fbpx
No Image

Поверхность меркурия

СОДЕРЖАНИЕ
0
01 января 2021

Атмосфера и температура Меркурия:

Из-зa того, что Меркурий близко располагается к Солнцу, он сильно прогревается, поэтому не способен сберечь атмосферу. Меркурий обладает очень разрежённой атмосферой. Из всех слоев атмосферы учёныe нашли у Меркурия только тoнкий cлoй пepeмeннoй экзocфepы, которая представлена вoдopoдoм, гeлиeм, киcлopoдoм, нaтpиeм, кaлиeм и водяным паром. Oбщий уpoвeнь атмосферного дaвлeния пpиближен к oтмeткe 10-14 бap.

Бeз aтмocфepнoгo cлoя coлнeчнoe тeплo накапливаться не может, пoэтoму нa Mepкуpии присутсвуют резкие тeмпepaтуpныe кoлeбaния (перепады): нa coлнeчнoй cтopoнe – 426,9 °C (максимальная температура), нa тёмнoй – дo –183,2 °C (минимальная температура). Средняя температура его дневной поверхности равна 349,9 °C, ночной поверхности −170,2 °C. Солнечная сторона Меркурия нагревается гораздо больше, чем полярные области и обратная сторона планеты.

Исследования, которые были проведены с помощью радиотелескопа в Аресибо, позволяют предположить, что в холодной и тёмной зоне существуют ледники. Слой водяного льда может достигать 2 м, вероятно, он покрыт слоем пыли.

Общее описание Меркурия:

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы, из всех планет земной группы является наименьшей (после того, как Плутон лишили статуса планеты в 2006 году).  Благодаря скорости своего движения получила название в честь древнеримского бога торговли – быстрого Меркурия.

Меркурий – планета, известная человечеству с древнейших времён. Точная дата её обнаружения неизвестна, однако первые упоминания о Меркурии встречаются около 3000 г. до н.э.  – у шумеров.

Среднее расстояние Меркурия от Солнца чуть менее 58 млн км (57,91 млн км). Период обращения вокруг Солнца является самым коротким среди прочих планет Солнечной системы и составляет всего 87,97 дней.

Видимое расстояние Меркурия от Солнца, если смотреть с Земли, никогда не превышает 28°. Это означает, что планету можно увидеть только после захода или до восхода солнца, в сумерках. Планета телескопически отображает полный диапазон фаз, подобно Венере и Луне, когда она движется по своей внутренней орбите относительно Земли, которая повторяется в течение её синодического периода — примерно каждые 116 дней.

По своим физическим характеристикам Меркурий похож на Луну. Он не обладает естественными спутниками, однако у него очень разрежённая атмосфера. Также у планеты есть крупное железное ядро (оно составляет 80% от всего объёма планеты), которое является источником магнитного поля. Температура на поверхности Меркурия варьируется в пределах от 80 до 700 К (от −190 до +430 °C). Солнечная сторона нагревается гораздо больше, нежели полярные области и обратная сторона планеты.

Радиус Меркурия составляет всего 2439,7 ± 1,0 км – это меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана (двух самых больших спутников планет в Солнечной системе). Несмотря на данный факт, Меркурий превосходит Ганимед и Титан по массе.

Из-за повышенного содержания в недрах Меркурия металлов, его средняя плотность довольно велика – 5,427 г/см³. Показатель незначительно меньше плотности Земли, хотя Земля намного больше по размерам. Масса Меркурия составляет 3,33 · 1023 кг. Она равна всего лишь 5,5 % или 0,055274 массы Земли.

Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с². Вторая космическая скорость – 4,3 км/с.

О планете на данный момент известно сравнительно немного. Только в 2009 году учёные составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер».

Исследования Меркурия продолжаются

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

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

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

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

Сводная информация

Меркурий — самая маленькая планета земной группы и самая быстрая из всех известных. У него нет спутников, а скорость его движения вокруг Солнца вдвое превышает скорость движения Земли по орбите.

