Солнечные сутки на Меркурии длятся 176 земных суток . А период его обращения вокруг своей оси относительно звезд в точности равен 2/3 меркурианского года . При таких точных соотношениях вращение называют резонансным. Все особенности движения Меркурия во многом связаны с гравитационным влиянием Солнца , в том числе и изменения в ориентации орбиты планеты .
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 600 К до 100 К. Но уже на глубине нескольких десятков сантиметров значительных колебаний температуры нет, что является следствием весьма низкой теплопроводности пород.
Поверхность Меркурия , покрытая раздробленным веществом базальтового типа, довольно темная. 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.
Над поверхностью Меркурия имеются следы весьма разреженной атмосферы , содержащей, кроме гелия, также водород, углекислый газ, углерод, кислород и благородные газы (аргон, неон). Близость Солнца обусловливает ощутимое влияние на Меркурий солнечного ветра. 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.
На Меркурии имеется и магнитное поле . Магнитный дипольный момент Меркурия примерно на четыре порядка меньше, чем у Земли; однако, поскольку напряженности поля обратно пропорциональны кубу радиуса планет, то на Меркурии и на Земле они близкие по порядку величины.
Предложено несколько моделей внутреннего строения Меркурия . 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. На долю ядра приходится больше половины массы планеты
Первая фотография MESSENGER с орбиты Меркурия, с ярким кратером Debussy, видимым вверху справа. Предоставлено: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.
Характеристики Меркурия
Масса: 0.3302 x 10 24 кг
Объем: 6.083 x 10 10 км 3
Средний радиус: 2439.7 км
Средний диаметр: 4879.4 км
Плотность: 5.427 г/см 3
Скорость убегания (вторая космическая скорость): 4.3 км/с
Гравитация на поверхности: 3.7 м/с 2
Оптическая звездная величина: -0.42
Естественные спутники: 0
Кольца? – Нет
Большая полуось: 57,910,000 км
Орбитальный период: 87.969 дней
Перигелий: 46,000,000 км
Афелий: 69,820,000 км
Средняя орбитальная скорость: 47.87 км/с
Максимальная орбитальная скорость: 58.98 км/с
Минимальная орбитальная скорость: 38.86 км/с
Наклон орбиты: 7.00°
Орбитальный эксцентриситет: 0.2056
Сидерический период вращения: 1407.6 часов
Продолжительность дня: 4222.6 часов
Открытие: Известна с доисторических времен
Минимальное расстояние от Земли: 77,300,000 км
Максимальное расстояние от Земли: 221,900,000 км
Максимальный кажущийся диаметр: 13 угловых секунд
Минимальный кажущийся диаметр с Земли: 4.5 угловых секунды
Максимальная оптическая звездная величина: -1.9
Размер Меркурия
Насколько большой Меркурий? по площади поверхности, объему и экваториальному диаметру. Удивительно, что она также одна из самых плотных. Она приобрела свой титул "самая маленькая" после того, как Плутон понизили в звании. Вот, почему старые сведения ссылаются на Меркурий как вторую самую маленькую планету. Вышеупомянутое - три критерия, которые мы будем использовать, чтобы показать .
Некоторые ученые полагают, что Меркурий на самом деле сжимается. Жидкое ядро планеты занимает 42% объема. Вращение планеты позволяет охлаждать небольшую часть ядра. Это охлаждение и сжатие, как полагают, доказывается трещинами на поверхности планеты.
Во многом как , и продолжающееся присутствие этих кратеров указывает на то, что планета не была геологически активной миллиарды лет. Это знание основано на частичном составлении карты планеты (55%). Оно маловероятно изменится даже после того, как MESSENGER нанесет на карту всю поверхность [прим.ред.: на 1 апреля 2012 года]. Планета наиболее вероятно сильно бомбардировалась астероидами и кометами во время Late Heavy Bombardment (Поздняя Тяжелая Бомбардировка) около 3.8 миллиарда лет назад. Некоторые регионы были бы заполнены магматическими извержениями изнутри планеты. Эти испещренные кратерами гладкие равнины подобны обнаруженным на Луне. Поскольку планета охлаждалась, образовывались отдельные трещины и овраги. Эти особенности можно увидеть на верху других особенностей, которые являются ясным указанием на то, что они новые. Вулканические извержения прекратились на Меркурии около 700-800 миллионов лет назад, когда мантия планеты достаточно сжалась, препятствуя лавовым потокам.
Фотография WAC, показывающая никогда прежде нефотографированную область поверхности Меркурия, была снята с высоты около 450 км над Меркурием. Предоставлено: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.
Диаметр Меркурия (и радиус)
Диаметр Меркурия 4,879.4 км.
Необходим способ, чтобы сравнить его с чем-то более похожим? Диаметр Меркурия - это только 38% диаметра Земли. Другими словами, вы могли бы поместить почти 3 Меркурия бок о бок, чтобы соответствовать диаметру Земли.
