ПЛАНЕТА МЕРКУРИЙ

Send

Меркурий - самая близкая планета к нашему Солнцу, самая маленькая из восьми планет и один из самых экстремальных миров в наших Солнечных системах. Как таковой, он играл активную роль в мифологических и астрологических системах многих культур.

Несмотря на это, Меркурий является одной из наименее понятых планет в нашей Солнечной системе. Как и Венера, ее орбита между Землей и Солнцем означает, что ее можно увидеть и утром, и вечером (но никогда не ночью). Как и Венера и Луна, она также проходит через фазы; характеристика, которая первоначально смутила астрономов, но в конечном итоге помогла им осознать истинную природу Солнечной системы.

Размер, Масса и Орбита:

Со средним радиусом 2440 км и массой 3,3022 × 10²³ кг, Меркурий - самая маленькая планета в нашей Солнечной системе - по размеру эквивалентна 0,38 Земли. И хотя он меньше, чем самые большие естественные спутники в нашей системе, такие как Ганимед и Титан, он более массивен. На самом деле плотность ртути (5,427 г / см³) является вторым по высоте в Солнечной системе, лишь немного меньше земного (5,515 г / см).³).

Меркурий имеет самую эксцентричную орбиту из всех планет Солнечной системы (0,205). Из-за этого его расстояние от Солнца варьируется от 46 миллионов км (29 миллионов миль) в его ближайшем (перигелий) до 70 миллионов км (43 миллиона миль) в его самом дальнем (афелий). А при средней орбитальной скорости 47,362 км / с (29,429 миль / с) Меркурию требуется в общей сложности 87,969 земных дня, чтобы пройти одну орбиту.

При средней скорости вращения 10,892 км / ч (6,768 миль в час) Меркурию также требуется 58,646 дней для выполнения одного оборота. Это означает, что Меркурий имеет спин-орбитальный резонанс 3: 2, что означает, что он совершает три вращения вокруг своей оси на каждые два вращения вокруг Солнца. Это, однако, не означает, что три дня длятся так же, как два года на Меркурии.

Фактически, его высокий эксцентриситет и медленное вращение означают, что Солнцу требуется 176 земных дней, чтобы вернуться в то же место на небе (иначе - солнечный день). Это означает, что один день на Меркурии в два раза длиннее одного года. Меркурий также имеет самый низкий осевой наклон любой планеты в Солнечной системе - приблизительно 0,027 градуса по сравнению с 3,1 градуса Юпитера (второй наименьший).

Состав и особенности поверхности:

Как одна из четырех земных планет Солнечной системы, Меркурий состоит из примерно 70% металлического и 30% силикатного материала. Основываясь на его плотности и размерах, можно сделать ряд выводов о его внутренней структуре. Например, по оценкам геологов, ядро Меркурия занимает около 42% его объема по сравнению с 17% Земли.

Считается, что внутренняя часть состоит из расплавленного чугуна, который окружен 500 - 700-километровым слоем силикатного материала. На самом внешнем слое находится кора Меркурия, которая, как считается, имеет толщину от 100 до 300 км. Поверхность также отмечена многочисленными узкими грядами длиной до сотен километров. Считается, что они сформировались, когда ядро и мантия Меркурия охлаждались и сокращались в то время, когда кора уже затвердела.

В ядре Меркурия содержится больше железа, чем в любой другой крупной планете Солнечной системы, и для объяснения этого было предложено несколько теорий. Наиболее широко принятая теория заключается в том, что когда-то Меркурий был более крупной планетой, на которую обрушился планетезималь диаметром в несколько тысяч километров. Это воздействие могло бы затем удалить большую часть первоначальной коры и мантии, оставив ядро в качестве основного компонента.

Другая теория заключается в том, что Меркурий, возможно, сформировался из солнечной туманности до стабилизации солнечной энергии. В этом сценарии Меркурий изначально был бы вдвое больше своей нынешней массы, но подвергался бы воздействию температур от 25 000 до 35 000 К (или до 10000 К), когда протозон сократился. Этот процесс испарил бы большую часть поверхностных пород Меркурия, уменьшив его до его нынешних размеров и состава.

Третья гипотеза состоит в том, что солнечная туманность вызывала торможение частиц, от которых росла Меркурий, что означало, что более легкие частицы были потеряны и не собрались для образования Меркурия. Естественно, требуется дальнейший анализ, прежде чем любая из этих теорий может быть подтверждена или исключена.

