало. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Особенности движения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Меркурий движется вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической
орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом
7°00'15". Расстояние Меркурия от Солнца меняется от 46,08 млн. км до
68,86 млн. км. Период обращения вокруг Солнца (меркурианский год) составляет
87,97 земных суток, а средний интервал между одинаковыми фазами (синодический
период) 115,9 земных суток. Продолжительность солнечных суток на Меркурии
равна 176 земным суткам. Расстояние Меркурия от Земли меняется от 82
до 217 млн. км. Максимальный угловой размер планеты при наблюдении с
Земли составляет 13", минимальный — 5". Период обращения Меркурия вокруг
своей оси равен 58,6461 ± 0,0005 суток, что составляет 2/3 от периода
обращения вокруг Солнца. Это обстоятельство является результатом действия
приливного трения и крутящего момента гравитационных сил со стороны
Солнца, обусловленного тем, что на Меркурии распределение масс не является
строго концентрическим (центр масс смещен по отношению к геометрическому
центру планеты, вращение неравномерное, «рывками»). Обращение Меркурия
вокруг Солнца и его собственное вращение приводят к тому, что длительность
солнечных суток на планете равна трем звездным меркурианским суткам
или двум меркурианским годам и составляет около 175,92 земных суток. Ось вращения Меркурия наклонена к плоскости его орбиты не более чем на 3°, благодаря чему заметных сезонных изменений на этой планете не должно существовать. Для наблюдений с Земли Меркурий — трудный объект, так как он видимым образом никогда не удаляется от Солнца больше чем на 28,3°, вследствие чего его приходится наблюдать всегда на фоне вечерней (доступная наблюдениям лишь первые два часа после захода Солнца) или утренней зари низко над горизонтом - за два часа до рассвета. А между появлениями планеты на западе и на востоке проходит от 106 до 130 дней; такая большая разница объясняется значительной вытянутостью орбиты меркурия. Кроме того, в эту пору наибольших элонгаций фаза планеты (то есть угол при планете между направлениями на Солнце и на Землю) близка к 90°, и наблюдатель видит освещенной лишь половину ее диска, хотя лучше всего наблюдать в это время. Элонгации повторяются через 115,9 суток (синодический период Меркурия). Причем в Северном полушарии благоприятна далеко не каждая элонгация: из вечерних удобнее всего те, что наступают зимой или весной, а из утренних - те, которые бывают летом и осенью. Такие элонгации повторяются раз в 348 суток. Но этот период близок к шестикратному периоду вращения Меркурия - 352 суткам. А значит, наблюдая планету раз в 348 суток, мы увидим на ее поверхности те же детали, что и год назад. Поэтому астрономы прошлого, не зная истинной соизмеримости периодов и полагая, что за это время Меркурий совершил четыре оборота вокруг оси (а не шесть, как на самом деле), заключили, что его период вращения равен периоду обращения по орбите. 13 раз в столетие Меркурий проходит по диску Солнца. Это бывает в мае или ноябре, когда нижнее соединение планеты происходит вблизи узлов орбиты Меркурия. Меркурий проецируется на солнечный диск и перемещается по нему с направлении с востока на запад. Ноябрьские прохождения происходят вдвое чаще, чем майские (см. ниже даты). За период в 46 лет их как правило наблюдается четыре - три раза через 13 и один раз через 7 лет после предыдущего прохождения. Последнее ноябрьское прохождение наблюдалось 8 ноября 2006 года, а следующее состоится 11 ноября 2019 года. Более редкие майские лучше наблюдаются в Северном полушарии, то есть в России. За 46 лет как правило наблюдаются два майских прохождения - через 33 года и через 13 лет после предыдущего прохождения. Последнее майское прохождение Меркурия состоялось 7 мая 2003 года, а следующее состоялось 9 мая 2016 года и как видно с рисунка было полностью хорошо видно в России.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Размеры, форма и масса Меркурия |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| По форме Меркурий
близок к шару с экваториальным радиусом 2439,7 км, что примерно в 2,6
раза меньше, чем у Земли. Разность полуосей экваториального эллипса
планеты составляет около 1 км; экваториальное и полярное сжатия незначительны.