Диаметр Меркурия составляет 4 878 км, что на 1 200 км больше диаметра Луны, а плотность вещества планеты сопоставима с плотностью Земли.

Это свидетельствует о повышенном содержании металлов в его недрах и о наличии металлического ядра. Сила тяжести на Меркурии равна 0,38 земной.

Уже первые фотографии, полученные «Маринером-10», поразили астрономов сходством Меркурия с Луной. Поверхность планеты оказалась сплошь усеянной кратерами — следами метеоритных бомбардировок из космоса.

При этом не было замечено никаких следов вулканической деятельности, кроме многокилометровых эскарпов — уступов, которые образовались в результате сдвигов одних участков поверхности относительно других.

Впрочем, причиной возникновения эскарпов могут быть совсем не вулканы. Близость к раскаленному Солнцу, медленное вращение планеты и почти полное отсутствие атмосферы приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе, достигающие 600 °С.

Так, в полночь поверхность охлаждается до -180°, а в полдень раскаляется до +500°. Трудно найти горные породы, способные длительное время выдерживать такие перепады.

Однако сходство с Луной неполное. Крупные кратеры встречаются на Меркурии гораздо реже, чем на Луне. Самый большой из них имеет в поперечнике 625 км и назван в честь немецкого композитора Людвига ван Бетховена.

Нет там и признаков эрозии поверхностных слоев, а это означает, что за всю историю Меркурия на нем никогда не было плотной атмосферы.

Самая яркая точка на поверхности планеты — кратер Койпера диаметром 60 км. Возможно, это связано с тем, что образовался он совсем недавно и не покрыт слоями пыли и измельченных горных пород.

Соизмеримость продолжительности суток и года на Меркурии является исключительной для Солнечной системы и приводит к уникальным явлениям. Орбита Меркурия довольно вытянутая, и по законам Кеплера, на тех участках, которые ближе к Солнцу, планета движется быстрее.

А вращение Меркурия вокруг оси — имеет постоянную скорость, и поэтому то «отстает», то «опережает» моменты прохождения перигелия.

В результате Солнце на небе Меркурия останавливается и начинает двигаться в обратном направлении — с запада на восток. Этот эффект иногда называют «эффектом Иисуса Навина» — по имени библейского персонажа, остановившего движение Солнца, чтобы до заката закончить битву.

Состав и поверхность

Состав Меркурия на 70% представлен металлическим и на 30% силикатным материалам. Считают, что его ядро охватывает примерно 42% всего объема планеты (у Земли – 17%). Внутри располагается ядро из расплавленного железа, вокруг которого сосредоточен силикатный слой (500-700 км). Поверхностный слой – кора с толщиной в 100-300 км. На поверхности можно заметить огромное количество хребтов, которые тянутся на километры.

По сравнению с другими планетами Солнечной системы, ядро Меркурия обладает наибольшим количеством железа. Полагают, что раньше Меркурий был намного больше. Но из-за удара с крупным объектом внешние слои разрушились, оставив главное тело.

Некоторые считают, что планета могла появиться в протопланетном диске до того, как солнечная энергия стала стабильной. Тогда он должен быть вдвое массивнее современного состояния. При нагреве в 25000-35000 К большая часть породы могла просто испариться. Изучите строение Меркурия на фото.

Внутренняя структура Меркурия представлена корой, мантией и ядром

Есть и еще одно предположение. Солнечная туманность могла привести к увеличению частичек, которые набросились на планету. Тогда более легкие отошли и не использовались при создании Меркурия.

Если смотреть издалека, то планета напоминает земной спутник. Такой же кратерный ландшафт с равнинами и следами лавовых потоков. Но здесь отмечено большее разнообразие элементов.

Меркурий сформировался 4.6 миллиардов лет назад и попал под обстрел целой армии астероидов и мусорных осколков. Атмосферы не было, поэтому удары оставили заметные следы. Но планета оставалась активной, так что лавовые потоки создали равнины.