Фактически, есть , которые имеют больший диаметр, чем Меркурий. Самая большая луна в Солнечной системе - это луна Юпитера Ганимед, с диаметром 5,268 км, и вторая самая большая луна - это , с диаметром 5,152 км.
Луна Земли имеет диаметр только 3,474 км, так что Меркурий не сильно больше.
Если вы хотите вычислить радиус Меркурия, вам нужно разделить диаметр пополам. Так как диаметр равен 4,879.4 км, то радиус Меркурия 2,439.7 км.
Диаметр Меркурия в километрах: 4,879.4 км
Диаметр Меркурия в милях: 3,031.9 миль
Радиус Меркурия в километрах: 2,439.7 км
Радиус Меркурия в милях: 1,516.0 миль
Длина окружности Меркурия
Длина окружности Меркурия 15,329 км. Другими словами, если бы экватор Меркурия был бы совершенно плоским, и вы могли бы проехать по нему на машине, ваш одометр прибавил бы 15,329 км от путешествия.
Большинство планет являются сжатыми у полюсов сфероидами, поэтому их экваториальная длина окружности больше, чем от полюса к полюсу. Чем более быстро они вращаются, тем более планета расплющивается, поэтому расстояние от центра планеты до ее полюсов короче, чем расстояние от центра до экватора. Но Меркурий вращается так медленно, что его длина окружности не зависит от того, где вы ее измеряете.
Вы можете вычислить длину окружности Меркурия сами, используя классические математические формулы, чтобы получить длину окружности круга.
Длина окружности = 2 х Pi х радиус
Мы знаем, что радиус Меркурия 2,439.7 км. Поэтому, если вы подставите эти числа в: 2 x 3.1415926 x 2439.7, вы получите 15,329 км.
Длина окружности Меркурия в километрах: 15,329 км
Длина окружности Меркурия в милях: 9,525 км
Полумесяц Меркурия.
Объем Меркурия
Объем Меркурия 6.083 x 10 10 км 3 . Кажется, что число огромное, но меркурий - это самая маленькая планета в Солнечной системе по объему (с понижения в звании Плутона). Она даже меньше, чем некоторые луны в нашей солнечной системе. Объем Меркурия - это только 5.4% объема Земли, а Солнце в 240.5 миллионов раз больше меркурия в объеме.
Более 40% объема меркурия заняты его ядром, чтобы быть точным 42%. Ядро имеет диаметр около 3,600 км. Это делает Меркурий второй самой плотной планетой среди наших восьми. Ядро расплавленное и по большей части состоит из железа. Расплавленное ядро может производить магнитное поле, которое помогает отражать солнечный ветер. Магнитное поле и незначительная гравитация планеты позволяет поддерживать незначительную атмосферу.
Полагают, что Меркурий был в свое время более большой планетой; поэтому, имел больший объем. Есть одна теория, чтобы объяснить его текущий размер, которую многие ученые признали на нескольких уровнях. Теория объясняет плотность меркурия и высокий процент вещества в ядре. Теория утверждает, что Меркурий первоначально имел соотношение металлов к силикатам подобное обычным метеоритам, как это характерно для скалистой материи в нашей Солнечной Системе. В то время, как полагают, планета имела массу приблизительно в 2.25 больше ее текущей массы, но в начале истории Солнечной Системы его ударила планетезималь, которая была 1/6 его массы и несколько сотен километров в диаметре. Удар соскоблил большую часть первоначальной коры и мантии, оставив ядро в качестве большей части планеты и сильно уменьшив объем планеты.
Объем Меркурия в кубических километрах: 6.083 x 10 10 км 3 .
Масса Меркурия
Масса Меркурия - только 5.5% земной массы; фактическое значение 3.30 x 10 23 кг. Так как Меркурий - самая маленькая планета в Солнечной системе, вы ожидали, что это относительно маленькая масса. С другой стороны Меркурий - это вторая по плотности планета в нашей Солнечной системе (после Земли). Учитывая его размер, плотность исходит в основном от ядра, оцениваемая почти в половину объема планеты.
Масса планеты состоит из веществ, которые 70% металлические и 30% силикатные. Есть несколько теорий, чтобы объяснить, почему планета такая плотная и богата металлическими веществами. Большая часть широко поддерживаемых теорий поддерживает, что высокий процент ядра - это результат удара. В этой теории планета первоначально имела соотношение металлов к силикатам, подобное метеоритам хондритам, обычным в нашей Солнечной Системе, и в 2.25 раза больше ее текущей массы. В начале истории нашей Вселенной, Меркурий ударил объект столкновения размером с планетезималь, которая была 1/6 гипотетической массы Меркурия и сотни километров в диаметре. Удар такой силы соскоблил бы большую часть коры и мантии, оставив огромное ядро. Ученые полагают, что подобный инцидент создал нашу Луну. Дополнительная теория говорит, что планета образовалась прежде, чем энергия Солнца стабилизировалась. Планета имела гораздо большую массу в этой теории, но температуры, созданные протосолнцем были бы очень высокими, около 10,000 Кельвин, и большая часть камня на поверхности была бы испарена. Каменный пар мог бы затем быть унесен солнечным ветром.