Отклонения геометрического центра планеты (шара) от центра масс — порядка
полутора километров. Площадь поверхности Меркурия в 6,8 раз, а объем
— в 17,8 раз меньше, чем у Земли. Масса Меркурия примерно в 18 раз меньше массы Земли. Средняя плотность близка к земной. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Температура и рельеф поверхности Меркурия из Википедии Список кратеров на Меркурии |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий получает от
центрального светила значительно большую энергию, чем, например, Земля
(в среднем в 10 раз). Из-за вытянутости орбиты поток энергии от Солнца
варьируется примерно в два раза. Большая продолжительность дня и ночи
приводит к тому, что яркостные температуры (измеряемые по инфракрасному
излучению в соответствии с законом теплового излучения Планка) на «дневной»
и на «ночной» сторонах поверхности Меркурия при среднем расстоянии от
Солнца могут изменяться примерно от 700 К до 90 К (-180оC
до +430оС). При этом температура в полярной области достигает
ночью – 210оС, а днем под палящими лучами Солнца в экваториальной
зоне + 500оС. Но уже на глубине нескольких десятков сантиметров
значительных колебаний температуры нет, что является следствием весьма
низкой теплопроводности пород. В полярных областях Меркурия, возможно,
имеется водяной лед. Внутренние области находящихся там кратеров Солнце
никогда не освещает, и температура там может держаться около -210°С.
Альбедо Меркурия крайне низкое, около 0,11. В 1970 году Т. Мардок и
Э. Ней из Миннесотского университета установили, что средняя температура
ночного полушария равна -162°С (111 К). С другой стороны, температура
подсолнечной точки на среднем расстоянии Меркурия от Солнца равна +347°С. В1992 году во время радиолокационных наблюдений с Земли вблизи северного и южного полюсов планеты, были впервые обнаружены участки, очень сильно отражающие радиоволны. Именно эти данные и были истолкованы как свидетельства наличия льда в приповерхностном меркурианском слое. Радиолокацией, выполненной из расположенной на острове Пуэрто-Рико радиообсерватории «Аресибо», а также из Центра дальней космической связи NASA в Голдстоуне (Калифорния) было выявлено около 20 округлых пятен поперечником в несколько десятков километров, имеющих повышенное радиоотражение. Предположительно это кратеры, в которые из-за их близкого расположения к полюсам планеты солнечные лучи попадают лишь вскользь или не попадают вовсе. Такие кратеры, называемые постоянно затененными, имеются и на Луне, в них при измерениях со спутников было выявлено наличие некоторого количества водного льда. Расчеты показали, что во впадинах постоянно затененных кратеров у полюсов Меркурия может быть достаточно холодно (-175°С), чтобы там в течение длительного времени мог существовать лед. Даже на равнинных участках близ полюсов расчетная дневная температура не превышает -105°С. Поверхность Меркурия покрыта тысячами кратеров, образовавшихся от столкновений с метеоритами и скал, которые образовались, когда молодое ядро остывало и сжималось, стягивая кору планеты, а также раздробленным веществом базальтового типа, довольно темная. На Меркурии есть горы, высота наиболее высоких достигает 2-4 км. В ряде районов планеты на поверхности видны долины, бескратерные равнины. Судя по наблюдениям с Земли и фотографиям с космических аппаратов, она в целом похожа на поверхность Луны, хотя контраст между темными и светлыми участками выражен слабее. Наряду с кратерами (как правило, менее глубокими, чем на Луне) есть холмы и долины. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого немецкого композитора Бетховена, его поперечник составляет 625 км. До 70% изученной области занимает древняя, сильно изрытая кратерами поверхность. Наиболее существенная деталь - равнина Жары (бассейн Калорис), огромный ударный кратер с диаметром 1300 км (четверть диаметра планеты). Впадина была заполнена лавой и относительно сглажена, причем поверхность того же типа захватывает и часть области выброса. Удар произошел 3800 млн. лет назад, вызвав временное оживление вулканический деятельности, которая в основном прекратилась за 100 млн. лет до того. Это и привело к сглаживанию областей внутри и вокруг впадины. В той области поверхности Меркурия, которая диаметрально противоположна месту