Улучшенные изображения кратеров Манч, Сандер и По среди вулканических равнин (оранжевые), недалеко от бассейна Калори

Размеры кратеров варьируются от небольших ям до бассейнов с шириною в сотни километров. Самый крупный – Калорис (равнина Жары) с диаметром в 1550 км. Удар был настолько сильным, что привел к лавовому извержению на противоположной планетарной стороне. А сам кратер окружен концентрическим кольцом высотой в 2 км. На поверхности можно отыскать примерно 15 крупных кратерных образований. Внимательно рассмотрите схему магнитного поля Меркурия.

Магнитное поле Меркурия

Планета обладает глобальным магнитным полем, достигающем 1.1% земной силы. Возможно, что источником служит динамо, напоминая нашу Землю. Оно образуется благодаря вращению жидкого ядра, наполненного железом.

Этого поля хватает, чтобы противостоять звездные ветра и формировать магнитосферный слой. Его силы достаточно, чтобы удерживать плазму из ветра, из-за чего происходит поверхностное выветривание.

Особенности рельефа

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

Кратеры Меркурия

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

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

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

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

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

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

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

Равнинные участки

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

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

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

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

Наблюдения за Меркурием

Нам планета известна под названием Меркурий – это имя римского бога-посланника. Наблюдали планету ещё в XIV веке до нашей эры. Шумеры называли Меркурий в астрологических таблицах «прыгающей планетой». Позже его назвали в честь бога письма и мудрости «Набу».

Греки дали планете имя в честь Гермеса, называя её «Гермаон». Китайцы называли её «Утренней звездой», индийцы – Будха, немцы отождествляли с Одином, а майя – с совой.

До изобретения телескопа европейским исследователям было сложно наблюдать за Меркурием. Например, Николай Коперник, описывая планету, пользовался наблюдениями других ученых, не из северных широт.

Изобретение телескопа значительно облегчило жизнь астрономам-исследователям. Впервые из телескопа Меркурий наблюдал Галилео Галилей в XVII веке. После него за планетой наблюдали: Джованни Зупи, Джон Бевис, Иоганн Шретер, Джузеппе Коломбо и др.

Близкое расположение от Солнца и нечастое появление на небе всегда создавали трудности для изучения Меркурия. Например, известный телескоп «Хаббл» не может распознавать столь близкие к нашему светилу объекты.

В XX веке для изучения планеты начали применять радиолокационные методы, что дало возможность наблюдать за объектом с Земли. Космические аппараты отправить на планету непросто. Это требует особых манипуляций, на которые расходуется много топлива. За всю историю возле Меркурия побывало только два корабля: «Маринер-10» 1975 год и «Мессенджер» 2008.

Размер, масса и орбита

При радиусе в 2440 км и массе 3.3022 х 1023 кг Меркурий считается самой маленькой планетой в Солнечной системе. По размеру достигает всего 0.38 земного. Также уступает по параметрам некоторым спутникам, но по плотности стоит на втором месте после Земли – 5.427 г/см3. На нижнем фото указано сравнение размеров Меркурия и Земли.

Сравнение Меркурия и Земли

Это обладатель самой эксцентричной орбиты. Удаленность Меркурия от Солнца может колебаться от 46 миллионов км (перигелий) до 70 миллионов км (афелий). От этого могут меняться и ближайшие планеты. Средняя орбитальная скорость равна – 47322 км/с, поэтому на прохождения орбитального пути уходит 87.969 дней. Ниже представлена табличка характеристик планеты Меркурий.