На первый взгляд Меркурий похож на луну Земли. У этого есть сухой пейзаж, отмеченный кратерами астероида и древними потоками лавы. В сочетании с обширными равнинами они указывают на то, что планета была геологически неактивной в течение миллиардов лет. Однако, в отличие от Луны и Марса, которые имеют значительные протяженности схожей геологии, поверхность Меркурия выглядит гораздо более перемешанной. Другие общие черты включают dorsa (иначе - «морщины-хребты»), луноподобные высокогорья, montes (горы), planitiae (равнины), рупы (уступы) и долины (долины).

Названия этих функций взяты из разных источников. Кратеры названы в честь художников, музыкантов, художников и авторов; хребты названы в честь ученых; депрессии названы в честь произведений архитектуры; горы названы по слову «горячий» на разных языках; самолеты названы в честь Меркурия на разных языках; откосы названы в честь кораблей научных экспедиций, а долины названы в честь средств радиотелескопа.

Во время и после формирования 4,6 миллиарда лет назад Меркурий подвергся сильной бомбардировке кометами и астероидами и, возможно, снова во время периода поздней тяжелой бомбардировки. В течение этого периода интенсивного образования кратеров планета подверглась ударам по всей своей поверхности, отчасти благодаря отсутствию какой-либо атмосферы для замедления воздействия. В течение этого времени планета была вулканически активна, и выпущенная магма произвела бы гладкие равнины.

Кратеры на Меркурии варьируются в диаметре от маленьких чашеобразных полостей до многокольцевых ударных бассейнов в сотни километров в поперечнике. Самый большой известный кратер - бассейн Калорис, диаметр которого составляет 1550 км. Удар, который создал его, был настолько сильным, что вызвал извержения лавы на другой стороне планеты и оставил концентрическое кольцо высотой более 2 км, окружающее ударный кратер. В целом, было выявлено около 15 бассейнов воздействия на тех частях Меркурия, которые были обследованы.

Несмотря на свои небольшие размеры и медленное вращение продолжительностью 59 дней, Меркурий обладает значительным и, по-видимому, глобальным магнитным полем, которое примерно на 1,1% больше силы Земли. Вполне вероятно, что это магнитное поле создается динамо-эффектом, аналогичным магнитному полю Земли. Этот эффект динамо будет результатом циркуляции жидкого ядра планеты, богатого железом.

Магнитное поле Меркурия достаточно сильное, чтобы отклонять солнечный ветер вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и достаточно мала, чтобы поместиться в пределах Земли, достаточно сильна, чтобы удерживать плазму солнечного ветра, что способствует космическому выветриванию поверхности планеты.

Атмосфера и температура:

Меркурий слишком горячий и слишком маленький, чтобы сохранять атмосферу. Тем не менее, он имеет слабую и изменчивую экзосферу, состоящую из водорода, гелия, кислорода, натрия, кальция, калия и водяного пара, с общим уровнем давления около 10^-14 бар (одна квадриллионная часть атмосферного давления Земли). Считается, что эта экзосфера образовалась из частиц, захваченных Солнцем, извержения вулканов и осколков, выброшенных на орбиту под воздействием микрометеоритов.

Из-за отсутствия жизнеспособной атмосферы у Меркурия нет возможности сохранить тепло Солнца. В результате этого и его высокого эксцентриситета планета испытывает значительные колебания температуры. Тогда как сторона, обращенная к Солнцу, может нагреваться до 700 К (427 ° С), а сторона в тени опускается до 100 К (-173 ° С).

Несмотря на эти высокие температуры, на поверхности Меркурия было подтверждено существование водяного льда и даже органических молекул. Полы глубоких кратеров на полюсах никогда не подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, а температура там остается ниже среднего уровня планеты.

Эти ледяные области, как полагают, содержат около 10¹⁴–10¹⁵ кг замерзшей воды и может быть покрыт слоем реголита, который препятствует сублимации. Происхождение льда на Меркурии еще не известно, но два наиболее вероятных источника - это выделение воды из внутренней части планеты или осаждение под воздействием комет.

Исторические наблюдения:

Подобно другим планетам, которые видны невооруженным глазом, Меркурий имеет долгую историю наблюдения человеческих астрономов. Считается, что самые ранние зарегистрированные наблюдения Меркурия взяты из планшета Мул Апина, сборника вавилонской астрономии и астрологии.