удара, наблюдается удивительно хаотическое строение, созданное, по-видимому, ударной волной. Характерные детали, найденные на Меркурии, - изрезанные обрывы (лопастевидные уступы - эскарп), которые принимают форму утесов. Они были названы уступами, поскольку для их очертаний на карте типичны округлые выступы - "лопасти" поперечником до нескольких десятков километров. Высота уступов от 0,5 до 3 км, по протяженности же крупнейшие из них достигают 500 км. Уступы эти довольно крутые, но в отличие от лунных тектонических уступов, имеющих резко выраженный перегиб склона вниз, меркурианские лопастевидные имеют в своей верхней части сглаженную линию перегиба поверхности. Расположены эти уступы в древних материковых районах планеты. Как предполагают, они сформировались при сжатии планетарной коры в процессе охлаждения. В некоторых местах они пересекают стенки кратеров. Расчеты же величины сжатия указывают на сокращение площади коры на 100 тыс кв км, что соответствует уменьшению радиуса планеты на 1-2 км. (остывание и затвердевание недр планеты). Радарные наблюдения Меркурия в конце 2001г, показали наличие на его поверхности большого кратера диаметром 85 км. По своему строению он схож с кратером Тихо на поверхности Луны, но может быть значительно моложе, чем лунное образование возрастом 109 миллионов лет. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Некоторые участки поверхности более крупным планом |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Атмосфера и физические поля |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Над поверхностью Меркурия имеются следы весьма разреженной атмосферы (в
5×1011 раз меньше давления земной атмосферы), которую составляют
31,7 % Калий; 24,9 % Натрий; 9,5 %, А. Кислород; 7,0 % Аргон; 5,9 %
Гелий; 5,6 %, М. Кислород; 5,2 % Азот; 3,6 % Углекислый газ; 3,4 % Вода;
3,2 % Водород. Близость Солнца обусловливает ощутимое влияние
на Меркурий солнечного ветра. Атом гелия, захваченный Меркурием, находится
в атмосфере в среднем 200 дней. Благодаря этой близости значительно
и приливное воздействие Солнца на Меркурий, что должно приводить к возникновению
над поверхностью планеты электрического поля, напряженность которого
может быть примерно вдвое больше, чем у «поля ясной погоды» над поверхностью
Земли, и отличается от последнего сравнительной стабильностью. Оценка
верхнего предела давления у поверхности составляет от 2-10-9 до 10-8
мб. Ионосфера планеты никак себя не проявила, а это значит, что электронная
плотность в ней менее 4000 электронов/см3. Общее
количество атомов и молекул газа в столбе атмосферы Меркурия около 2•1014
над 1 см2 поверхности. При высоте атмосферы в несколько сотен
километров это дает плотность у поверхности около 107 см-3.
Кроме того, раскаленные, как печь, твердые породы выделяют различные
атомы, в том числе атомы щелочных металлов, которые регистрируются в
спектре атмосферы. На Меркурии имеется собственное магнитное поле. Магнитный дипольный момент Меркурия равен 4,9 · 1022 Гс·см3, что примерно в 300 раз меньше, чем у Земли; однако, поскольку напряженности поля обратно пропорциональны кубу радиуса планет, то на Меркурии и на Земле они близкие по порядку величины. Напряженность магнитного поля на экваторе планеты 3,5 мГс, у полюсов 7 мГс, что составляет 0,7 % земного магнитного поля. Тщательное изучение магнитного поля планеты показало, что оно имеет более сложную структуру, чем земное. Кроме дипольного (двухполюсного, ось всего на 2 градуса отклоняется от оси вращения планеты) в нём присутствуют ещё поля с четырьмя и восемью полюсами. Со стороны Солнца магнитосфера Меркурия сильно сжата под действием солнечного ветра. Американские исследователи склоняются к представлению о динамо-механизме как основном возбудителе магнитного поля Меркурия. Если это предположение подтвердится, то придется признать, что быстрое вращение не обязательно для генерации магнитного поля этим механизмом. Выяснение этого вопроса представит большое значение для проблемы планетарного магнетизма в целом. Характерным для магнитосферы Меркурия (как и в случае Земли) является наличие в хвостовой части нейтральной полосы, делящей его «магнитный хвост» на две половины. В этой полосе наблюдаются резкие, быстрые и недолгие всплески потоков протонов и электронов, которые могут появляться в этой полосе в результате затуханий управляющих магнитных полей. В магнитосфере планеты были обнаружены протоны и альфа-частицы (т. е. ядра атомов водорода и гелия), выброшенные активными областями на Солнце. 