Масса Меркурия в килограммах: 0.3302 x 10 24 кг
Масса Меркурия в фунтах: 7.2796639 x 10 23 фунтов
Масса Меркурия в метрических тоннах: 3.30200 x 10 20 тонн
Масса Меркурия в тоннах: 3.63983195 x 10 20
Художественная концепция MESSENGER на орбите вокруг Меркурия. Предоставлено: НАСА.
Гравитация Меркурия
Гравитация Меркурия - это 38% земной гравитации. Человек, весящий 980 Ньютонов на Земле (около 220 фунтов), весил бы только 372 Ньютона (83.6 фунта), приземлившись на поверхности планеты. Меркурий только немного больше, чем наша Луна, поэтому вы можете ожидать, что гравитация будет похожей на лунную 16% от земной. Большая разница в более высокой плотности Меркурия - это вторая самая плотная планета в Солнечной Системе. Фактически, если Меркурий был бы такого же размера как Земля, он был бы даже более плотным, чем наша собственная планета.
Важно разъяснить разницу между массой и весом. Масса измеряется, сколько вещества что-то содержит. Поэтому, если вы имеете 100 кг массы на Земле, вы имеете такое же количество на Марсе, или в межгалактическом пространстве. Вес, тем не менее, - это сила гравитации, которую вы чувствуете. Хотя напольные весы измеряют в фунтах или килограммах, они на самом деле должны измерять в ньютонах, которые являются мерой веса.
Возьмите ваш текущий вес либо в фунтах либо в килограммах, а затем умножьте на 0.38 на калькуляторе. Например, если вы весите 150 фунтов, вы бы весили 57 фунтов на Меркурии. Если вы весите 68 кг на напольных весах, ваш вес на Меркурии был бы 25.8 кг.
Вы можете также перевернуть это число, чтобы вычислить, насколько сильнее вы бы были. Например, как высоко вы могли бы прыгнуть, или как много веса вы могли бы поднять. Текущий мировой рекорд по прыжкам в высоту 2.43 метра. Разделим 2.43 на 0.38, и вы бы получили мировой рекорд по прыжкам в высоту, если бы он был достигнут на Меркурии. В этом случае, он был бы 6.4 метра.
Для того чтобы избежать гравитации Меркурия, вам необходимо двигаться со скоростью 4.3 км/с, или около 15,480 км/ч. Сравним это с Землей, где скорость убегания (вторая космическая скорость) нашей планеты 11.2 км/с. Если вы сравните соотношение между двумя планетами, вы получите 38%.
Гравитация на поверхности Меркурия: 3.7 м/с 2
Скорость убегания (вторая космическая скорость) Меркурия: 4.3 км/с
Плотность Меркурия
Плотность Меркурия вторая по величине в Солнечной Системе. Земля - единственная более плотная планета. Она равна 5.427 г/см 3 по сравнению с земной плотностью 5.515 г/см 3 . Если гравитационное сжатие было бы убрано из уравнения, Меркурий был бы более плотным. Высокая плотность планеты - это признак большого процента ядра. Ядро составляет 42% общего объема Меркурия.
Меркурий - это планета земного типа как и Земля, только одна из четырех в нашей Солнечной Системе. Меркурий имеет около 70% металлических веществ и 30% силикатов. Добавьте плотность Меркурия, и ученые могут вывести подробности его внутренней структуры. Хотя высокая плотность Земли во многом является причиной гравитационного сжатия в ядре, Меркурий гораздо меньше и не так сильно сжат внутренне. Эти факты позволили ученым НАСА и другим предположить, что его ядро должно быть большим и содержать сокрушительные количества железа. Планетарные геологи оценивают, что расплавленное ядро планеты насчитывает около 42% его объема. На Земле ядро занимает 17%.
Внутренняя структура Меркурия.
Это оставляет силикатной мантии только 500-700 ккм толщины. Данные от Mariner 10 навели ученых на мысль, что кора даже тоньше, порядка 100-300 км. Мантия окружает ядро, которое имеет большее содержание железа, чем любая другая планета в Солнечной системе. Так, что вызвало это непропорциональное количество вещества ядра? Большинство ученых признают теорию, что Меркурий имел соотношение металлов к силикатам, подобное обычным метеоритам - хондритам - несколько миллиардов лет назад. Они также полагают, что он имел массу в 2.25 раза больше его текущей массы; тем не менее, Меркурий, возможно, ударила планетезималь 1/6 массы Меркурия и в сотни километров в диаметре. Удар соскоблил бы большую часть первоначальной коры и мантии, оставив ядру больший процент планеты.