Экваториальный радиус 2439,7 км
Полярный радиус 2439,7 км
Средний радиус 2439,7 км
Окружность большого круга 15 329,1 км
Площадь поверхности 7,48·107 км² 0,147 земной
Объём 6,083·1010 км³ 0,056 земного
Масса 3,33·1023 кг 0,055 земной
Средняя плотность 5,427 г/см³ 0,984 земной
Ускорение свободного

падения на экваторе

3,7 м/с² 0,377 g
Первая космическая скорость 3,1 км/с
Вторая космическая скорость 4,25 км/с
Экваториальная скорость

вращения

10,892 км/ч
Период вращения 58,646 дней
Наклон оси 2,11′ ± 0,1′
Прямое восхождение

северного полюса

18 ч 44 мин 2 с 281,01°
Склонение северного полюса 61,45°
Альбедо 0,142 (Бонд) 0,068 (геом.)
Видимая звёздная величина от −2,6m до 5,7m
Угловой диаметр 4,5″ – 13″

Скорость оборота оси составляет 10.892 км/ч, поэтому сутки на Меркурии длятся 58.646 дней. Это говорит о том, что планета находится в резонансе 3:2 (3 осевых вращения на 2 орбитальных).

Эксцентричность и замедленность вращения приводят к тому, что планета тратит 176 дней на то, чтобы вернуться в изначальную точку. Так что один день на планете вдвое длиннее года. Также это обладатель наиболее низкого осевого наклона – 0.027 градусов.

Перигелий 46 001 009 км 0,38709927 а. е.
Афелий 69 817 445 км 0,46670079 а. е.
Большая полуось 57 909 227 км 0,38709927 а. е.
Эксцентриситет

орбиты

0,20563593
Сидерический период

обращения

87,969 дней
Синодический период

обращения

115,88 дней
Орбитальная скорость 47,36 км/с
Средняя аномалия 174,795884°
Наклонение 7,00° относительно плоскости эклиптики 3,38° относительно солнечного экватора 6,34° отн. инвариантной плоскости
Долгота восходящего узла 48,33167°
Аргумент перицентра 29,124279°

История изучения планеты

Описание Меркурия не обходится без истории исследований. Эта планета доступна для наблюдения без использования приборов, поэтому фигурирует в мифах и древних легендах. Первые записи обнаружены в табличке Мул Апин, выступающей астрономическими и астрологическими вавилонскими записями.

Эти наблюдения сделаны в 14-м веке до н.э. и рассказывают о «пляшущей планете», потому что Меркурий перемещается быстрее всего. В Древней Греции его именовали Стилбон (переводится как «блеск»). Это был посланник Олимпа. Потом римляне переняли эту идею и дали современное наименование в честь своего пантеона.

Птолемей в работах несколько раз упоминал, что планеты способны проходить перед Солнцем. Но он не записывал в примеры Меркурий и Венеру, потому что считал их слишком маленькими и незаметными.

Китайцы именовали его Чэнь Синь («Часовая звезда») и связывали с водой и северной направленностью. Причем в азиатской культуре до сих пор сохранилось такое представление о планете, которую даже записывают как 5-й элемент.

Для германских племен здесь наблюдалась связь с богом Одином. Майя видели четырех сов, две из которых отвечали за утро, а две других за вечер.

О геоцентрическом орбитальном пути еще в 11 веке написал один из исламских астрономов. В 12-м веке Ибн Баджья отметил транзит двух крошечных темных тел перед Солнцем. Скорее всего он видел Венеру и Меркурий.

Проход Меркурия через солнечный диск, наблюдаемый SOHO в 2006 году. За транзитом можно было смотреть в Восточной Европе и восточном полушарии

Индийский астроном Кералы Сомаяджи в 15 веке создал частичную гелиоцентрическую модель, где Меркурий совершал обороты вокруг Солнца.

Первый обзор в телескоп приходится на 17 век. Это сделал Галилео Галилей. Он тогда внимательно изучал фазы Венеры. Но его аппарату не хватило мощности, поэтому Меркурий остался без внимания. А вот транзит отметил Пьер Гассенди в 1631 году.

Орбитальные фазы в 1639 году заметил Джованни Зупи

Это было важное наблюдение, потому что подтвердило вращение вокруг звезды и правильность гелиоцентрической модели

Более точные наблюдения в 1880-х гг. предоставил Джованни Скиапарелли. Он считал, что орбитальный путь занимает 88 дней. В 1934 году Юджиос Антониади создал детальную карту поверхности Меркурия.

Карта Меркурия, созданная Антониади

Первый радиолокационный сигнал удалось отбить советским ученым в 1962 году. Через три года американцы повторили эксперимент и закрепили осевой оборот в 59 дней. Обычные оптические наблюдения не смогли дать новых сведений, но интерферометры открыли химические и физические характеристики подповерхностных слоев.

Первое глубокое изучение поверхностных особенностей провели в 2000 году обсерваторией Маунт-Вильсон. Большую часть карты составили при помощи радиолокационного телескопа Аресибо, где расширение достигает 5 км.

Нет открывателя

Первым астрономом, наблюдавшим это небесное тело в телескоп, стал Галилео Галилей. Но кто является первооткрывателем Меркурия — неизвестно. Упоминания о планете были найдены на глиняных дощечках, датируемых 3 тысячелетием до н. э. Но у ученых нет уверенности, что это первые сведения: Меркурий могли увидеть и раньше.

Интересна история появления имени планеты. В честь крылатого бога торговли Древнего Рима ее назвали из-за самой быстрой скорости обращения вокруг Солнца. В Древней Греции это небесное тело именовали также Гермесом и Аполлоном, причем одновременно. Первое название использовалось, когда планета появлялась на небе вечером, а второе — утром. Причиной такой путаницы стала высокая орбитальная скорость Меркурия: древние астрономы не могли предположить, что нечто появляется на небе с такой малой периодичностью. Они думали, что это 2 разных объекта.

Среди других названий Меркурия:

  • «Утренняя звезда» в Древнем Китае;
  • «Водяная звезда» у вьетнамцев и японцев;
  • «Будха» у древних индийцев.

Самая близкая к Солнцу планета

Среднее расстояние от Меркурия до Солнца — примерно 58 млн км. В афелии (максимально отдаленной точке) планета отходит от центральной звезды почти на 70 млн км, в перигелии (на ближайшем расстоянии) — на 46 млн км.


Меркурий, по сравнению с Землей, почти в три раза ближе к Солнцу. Credit: www.vistanews.ru

Тепло, где Солнце греет

Тепло на Меркурии только на его солнечной стороне, хотя «теплом» это назвать сложно: дневная температура достигает +427°C. Ночью столбик термометра опускается до -173°C. Такие экстремальные температурные перепады исключают возникновение здесь жизни.

Подобная погода повторяется каждый день, времена года отсутствуют, потому что Меркурий расположен в пространстве почти вертикально: наклон его оси составляет всего 3°.

Меркурий является самой маленькой планетой в Солнечной системе

Масса этого тела равна 333 квинтлн т (квинтиллион — число 10 в 18 степени, если использовать краткую шкалу степеней тысячи, принятую в нашей стране), и это всего 5,5% от аналогичного земного параметра. Диаметр Меркурия — 4 880 км.

Высокая плотность

Это вторая по плотности планета Солнечной системы с показателем 5,5 г/см². Плотнее меркурианской только земная твердь.

Холмистая поверхность

Меркурий покрыт высокими холмами и протяженными впадинами, которые являются результатом разрушения планеты. Небесное тело медленно уменьшается в своих размерах. Причиной этого могут быть происходящие внутри тела процессы, от которых меркурианское ядро, которое занимает более 80% всего объема тела, постепенно охлаждается и сжимается.

Большая часть кратеров и бассейнов на поверхности Меркурия возникла более 3,8 млрд. лет назад в результате сильной метеоритной атаки. Credit: www.v-kosmose.com

Поверхность Меркурия сильно покрыта кратерами

Поверхность космического тела скалистая, покрыта множеством кратеров. Это следы бывших столкновений с метеоритами. Некоторые кратеры и их бассейны являются крупнейшими в Солнечной системе. Среди них — открытый в 1974 г. бассейн «Калорис» диаметром 1550 км, кратер «Равнина Жары», чей размер в поперечном разрезе равен 1300 км, а также 716-километровый кратер «Рембрандт» и его сосед «Бетховен» величиной 625 км.

Равнина Жары выглядит на снимках Меркурия светлым пятном: средняя отражательная способность её поверхности на 15—20 % выше, чем в среднем по планете. Credit: www.helionews.ru

Меркурий имеет атмосферу

Воздушная оболочка вокруг планеты имеет вид слабой газовой «дымки», состоящей из:

  • 42% кислорода;
  • 29% натрия;
  • 22% водорода;
  • 6% гелия;
  • 1% прочих химических веществ в малых количествах

Под воздействием слабой гравитации Меркурия, из-за его быстрого вращения и под влиянием солнечного ветра такая атмосфера быстро рассеивается в космосе.

Поверхность Меркурия

Долгое время ученые не могли узнать, как выглядит поверхность Меркурия. И вроде недалеко, и облаков нет, как на Венере… Однако Меркурий расположен очень близко к Солнцу, и увидеть его можно только на закате или на восходе, и то недолго. И при этом он расположен очень низко над горизонтом, где самые плохие условия из-за толстой земной атмосферы. Так что в телескопы увидеть ничего не удавалось.

Но всё изменилось в 1974 году, когда около Меркурия трижды пролетел «Маринер-10». Он успел сфотографировать почти половину поверхности Меркурия, и люди наконец-то получили возможность взглянуть на неё. Всё оказалось не так просто.

В 3D-модели Меркурия использованы текстуры с сайта НАСА, полученные зондом «Мессенджер». Не везде они хорошо стыкуются, но это лучшее, что есть на сегодняшний день.

На планете Меркурий очень много ударных кратеров, оставшихся после падения астероидов и мелких метеоритов. В этом планета схожа с Луной – их на фотографиях и отличить сложно. Самый крупный меркурианский кратер называется Калорис, его поперечник достигает 1550 км.

Но есть на Меркурии и ровные долины, образованные текущей когда-то лавой. Это говорит о том, что когда-то на планете была геологическая активность.

Еще одна характерная черта поверхности Меркурия – скалы, иногда растянувшиеся на тысячи километров. В высоту они бывают и 100 метров, и 2 километра.

Такое разнообразие непонятно. Множество кратеров, накопившихся за миллиарды лет, говорит о том, что никакой активности планета Меркурий не проявляет. Однако лавовые поля говорят об обратном. Это противоречие пока ждет решения.

Кроме того, ядро Меркурия постепенно сокращается – ученые считают, что за все время оно сократилось примерно на полтора километра. Это вызывает сжатие и всей планеты, поэтому происходят подвижки тектонических плит. Её кора выпячивается наружу, образуя скальные гряды.

При сжатии коры плиты наползали друг на друга, образуя выступы, которые тянутся на сотни километров. Образование такой «чешуи» должно было выглядеть катаклизмом немалого масштаба с сильными землетрясениями. Верхний край, наползающий на нижний, изгибался в виде волны, обрываясь с другой стороны глубокой пропастью. Такая местность типична для Меркурия.

Проблемы колонизации Меркурия

Удаленность от Земли, близость к Солнцу вызовут целый ряд проблем при колонизации Меркурия. Наибольшие сложности связаны с полетом. По материальным и энергозатратам миссия на Меркурий эквивалентна аналогичной на Плутон. Космический корабль должен совершить минимум шесть гравитационных маневров.

Но если проблемы, касающиеся полета, можно успешно устранить, сконструировав более совершенный космический двигатель, то непригодные условия для существования человека изменить невозможно.

Для решения этой проблемы британским математиком Ричардом Тейлором в 1992 году был предложен способ паратерраформинга, согласно которому можно сформировать подобные земным условия не на всей планете, а на ее наиболее подходящей части, создав таким образом замкнутую среду. В такую меркурианскую сферу, созданную в зоне «вечной ночи», необходимо нагнетать дыхательную смесь, а для создания круговорота воды — расплавить водяной лед. По предположениям ученых, экологические параметры под куполом постепенно приблизились бы к земным.

Колонизация Меркурия в представлении художника

Непохожие на земные, природные условия Меркурия отрицательно скажутся на здоровье космонавтов-колонизаторов. Из-за отсутствия атмосферы им придется большую часть времени находиться в замкнутом пространстве (будь-то лавовые трубки или замкнутый купол), что негативно отразится на психологическом здоровье каждого и эмоциональном климате коллектива. Также на психическое здоровье окажет негативное влияние нарушение биологических ритмов, связанное с длительным (178 земных суток) меркурианским днем.

Так как жизнь на Земле неразрывно связана с водой, ученых все еще привлекают огромные запасы льда на полюсах Меркурия. Изучая их происхождение, исследователи ставят целью выяснить и, возможно, положительно ответить на вопрос, была ли когда-либо жизнь на планете-карлике. Но некоторые считают, что в прошлом жизнь на планете была возможна.

Магнитное поле Меркурия:

У Меркурия есть магнитное поле, напряжённость которого, согласно результатам измерения «Маринера-10», в 100 раз меньше земного и составляет ~300 нТл. Также про магнитное поле Меркурия можно сказать, что оно имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 10 градусов отклоняется от оси вращения планеты, что ограничивает круг теорий, которые объясняют его происхождение.

Возможно, магнитное поле Меркурия образуется в результате эффекта динамо, то есть аналогично тому, как на Земле. Такой эффект является результатом циркуляции вещества в жидком ядре планеты. Из-за выраженного эксцентриситета орбиты планеты и близости к Солнцу возникает чрезвычайно сильный приливный эффект. Он поддерживает ядро в жидком состоянии, что необходимо для проявления «эффекта динамо». В 2015 году учёные из США, Канады и России оценили нижнюю границу среднего возраста магнитного поля Меркурия в 3,7–3,9 миллиарда лет.

Магнитное поле Меркурия является сильным, поэтому влияет на движение солнечного ветра вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и мала настолько, что могла бы поместиться внутри Земли, достаточно мощная, чтобы захватить заряженные частицы (плазму) солнечного ветра. Результаты наблюдений, которые были получены «Маринером-10», подтверждают существование низкоэнергетической плазмы в магнитосфере с ночной стороны планеты. В «подветренном» хвосте магнитосферы были обнаружены всплески высокоэнергетических частиц, что указывает на динамические качества магнитосферы планеты.

Во время второго пролёта мимо планеты 6 октября 2008 года «Мессенджер» обнаружил, что магнитное поле Меркурия может обладать значительным количеством «окон», то есть зон со сниженной напряжённостью магнитного поля. Приборы космического аппарата зафиксировали магнитные вихри — сплетённые узлы магнитного поля, которые соединяют аппарат с магнитным полем планеты. Вихрь достигал 800 км в поперечнике – треть радиуса планеты. Подобная вихревая форма магнитного поля порождается солнечным ветром. Так как солнечный ветер обтекает магнитное поле планеты, силовые линии магнитного поля связываются с плазмой солнечного ветра и увлекаются им, завиваясь в вихреподобные структуры. Эти вихри магнитного поля формируют «окна» в планетарном магнитном щите, через которые заряженные частицы солнечного ветра проникают сквозь него и достигают поверхности Меркурия. Процесс связи планетного и межпланетного магнитных полей, который назвали магнитным пересоединением, — обычное явление в космосе. Оно наблюдается и в магнитосфере Земли, при этом возникают магнитные вихри. Однако, по наблюдениям «Мессенджера», частота присоединения магнитного поля к плазме солнечного ветра в магнитосфере Меркурия в 10 раз выше.

Комментировать
0