5 февраля 2008 года группой астрономов из Бостонского университета под руководством Джеффри Бомгарднера было объявлено об открытии кометоподобного хвоста у планеты Меркурий длиной более 2,5 млн км. Обнаружили его при наблюдениях с наземных обсерваторий в линии натрия. До этого было известно о хвосте длиной не более 40 000 км. Первое изображение данной группой было получено в июне 2006 года на 3,7-метровом телескопе Военно-воздушных сил США на горе Халеакала (Гавайи, США), а затем использовали еще три меньших инструмента: один на Халеакала и два на обсерватории МакДональд (Техас, США). Телескоп с 4-дюймовой апертурой (100 мм) использовался для создания изображения с большим полем зрения. Изображение длинного хвоста Меркурия было получено в мае 2007 года Джоди Вилсоном (старший научный сотрудник) и Карлом Шмидтом (аспирант). Видимая длина хвоста для наблюдателя с Земли составляет порядка 3°. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Модель внутреннего строения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Предложено несколько моделей внутреннего строения Меркурия. Сперва согласно
наиболее распространенному (хотя и предварительному) мнению планета
состоит из горячего, постепенно остывающего железоникелевого ядра и
силикатной оболочки, на границе между которыми температура может приближаться
к 103 К. По современным расчётам, плотность в центре Меркурия
должна достигать 9,8 г/см3. На долю ядра приходится около 80% массы
и 75% общего диаметра планеты. Породы содержат около 6% железа, а в
основном алюминий и кальций. ОДНАКО, как выяснила группа ученых НАСА
в 2002г ядро всё же жидкое. В 2007 году группа Жана-Люка Марго подвела
итоги пятилетних радарных наблюдений за Меркурием, в ходе которых были
замечены вариации вращения планеты, слишком большие для модели с твёрдым
ядром, что окончательно доказывает жидкостный характер ядра.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Исследование Меркурия КА |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Только два аппарата были направлены для его
исследования. Первым был «Маринер-10»,
который в 1974—1975 годах трижды пролетел мимо Меркурия;
максимальное сближение составляло 320 км. В результате было получено
несколько тысяч снимков, охватывающих примерно 45 % поверхности
планеты. Дальнейшие исследования с Земли показали возможность
существования водяного льда в полярных кратерах. В настоящее время НАСА осуществляет вторую миссию к Меркурию под названием MESSENGER. Для выхода на орбиту вокруг планеты в 2011 году аппарат проделал ещё два гравитационных манёвра мимо Меркурия: в октябре 2008 года и в сентябре 2009 года. MESSENGER также выполнил один пролёт мимо Земли в 2005 году и два пролёта мимо Венеры: в октябре 2006 и в июне 2007 года, в ходе которых производил проверку оборудования. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Одним из первых серии наблюдений Меркурия с ПЗС- приемниками осуществил в 1995—2002 годах Йохан Варелл в обсерватории на острове Ла Пальма на полуметровом солнечном телескопе. Варелл выбирал лучшие из снимков, не используя компьютерного сведе́ния. Сведение начали применять в Абастуманской астрофизической обсерватории к сериям фотографий Меркурия, полученных 3 ноября 2001г, а также в обсерватории Скинакас Ираклионского университета к сериям от 1—2 мая 2002 года; для обработки результатов наблюдений применили метод корреляционного совмещения. Полученное разрешённое изображение планеты обладало сходством с фотомозаикой Mariner-10, очертания небольших образований размерами 150—200 км повторялись. Так была составлена карта Меркурия для долгот 210—350° | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Характеристики планеты Меркурий |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
cСжатие равно (Re-Rp)/Re, где Re и Rp - экваториальный и полярный радиусы планет (соответственно). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Интересные факты
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
История открытий |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