Хотя ученые имеют несколько фактов о плотности Меркурия, есть еще те, которые предстоит открыть. Mariner 10 отправил обратно очень много информации, но смог изучить только 44% поверхности планеты. заполняет белые пятна на карте, когда вы читаете эту статью, а миссия BepiColumbo зайдет дальше в расширении нашего знания об этой планете. Скоро, появиться больше теорий, чтобы объяснить высокую плотность планеты.
Плотность Меркурия в граммах на кубический сантиметр: 5.427 г/см 3 .
Ось Меркурия
Как и все планеты в Солнечной Системе, ось Меркурия наклонена от . В этом случае, осевой наклон равен 2.11 градуса.
Какой точно осевой наклон имеет планета? Сначала представьте, что Солнце - это шар в середине плоского диска, как виниловый диск или CD. Планеты находятся на орбите вокруг Солнца внутри этого диска (больше или меньше). Этот диск известен как плоскость эклиптики. Каждая планета также вращается вокруг своей оси, когда она находится на орбите вокруг Солнца. Если планета вращалась бы совершенно прямо вверх и вниз, то эта линия, идущая через северный и южный полюса планеты, были бы совершенно параллельны с полюсами Солнца, планета имела бы осевой наклон 0 градусов. Конечно, ни одна из планет не имеет такой наклон.
Поэтому, если вы нарисовали бы линию между северным и южным полюсами Меркурия и сравнили ее с воображаемой линией, Меркурий не имел бы осевого наклона вовсе, этот угол составил бы 2.11 градуса. Вы могли бы удивиться, узнав, что наклон Меркурия - самый маленький из всех планет Солнечной Системы. Например, наклон Земли равен 23.4 градуса. А Уран вообще перевернут на свою ось и вращается с осевым наклоном 97.8 градусов.
Здесь на Земле, осевой наклон нашей планеты вызывает времена года. Когда в северном полушарии лето, северный полюс отклонен наружу. Вы получаете больше солнечного света летом, поэтому оно теплее, и меньше зимой.
Меркурий не испытывает никаких времен года. Из-за того, что он почти не имеет осевого наклона. Конечно, он и не имеет большой атмосферы, чтобы сохранять тепло от Солнца. Любая сторона, направленная к Солнцу, нагревается до 700 градусов Кельвин, а сторона от Солнца имеет температуры ниже 100 Кельвин.
Осевой наклон Меркурия: 2.11°.
Меркурий — самая маленькая планета в , находится на самом близком расстоянии от Солнца, относится к планетам земной группы. Масса Меркурия, примерно в 20 раз меньше земной, естественные спутники у планеты отсутствуют. По предположениям ученых, планета обладает застывшим железным ядром, занимающим, около половины объема планеты, затем следует мантия, на поверхности — силикатная оболочка.
Поверхность Меркурия очень напоминает лунную, и густо покрыта кратерами, большинство из которых имеют ударное происхождение - от столкновения с осколками, которые остались со времен формирования Солнечной системы около 4 млрд. лет потому. Поверхность планеты покрыта длинными глубокими трещинами, которые, возможно, образовались в результате постепенного охлаждения и сжатия ядра планеты.
Сходство Меркурия и Луны заключается не только в ландшафте, но и рядом других особенностей, в частности диаметром обоих небесных тел – 3476 км у Луны, 4878 у Меркурия. День на Меркурии равен примерно 58 земным, или в точности 2/3 меркурианского года. С этим связан ещё один любопытный факт «лунного» сходства — с Земли у Меркурия, как и у Луны, всегда видна только «лицевая сторона».
Тот же эффект был бы, если бы меркурианский день в точности равнялся меркурианскому году, поэтому до начала космической эры и наблюдений с помощью радиолокации считали, что период вращения планеты вокруг оси составляет 58 суток.
Меркурий очень медленно движется вокруг своей оси, зато, очень быстро движется по орбите. На Меркурии, солнечные сутки, равны 176 земных суток, то есть за это время, благодаря сложению орбитального и осевого движений, на планете успевает пройти два «меркурианских» года!
Атмосфера и температура на Меркурии
Благодаря космическим аппаратам, удалось выяснить, что Меркурий обладает крайне разреженной гелиевой атмосферой, в которой содержится ничтожное состояние неона, аргона и водорода.
Что касается собственно свойств Меркурия, то они во многом сходны с лунными – на ночной стороне температура падает до – 180 градусов Цельсия, что достаточно для замерзания углекислоты и сжижения кислорода, на дневной – повышается до 430-ти, что достаточно для плавления свинца и цинка. Тем не менее, за счет крайне слабой теплопроводности рыхлого поверхностного слоя, уже на глубине в метр температура стабилизируется на уровне плюс 75.