Наблюдения, которые, скорее всего, были сделаны в 14 веке до нашей эры, называют планету «прыгающей планетой». Другие вавилонские записи, которые упоминают планету как «Набу» (после посланника богов в вавилонской мифологии), относятся к первому тысячелетию до нашей эры. Причина этого связана с тем, что Меркурий является самой быстро движущейся планетой в небе.

Древним грекам Меркурий был по-разному известен как «Стилбон» (имя, которое означает «мерцающий»), Гермаон и Гермес. Как и у вавилонян, это последнее имя произошло от посланника греческого пантеона. Римляне продолжили эту традицию, назвав планету Меркурий в честь стремительного посланника богов, которого они приравнивали к греческому Гермесу.

В своей книге Планетарные гипотезыГреко-египетский астроном Птолемей писал о возможности планетарных транзитов по всему Солнцу. И для Меркурия, и для Венеры он предположил, что транзиты не наблюдались, потому что планета была либо слишком мала, чтобы ее видеть, либо потому, что транзиты слишком редки.

Для древних китайцев Меркурий был известен как Чэнь Син («Часовая звезда») и был связан с направлением на север и стихией воды. Точно так же современные китайские, корейские, японские и вьетнамские культуры называют планету буквально «водяной звездой», основанной на пяти элементах. В индуистской мифологии имя Будха использовалось для Меркурия - бога, который, как думали, будет председательствовать в среду.

То же самое относится и к германским племенам, которые связывают бога Одина (или Водена) с планетой Меркурий и средой. Майя, возможно, представляли Меркурия как сову - или, возможно, четыре совы, две для утреннего аспекта и две для вечера - которые служили посланником в подземный мир.

В средневековой исламской астрономии андалузский астроном Абу Исхак Ибрагим аз-Заркали в 11-м веке описал геоцентрическую орбиту Меркурия как овальную, хотя это понимание не повлияло на его астрономическую теорию или его астрономические вычисления. В 12 веке Ибн Баджжа наблюдал «две планеты в виде черных пятен на лице Солнца», что позже было предложено как транзит Меркурия и / или Венеры.

В Индии астроном школы Кералы Нилаканта Сомаяджи в 15 веке разработал частично гелиоцентрическую планетарную модель, в которой Меркурий вращается вокруг Солнца, который, в свою очередь, вращается вокруг Земли, аналогично системе, предложенной Тихо Браге в 16 веке.

Первые наблюдения с помощью телескопа были проведены в начале 17 века Галилеем Галилеем. Хотя он наблюдал фазы при взгляде на Венеру, его телескоп не был достаточно мощным, чтобы видеть Меркурий, проходящий через подобные фазы. В 1631 году Пьер Гассенди сделал первые телескопические наблюдения за прохождением планеты через Солнце, когда он увидел прохождение Меркурия, которое было предсказано Иоганнесом Кеплером.

В 1639 году Джованни Зупи с помощью телескопа обнаружил, что у планеты есть орбитальные фазы, похожие на Венеру и Луну. Эти наблюдения убедительно продемонстрировали, что Меркурий вращался вокруг Солнца, что помогло окончательно доказать, что коперниканская гелиоцентрическая модель Вселенной была правильной.

В 1880-х годах Джованни Скиапарелли точнее нанес на карту планету и предположил, что период вращения Меркурия составляет 88 дней, что совпадает с периодом обращения орбиты из-за приливной блокировки. Работа по составлению карты поверхности Меркурия была продолжена Эугениосом Антониади, который в 1934 году опубликовал книгу, в которой были и карты, и его собственные наблюдения. Многие из особенностей поверхности планеты, в частности особенности альбедо, берут свои названия с карты Антониади.

В июне 1962 года советские ученые в Академии наук СССР стали первыми, чтобы отразить радиолокационный сигнал от Меркурия и получить его, что положило начало эре использования радара для картирования планеты. Три года спустя американцы Гордон Петтенгилл и Р. Дайс провели радиолокационные наблюдения, используя радиотелескоп Обсерватории Аресибо. Их наблюдения убедительно продемонстрировали, что период вращения планеты составлял около 59 дней, и планета не имела синхронного вращения (что в то время было широко распространено).

Наземные оптические наблюдения не пролили намного больше света на Меркурий, но радиоастрономы, использующие интерферометрию на микроволновых длинах волн - метод, который позволяет удалять солнечное излучение - смогли различать физические и химические характеристики подземных слоев на глубине нескольких метров.