Это обусловлено отсутствием на планете заметной атмосферы. Впрочем, некоторое подобие атмосферы все же есть — из атомов, испущенных в составе солнечного ветра, по большей части металлических.
Изучение и наблюдение Меркурия
Наблюдать Меркурий, даже без помощи телескопа, можно после захода Солнца и до его восхода, однако, создаются определенные сложности, вызванные расположением планеты, даже в эти периоды он не всегда заметен.
В проекции на небесную сферу планета видна как звездообразный объект, который не отходит от Солнца дальше чем на 28 градусов дуги, с сильно изменяющимся блеском – от минус 1,9 до плюс 5,5 звездной величины, то есть примерно в 912 раз. Заметить такой объект в сумерках можно только в идеальных атмосферных условиях и если знать, куда смотреть. А смещение «звезды» за сутки превышает четыре градуса дуги – именно за эту «скорость» планета в свое время и получила наименование в честь римского бога торговли с крылатыми сандалиями.
Вблизи перигелия Меркурий подходит так близко к Солнцу, а его орбитальная скорость настолько увеличивается, что для наблюдателя на Меркурии Солнце двигается назад. Меркурий настолько близок к Солнцу, что за ним очень трудно наблюдать.
В средних широтах (в России в том числе), планета заметна, только в летние месяцы и после захода Солнца.
Наблюдать Меркурий на небе можно, но нужно точно знать куда смотреть — планета видна очень низко над горизонтом (левый нижний угол)
- Температура на поверхности Меркурия существенно разнится: от –180 С на темной стороне и до +430 С на солнечной стороне. При этом, так как ось планеты почти не отклоняется от 0 градусов, даже на самой близкой к Солнцу планете (на её полюсах), есть кратеры, дна которых никогда не достигали солнечные лучи.
2. Вокруг Солнца один оборот Меркурий делает за 88 земных дней, а вокруг своей оси один оборот за 58,65 дней, что составляет 2/3 одного года на Меркурии. Этот парадокс вызван тем, что на Меркурий влияет приливное воздействие Солнца.
3. У Меркурия напряженность магнитного поля в 300 раз меньше, нежели напряженность магнитного поля планеты Земля, магнитная ось Меркурия наклонена к оси вращения на 12 градусов.
4. Меркурий - наименьшая из всех планет земной группы, он настолько мал, что уступает в размерах самым крупным спутникам Сатурна и Юпитера — Титану и Ганимеду.
5. Несмотря на то, что ближайшими к Земле по расположению орбит являются Венера и Марс, к Земле на протяжении большего периода времени Меркурий располагается ближе, чем какая-либо другая планета.
6. Поверхность Меркурия напоминает поверхность Луны - она, как и Луна, усеяна большим количеством кратеров. Самым большим и важным отличием этих двух тел является присутствие на Меркурии большого числа зубчатых откосов - так называемых эскарпов, которые простираются на несколько сотен километров. Образовались они путем сжатия, которое сопровождало остывание ядра планеты.
7. Чуть ли не самая заметная деталь на поверхности планеты, это Равнина Жары. Это кратер, который получил свое название благодаря расположению недалеко от одной из «горячих долгот». 1300 км — размер поперечника этого кратера. Тело, в незапамятные времена ударившееся о поверхность Меркурия, должно было иметь диаметр не меньше 100 км.
8. Вокруг Солнца планета Меркурий вращается со средней скоростью 47,87 км/с, что делает его самой быстрой планетой Солнечной системы.
9. Меркурию единственному из планет Солнечной системы присущ эффект Иисуса Навина . Этот эффект выглядит следующим образом: Солнце, если бы мы наблюдали его с поверхности Меркурия, в определенный момент должно было бы остановиться на небосклоне, а затем продолжить движение, но уже не с востока на запад, а наоборот — с запада на восток. Это возможно в результате того, что примерно в течение 8 дней скорость вращательного движения Меркурия меньше орбитальной скорости планеты.
10. Не так давно, благодаря математическому моделированию, у ученых родилось предположение, что Меркурий — это не самостоятельная планета, а давно потерянный спутник Венеры. Впрочем, пока нет вещественных доказательств, это не более чем теория.
Из всех известных на сегодняшний день планет Солнечной системы Меркурий является объектом, наименее интересующим научное сообщество. Объясняется это в первую очередь тем, что маленькая звездочка, тускло горящая на ночном небосклоне, на деле оказалась самой наименее пригодной в плане прикладной науки. Первая планета от Солнца представляет собой безжизненный космический полигон, на котором потренировалась явно сама природа в процессе формирования Солнечной системы.
В действительности Меркурий можно смело назвать настоящим кладезем информации для астрофизиков, из которого можно почерпнуть массу интереснейших данных о законах физики и термодинамики. Используя полученную информацию об этом интереснейшем небесном объекте, можно получить представление о том влиянии, какое оказывает на всю Солнечную систему наша звезда.
Что представляет собой первая планета Солнечной системы?
На сегодняшний день Меркурий считается самой маленькой планетой, входящей в систему. С тех пор, как Плутон был исключен из списка основных небесных светил нашего ближнего космоса и переведен в разряд карликовых планет, Меркурий занял почетное первое место. Однако это лидерство не прибавило баллов. То место, которое занимает Меркурий в Солнечной системе, оставляет его вне поля зрения современной науки. Всему виной, близкое расположение к Солнцу.
Такое незавидное положение откладывает отпечаток на поведение планеты. Меркурий со скоростью 48 км/с. несется по своей орбите, совершая полный оборот вокруг Солнца за 88 земных суток. Вокруг собственной оси он вращается достаточно медленно — за 58,646 дней, что дало повод астрономам долгое время считать Меркурий повернутым к Солнцу одной стороной.
С большой долей вероятности именно такая прыткость небесного тела и его соседство с центральным светилом нашей Солнечной системы, стали поводами дать планете название в честь древнеримского бога Меркурия, который также отличался своей стремительностью.
К чести первой планеты Солнечной системы, еще древние считали ее самостоятельным небесным телом, которое вращается вокруг нашей звезды. С этого ракурса любопытны академические данные о ближайшем соседе нашего светила.
Краткая характеристика и особенности планеты
Среди всех восьми планет Солнечной системы у Меркурия самая необычная орбита. Ввиду незначительного расстояния планеты от Солнца, орбита у нее самая короткая, однако по своей форме это сильно вытянутый эллипс. В сравнении с орбитальным путем других планет, у первой планеты самый высокий эксцентриситет – 0,20 е. Другими словами, движение Меркурия напоминает гигантские космические качели. В перигелий стремительный сосед Солнца приближается к нему на расстояние 46 млн. км, раскаляясь до красна. В афелии Меркурий отдается от нашего светила на расстояние 69,8 млн. км, успевая за это время немного остыть в просторах космоса.
В ночном небе планета имеет светимость в широком диапазоне от −1,9m до 5,5m, однако ее наблюдение весьма ограничено по причине близкого расположения Меркурия к Солнцу.
Такая особенность орбитального полета легко объясняет широкий диапазон перепада температур на планете, который является самым значительным в Солнечной системе. Однако главной отличительной чертой астрофизических параметров маленькой планеты является смещение орбиты относительно положения Солнца. Этот процесс в физике называется прецессия, и чем он вызван, до сих пор остается загадкой. В XIX веке была даже составлена таблица изменений орбитальных характеристики Меркурия, однако объяснить подобное поведение небесного тела до конца не удалось. Уже в середине XX было сделано предположение о существовании вблизи Солнца некой планеты, влияющей на положение орбиты Меркурия. Подтвердить эту теорию в данный момент техническими средствами наблюдения с помощью телескопа не представляется возможным, ввиду близкого расположения исследуемой области к Солнцу.
Самое подходящее объяснение этой особенности орбиты планеты — рассматривать прецессию с точки зрения теории относительности Эйнштейна. Предварительно орбитальный резонанс Меркурия оценивался как 1 к 1. На деле оказалось, что этот параметр имеет значение 3 к 2. Ось планеты располагается под прямым углом к орбитальной плоскости, а комбинация скорости вращения солнечного соседа вокруг собственной оси с орбитальной скоростью приводит к возникновению любопытному явлению. Светило, дойдя до зенита, начинает обратный ход, поэтому на Меркурии восход и закат Солнца происходят в одной части меркурианского горизонта.
Что касается физических параметров планеты, то они следующие и выглядят довольно скромно:
- средний радиус планеты Меркурий составляет 2439,7 ± 1,0 км;
- масса планеты составляет 3,33022·1023 кг;
- плотность Меркурия равна 5,427 г/см³;
- ускорение свободного падения на меркурианском экваторе 3,7 м/с2.
Диаметр самой маленькой планеты равен 4879 км. Среди планет земной группы Меркурий уступает всем трем. Настоящими гигантами по сравнению с маленьким Меркурием являются Венера и Земля, Марс ненамного превышает размеры первой планеты. Солнечный сосед уступает по размерам даже спутникам Юпитера и Сатурна, Ганимеду (5262 км) и Титану (5150 км).
Относительно Земли первая планета Солнечной системы занимает разное положение. Самое близкое расстояние между двумя планетами составляет8 2 млн. км, тогда как максимальная удаленность равна 217 млн. км. Если лететь с Земли к Меркурию, то космический корабль может достичь планеты быстрее, чем отправившись на Марс или на Венеру. Это происходит ввиду того, что маленькая планета чаще расположена к Земле ближе, чем ее соседи.
У Меркурия очень высокая плотность, и по этому параметру он ближе к нашей планете, превосходя Марс почти в два раза — 5,427 г/см3 против 3,91 г/см2 у Красной планеты. Однако ускорение свободного падения у обеих планет, у Меркурия и у Марса, практически одинаково – 3,7 м/с2. Долгое время ученые считали, что первая планета Солнечной системы была в прошлом спутником Венеры, однако получение точных данных о массе и плотности планеты, развенчало эту гипотезу. Меркурий вполне самостоятельная планета, сформировавшаяся в процессе образования Солнечной системы.
При своих скромных размерах, всего 4879 километров, зато планета тяжелее Луны, а по плотности превосходит такие огромные небесные тела, как Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вместе взятые. Однако такая высокая плотность не обеспечила планете других выдающихся физических параметров, ни в плане геологии, ни в плане состояния атмосферы.
Внутреннее и внешнее строение Меркурия
Для всех планет земной группы характерной особенностью является твердая поверхность.
Это объясняется схожестью внутреннего строения этих планет. В плане геологии Меркурий имеет три классических слоя:
- меркурианская кора, толщина которой варьируется в диапазоне 100-300 км;
- мантия, толщина которой составляет 600 км;
- железно-никелевое ядро диаметром 3500-3600 км.
Кора Меркурия представляет собой подобие рыбной чешуи, где слои пород, образованные в результате геологической активности планеты в ранние периоды, наслаивались друг на друга. Эти наслоения образовали своеобразные выпуклости, являющиеся особенностями рельефа. Быстрое остывание поверхностного слоя привело к тому, что кора начала сжиматься подобно шагреневой коже, теряя свою прочность. В дальнейшем, с окончанием геологической активности планеты, меркурианская кора подверглась сильному внешнему воздействию.
Достаточно тонкой по сравнению с толщиной коры, выглядит мантия, всего 600 км. Такая незначительная толщина меркурианской мантии говорит в пользу теории, согласно которой часть планетарного вещества Меркурия была потеряна в результате столкновения планеты с крупным небесным телом.
Что касается ядра планеты, то здесь имеется много спорных моментов. Диаметр ядра составляет ¾ диаметра всей планеты и имеет полужидкое состояние. Причем по концентрации железа в ядре Меркурий — безоговорочный лидер среди планет Солнечной системы. Активность жидкого ядра продолжает оказывать влияние на поверхность планеты, образуя на ней своеобразные геологические образования — вспучивания.
Долгое время астрономы и ученые о поверхности планеты имели скудные представления, основанные на данных визуальных наблюдений. Только в 1974 году с помощью американского космического зонда «Маринер-10» человечеству впервые представилась возможности с близкого расстояния увидеть поверхность солнечного соседа. Из полученных снимков удалось выяснить, как выглядит поверхность планеты Меркурий. Судя по снимкам, которые были получены благодаря «Маринеру-10», первая планета от Солнца покрыта кратерами. Самый большой кратер «Калорис» имеет диаметр 1550 км. Участки между кратерами покрыты меркурианскими равнинами и скалистыми образованиями. В отсутствие эрозии поверхность Меркурия сохранилась практически такой же, какой она была на заре формирования Солнечной системы. Этому способствовало раннее прекращение активной тектонической деятельности на планете. Изменения в меркурианском рельефе происходили только в результате падения метеоритов.
По своей цветовой гамме Меркурий сильно напоминает Луну, такой же серый и безликий. Альбедо обоих небесных светил также практически одинаково, 0,1 и 0, 12 соответственно.
Что касается климатических условий на планете Меркурий, то это суровый и жестокий мир. Несмотря на то, что под воздействием близкого светила планета нагревается до 4500 С, тепло не удерживается на меркурианской поверхности. На теневой стороне планетного диска, температура опускается до отметки -1700С. Причина таких резких температурных колебаний – крайне разреженная атмосфера планеты. По физическим параметрам и по своей плотности меркурианская атмосфера напоминает вакуум, однако даже в такой обстановке воздушная прослойка планеты состоит кислорода (42%), натрия и водорода (29% и 22% соответственно). Только 6% приходится на гелий. Менее 1% приходится на водяные пары, диоксид углерода, азот и инертные газы.
Считается, что плотная воздушная прослойка на поверхности Меркурия исчезла в результате слабого гравитационного поля планеты и постоянного воздействия солнечного ветра. Близкое соседство Солнца способствует наличию на планете слабого магнитного поля. Во многом такое соседство и слабость гравитационного поля способствовали тому, что у Меркурия нет естественных спутников.
Исследования Меркурия
До 1974 года планету в основном наблюдали в оптические приборы. С началом космической эры человечество получило возможность начать более интенсивное изучение первой планеты Солнечной системы. Только два земных космических аппарата сумели достичь орбиты маленькой планеты — американские «Маринер-10» и «Мессенджер». Первый совершил трехкратный пролет мимо планеты в течение 1974-75 годов, приблизившись к Меркурию на максимально возможное расстояние – 320 км.
Ученым пришлось ждать долгие двадцать лет, пока к Меркурию не отправился в 2004 году космический аппарат NASA «Messenger». Через три года, в январе 2008 года автоматическая межпланетная станция совершила первый облет планеты. В 2011 году космический аппарат «Мессенджер» благополучно занял место на орбите планеты и приступил к ее изучению. Через четыре года отработав свой ресурс, зонд упал на поверхность планеты.
Количество космических зондов, отправленных на исследование первой планеты Солнечной системы, в сравнении с количеством автоматических аппаратов, отправленных на исследование Марса, крайне мало. Это связано с тем, что запуск кораблей к Меркурию затруднителен с технической точки зрения. Для попадания на меркурианскую орбиту необходимо совершить массу сложных орбитальных маневров, осуществление которых требует большого запаса топлива.
В ближайшее время планируется запуск сразу двух космических автоматических зондов, европейского и японского космического агентства. Планируется, что первый зонд будет исследовать поверхность Меркурия и его недра, тогда как второй — японский космический аппарат — будет заниматься исследованием атмосферы и магнитного поля планеты.
Характеристики планеты:
- Расстояние от Солнца: 57,9 млн км
- Диаметр планеты: 4878 км
- Сутки на планете: 58 сут. 16 ч. *
- Год на планете: 88 суток *
- t° на поверхности: от -180°C до +430°C
- Атмосфера: почти не присутствует
- Спутники: не имеет
* период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)
Меркурий — это восьмая по величине планета, самая близкая к Солнцу, среднее расстояние до которого составляет 0.387 АЕ (астрономических единиц) или 57.910.000 километров. Масса планеты составляет 3.30e23 кг, а диаметр — 4,880 км (меньше только у Плутона).
Презентация: планета Меркурий
Внутреннее строение
В центре планеты расположено металлическое ядро, наподобие земного, разница только в размерах. Если земное ядро занимает только 17% объема планеты, то у Меркурия — 42% объема.
Вокруг ядра находится слой мантии — 500-700 километров силикатной породы. Следующий слой — это кора, которая имеет толщину примерно в 100-300 километров. Верхний слой планеты имеет много повреждений, большинство ученых придерживаются теории, что они возникли вследствие медленного охлаждения Меркурия.
Атмосфера и поверхность
Атмосфера Меркурия очень разряжена и практически приравнивается к вакууму. Состав:
- водород (70 атомов на 1 см³);
- гелий (4 500 атомов на 1 см³).
Из-за практически нулевой атмосферы и близости к Солнцу, температура на поверхности планеты колеблется в пределах -180….+440 °C. Поверхность напоминает лунную — множество кратеров (от столкновения с астероидами), и горы высотой до 4 км (лунные могут быть в полтора раза выше).
В отличие от спутника Земли, на обратной стороне Меркурия расположены вздутия, которые образовались под действием солнечных приливов. Также имеются высокие уступы, чья протяженность может достигать нескольких сотен километров.
Название планете дали древние римляне, которые почитали бога Меркурия как покровителя воров, путешественников и торговцев. Однако считается, что первую от Солнца планету знали еще 3000 лет до н.э. (со времен Самаритян).
В Древней Греции её называли сразу двумя именами — Аполлоном (бог солнечного света, покровитель искусств и науки) утром и Гермесом (шустрый посланник богов) вечером. Причем греки не знали, что видят одну и ту же планету.
Долгое время астрономы не могли разобраться в движении Меркурия по небу, а всё из-за аномальной прецессии его орбиты. Механика Ньютона никак не подходила для объяснения слишком вытянутой орбиты: перигелий = 46 млн км от Солнца, афелий = 70 млн км. Ученые XIX века даже считали, что близко к Меркурию перемещается какая-то другая планета (иногда называемая Вулканом), которая и влияет на его орбиту. Корректно предсказывать движение планеты стало возможным только после открытия Эйнштейном его Общей Теории Относительности.
Изучение планеты
Изучение Меркурия очень осложнено из-за его близкого расположения к Солнцу, с американского телескопа Хаббл невозможно получить качественные снимки.
К планете приближалась только одна межпланетная станция — Mariner 10, которая совершила три облета в 1974-1975 годах. Получилось сделать картографию только 45% процентов планеты.
Также проводились радиолокационные наблюдения, но эти данные скорее относятся к теории, нежели к железным фактам. Так, подобное исследование показало присутствие замороженной воды на северном полюсе Меркурия (Mariner эту область не картографировал).
Загрузка...