В 2000 году обсерватория Маунт Вилсон провела наблюдения с высоким разрешением, которые предоставили первые изображения, которые разрешили поверхностные особенности на ранее невидимых частях планеты. Большая часть планеты была нанесена на карту с помощью радиолокационного телескопа Аресибо с разрешением 5 км, включая полярные отложения в затененных кратерах, которые считались водяным льдом.

Исследование:

До первых космических исследований, пролетавших мимо Меркурия, многие из его основных морфологических свойств оставались неизвестными. Первый из них был НАСА Маринер 10, который пролетел мимо планеты между 1974 и 1975 годами. Во время трех близких приближений к планете он смог сделать первые снимки поверхности Меркурия крупным планом, на которых были обнаружены сильно зазубренный ландшафт, гигантские обрывы и другая поверхность. функции.

К сожалению, из-за длины Маринер 10В орбитальном периоде, на каждом из Маринер 10Близкие подходы. Это сделало невозможным наблюдение обеих сторон планеты и привело к картированию менее 45% поверхности планеты.

Во время первого близкого приближения приборы также обнаружили магнитное поле, к великому удивлению планетарных геологов. Второй близкий подход использовался главным образом для визуализации, но при третьем подходе были получены обширные магнитные данные. Данные показали, что магнитное поле планеты очень похоже на магнитное поле Земли, которое отклоняет солнечный ветер вокруг планеты.

24 марта 1975 года, всего через восемь дней после последнего приближения, Маринер 10 закончилось топливо, побуждая контроллеры отключить зонд. Маринер 10 Считается, что он все еще вращается вокруг Солнца, проходя вблизи Меркурия каждые несколько месяцев.

Второй миссией НАСА на Меркурий была «Поверхность Меркурия», «Космическая среда», «Геохимия» и «Ранжирование» (или MESSENGER) Космический зонд. Цель этой миссии состояла в том, чтобы прояснить шесть ключевых вопросов, касающихся Меркурия, а именно - его высокую плотность, его геологическую историю, природу его магнитного поля, структуру его ядра, имеет ли он лед на своих полюсах и где его Слабая атмосфера исходит из.

С этой целью зонд нес устройства визуализации, которые собирали изображения с гораздо более высоким разрешением гораздо большей части планеты, чем Маринер 10различные спектрометры для определения содержания элементов в коре, а также магнитометры и приборы для измерения скоростей заряженных частиц.

Спустившись с мыса Канаверал 3 августа 2004 года, он совершил первый пролёт Меркурия 14 января 2008 года, второй - 6 октября 2008 года, а третий - 29 сентября 2009 года. Большая часть полушария не была показана Маринер 10 был нанесен на карту во время этих пролетов. 18 марта 2011 года зонд успешно вышел на эллиптическую орбиту вокруг планеты и начал снимать изображения к 29 марта.

После завершения своей годичной миссии по составлению карт, он затем приступил к продлению на один год, которое продолжалось до 2013 года.Мессенджер»Последний маневр состоялся 24 апреля 2015 года, который оставил его без топлива и неконтролируемой траектории, что неизбежно привело к его падению на поверхность Меркурия 30 апреля 2015 года.

В 2016 году Европейское космическое агентство и Японское аэрокосмическое и исследовательское агентство (JAXA) планируют запустить совместную миссию под названием BepiColombo, Этот роботизированный космический зонд, который, как ожидается, достигнет Меркурия к 2024 году, будет вращаться вокруг Меркурия с двумя зондами: зондом картографа и зондом магнитосферы.

Магнитосферный зонд выйдет на эллиптическую орбиту, а затем запустит свои химические ракеты, чтобы поместить зонд-картограф на круговую орбиту. Затем картографический зонд продолжит изучать планету на многих длинах волн - инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-излучении - с использованием набора спектрометров, аналогичных MESSENGER.

Да, Меркурий - планета крайностей и пронизана противоречиями. Это колеблется от чрезвычайно горячего до чрезвычайно холодного; он имеет расплавленную поверхность, но на его поверхности также есть водяной лед и органические молекулы; и у него нет заметной атмосферы, но есть экзосфера и магнитосфера. В сочетании с его близостью к Солнцу неудивительно, что мы мало знаем об этом земном мире.

Остается только надеяться, что в будущем технологии появятся, чтобы мы приблизились к этому миру и более тщательно изучили его крайности.

А пока вот несколько статей о Меркурии, которые, как мы надеемся, вы найдете интересными, интересными и интересными для чтения:

Расположение и движение Меркурия: