Меркурий — различия между версиями

Материал из ALL
Перейти к: навигация, поиск
Анонимус
(дополнения)
м (Откат правок 109.248.205.32 (обсуждение) к версии Cat1987)
 
Строка 1: Строка 1:
 
[[Файл:Mercury.jpg|thumb|250px|Меркурий]]
 
[[Файл:Mercury.jpg|thumb|250px|Меркурий]]
'''Меркурий''' — наиболее близко расположенная к це планета. Меркурий, как и другие планеты [[Солнечная система|Солнечной системы]], назван именем одного из богов античного пантеона, в данном случае — римского бога торговли. Меркурий — достаточно сложная для наблюдения с Земли планета. Будучи внутренней по отношению к Земле, планета никогда не удаляется от Солнца дальше, чем на 28 °, и поэтому видна недолго на фоне утреннего или вечернего рассвета. Поэтому в древности Меркурий часто принимался за два различных светила (утреннее и вечернее).
+
'''Меркурий''' — наиболее близко расположенная к Солнце планета. Меркурий, как и другие планеты [[Солнечная система|Солнечной системы]], назван именем одного из богов античного пантеона, в данном случае — римского бога торговли. Меркурий — достаточно сложная для наблюдения с Земли планета. Будучи внутренней по отношению к Земле, планета никогда не удаляется от Солнца дальше, чем на 28 °, и поэтому видна недолго на фоне утреннего или вечернего рассвета. Поэтому в древности Меркурий часто принимался за два различных светила (утреннее и вечернее).
  
 
== Движение планеты ==
 
== Движение планеты ==
Строка 24: Строка 24:
 
Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также отсутствие атмосферы приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Средняя температура его дневной поверхности равна 623 °K, ночной — всего 103 °K. Минимальная температура на Меркурии равна 90 °K, а максимум, достигаемый в полдень на «горячих долготах» — 700 °K.
 
Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также отсутствие атмосферы приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Средняя температура его дневной поверхности равна 623 °K, ночной — всего 103 °K. Минимальная температура на Меркурии равна 90 °K, а максимум, достигаемый в полдень на «горячих долготах» — 700 °K.
  
Несмотря на такие условия, в последнее время появились предположения о том, что на поверхности Меркурия может существовать лёд. Радарные исследования приполярных областей планеты показали наличие там вещество, которое сильно отражает радиоволны. Наиболее вероятным кандидатом является обычный водяной лед. А на ночной стороне здесь фигурируют низкие отрицательные температуры.<ref>[https://kipmu.ru/interesnye-fakty-o-planetax/ Интересные факты о планетах.]</ref> Поступая на поверхность Меркурия при ударах о ее комет, вода испаряется, и путешествует по планете, пока не замерзнет в полярных областях на дне глубоких кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где лёд может сохраняться практически неограниченно долго.
+
Несмотря на такие условия, в последнее время появились предположения о том, что на поверхности Меркурия может существовать лёд. Радарные исследования приполярных областей планеты показали наличие там вещество, которое сильно отражает радиоволны. Наиболее вероятным кандидатом является обычный водяной лед. Поступая на поверхность Меркурия при ударах о ее комет, вода испаряется, и путешествует по планете, пока не замерзнет в полярных областях на дне глубоких кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где лёд может сохраняться практически неограниченно долго.
  
 
Предполагается, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, составляющий 60 % массы планеты и окружённый силикатной оболочкой.
 
Предполагается, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, составляющий 60 % массы планеты и окружённый силикатной оболочкой.

Текущая версия на 10:25, 10 октября 2019

Меркурий

Меркурий — наиболее близко расположенная к Солнце планета. Меркурий, как и другие планеты Солнечной системы, назван именем одного из богов античного пантеона, в данном случае — римского бога торговли. Меркурий — достаточно сложная для наблюдения с Земли планета. Будучи внутренней по отношению к Земле, планета никогда не удаляется от Солнца дальше, чем на 28 °, и поэтому видна недолго на фоне утреннего или вечернего рассвета. Поэтому в древности Меркурий часто принимался за два различных светила (утреннее и вечернее).

Движение планеты[править]

Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а. е.). В перигелии Меркурий находится в 45,9 млн км от Солнца, в афелии — в 69,7 млн км. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. На один оборот по орбите Меркурий затрачивает 87,97 суток. Средняя скорость движения планеты по орбите 48 км / с.

В течение долгого времени считалось, что Меркурий постоянно обращен к Солнцу одной и той же стороной, и один оборот вокруг оси занимает у него те же 87,97 суток. Наблюдения деталей на поверхности Меркурия, казалось, не противоречили этому. Данная ошибка была связана с тем, что наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия повторяются через тройной синодичный период, то есть 348 земных суток, что примерно равно шестикратному периода вращения Меркурия (352 суток), поэтому в разное время наблюдался приблизительно один и тот же участок поверхности планеты. С другой стороны, некоторые астрономы считали, что меркурианские сутки примерно равны земным. Истина открылась только в середине 1960-х годов, когда была проведена радиолокация Меркурия. Оказалось, что меркурианские звездные сутки равны 58,65 земным суткам, т. 2/3 меркурианского года. Это уникальное для Солнечной системы явление. В результате за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота. То есть, если в момент прохождения Меркурием перигелия определённая точка его поверхности обращена точно к Солнцу, то при следующем прохождении перигелия к Солнцу будет обращена в точности противоположная точка поверхности, а еще через один меркурианский год Солнце снова вернётся в зенит над первой точкой. В результате солнечные сутки на Меркурии длятся два меркурианских года или 3 меркурианских звездных суток.

В результате такого движения планеты на ней можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридианы, которые попеременно обращены к Солнцу во время прохождения Меркурием перигелия, и на которых из-за этого бывает особенно горячо даже по меркурианских меркам.

Комбинация движений планеты порождает ещё одно уникальное явление. Скорость вращения планеты вокруг оси — величина практически постоянная, в то время как скорость орбитального движения постоянно изменяется. На участке орбиты вблизи перигелия в течение примерно 8 суток скорость орбитального движения превышает скорость вращательного движения. В результате Солнце на небе Меркурия останавливается, и начинает двигаться в обратном направлении — с запада на восток. Этот эффект иногда называют эффектом Иисуса Навина. Для наблюдателя на долготах, отстоящих на 90° от «горячих долгот», Солнце при этом восходит (или заходит) дважды.

Интересно также, что, хотя ближайшими по расположению орбит к Земле являются Марс и Венера, Меркурий является ближайшей к Земле большую часть времени, чем любая другая планета.

Аномальная прецессия орбиты[править]

Меркурий находится близко к Солнцу, поэтому эффекты общей теории относительности проявляются в его движении в наибольшей мере среди всех планет Солнечной системы. Уже в 1859 году французский математик и астроном Урбэн Левэрье сообщил, что существует медленная прецессия орбиты Меркурия, которая не может быть полностью объяснена на основе расчёта влияния известных планет согласно ньютоновской механики. Прецессия перигелия Меркурия составляет 5600 угловых секунд за столетие. Расчет влияния всех других небесных тел на Меркурий согласно ньютоновской механике дает прецессии 5557 угловых секунд за столетие.[1] Пытаясь объяснить наблюдаемый эффект, он предположил, что существует еще одна планета (или, возможно, пояс небольших астероидов), орбита которой расположена ближе к Солнцу, чем в Меркурий, и которая вносит безрассудное влияние[2] (другие объяснения рассматривали неучтенное полярное сжатие Солнца). Благодаря ранее достигнутым успехам в поисках Нептуна с учётом его влияния на орбиту Урана данная гипотеза стала популярной, и искомая гипотетическая планета даже получила название — Вулкан. Однако эта планета так и не была обнаружена[3].

Так как ни одно из этих объяснений не выдержало проверки наблюдениями, некоторые физики начали выдвигать более радикальные гипотезы, что необходимо изменять сам закон тяготения, например, изменять в нем показатель степени или добавлять в потенциал составы, которые зависели бы от скорости тел[4]. Однако большинство таких попыток оказались противоречивыми. В начале XX века общая теория относительности дала объяснение наблюдаемой прецессии. Эффект есть очень мал: релятивистские «дополнение» составляет всего 42,98 угловых секунд за столетие, что составляет 1/130 (0,77 %) от общей скорости прецессии, так что потребуется по меньшей мере 12 миллионов оборотов Меркурия вокруг Солнца, чтобы перигелий вернулся в положение, предсказанное классической теорией. Подобное, но меньшее смещение существует и для других планет — 8,62 угловых секунд за столетие для Венеры, 3,84 для Земли, 1,35 для Марса, а также астероидов — 10,05 для Икаруса[5][6].

Физические характеристики[править]

()

Планета Меркурий

Меркурий — самая маленькая планета земной группы. Его радиус составляет всего 2439 км, что меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана. Масса планеты равна 3,302 × 1023 кг. Средняя плотность Меркурия довольно велика — 5,427 г/куб. см, что лишь немного меньше плотности Земли. Учитывая, что Земля больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов. Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,701 м/с2. Вторая космическая скорость — 4,3 км/с.

Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также отсутствие атмосферы приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Средняя температура его дневной поверхности равна 623 °K, ночной — всего 103 °K. Минимальная температура на Меркурии равна 90 °K, а максимум, достигаемый в полдень на «горячих долготах» — 700 °K.

Несмотря на такие условия, в последнее время появились предположения о том, что на поверхности Меркурия может существовать лёд. Радарные исследования приполярных областей планеты показали наличие там вещество, которое сильно отражает радиоволны. Наиболее вероятным кандидатом является обычный водяной лед. Поступая на поверхность Меркурия при ударах о ее комет, вода испаряется, и путешествует по планете, пока не замерзнет в полярных областях на дне глубоких кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где лёд может сохраняться практически неограниченно долго.

Предполагается, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, составляющий 60 % массы планеты и окружённый силикатной оболочкой.

Поверхность Меркурия[править]

Поверхность

Поверхность Меркурия во многом напоминает лунную — она усеяна множеством кратеров. Плотность кратеров различна на разных участках. Предполагается, что гуще усеяны кратерами участки являются более древними, а менее густо усеяны — молодыми, образовавшимися при затопления лавой старой поверхности. В то же время, крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого немецкого композитора Бетховена, его поперечник составляет 625 км. Однако сходство неполное — на Меркурии видны образовании, которые на Луне не встречаются. Важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов. Изучение их структуры показало, что они образовались при сжатии, сопровождающим остыванием планеты, в результате которого поверхность Меркурия уменьшилась на 1 %. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3-4 миллиардов лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности, последнее почти полностью исключает возможность существования в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы.

Кратеры[править]

Кратеры на Меркурии варьируются по размерам в пределах от маленьких впадин, имеющих форму чаши, до многокольцевых ударных кратеров, имеющих в поперечнике сотни километров. Они находятся в разной стадии разрушения. Есть относительно хорошо сохранившиеся кратеры с длинными лучами вокруг них, которые образовались в результате выброса вещества в момент удара. Имеются также сильно разрушенные остатки кратеров. Меркурианские кратеры отличаются от лунных тем, что область их покрова от выброса вещества при ударе меньше из-за большей силы тяжести на Меркурии.[7]

Одна из самых заметных деталей поверхности Меркурия — Равнина жара. Этот кратер получил свое ​​название, потому что расположен близко к одной из «горячих долгот». Его поперечник составляет около 1550 км[8]. Вероятно, тело, при ударе которого образовался кратер, имело поперечник не менее 100 км. Удар был настолько сильным, что сейсмических волн, пройдя всю планету, и сфокусировавшись в противоположной точке поверхности, привели к образованию здесь своеобразного пересеченной «хаотического» ландшафта. Также о силе удара свидетельствует тот факт, что он вызвал выброс лавы, которая образовала высокие концентрические круги на расстоянии 2 км вокруг кратера.

Магнитное поле[править]

Относительная напряженность магнитного поля

Меркурий обладает магнитным полем, напряженность которого в 100 раз меньше земной. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру[9] и в высшей степени оно симметрично[10], а его вот всего на 10 градусов отклоняется от оси вращения планеты[11], что накладывает существенное ограничение на ряд теорий, объясняющих его происхождение. Магнитное поле Меркурия, возможно, образовалось в результате эффекта динамо.[12] Этот эффект является результатом циркуляции жидкого ядра планеты. Из-за выраженного эксцентриситета планеты возникает чрезвычайно сильный приливной эффект. Он поддерживает ядро в жидком состоянии, что необходимо для проявления эффекта динамо[13].

Магнитное поле планеты достаточно сильное, чтобы изменять направление движения солнечного ветра вокруг себя, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и настолько мала, что может поместиться внутри Земли, достаточно мощная, чтобы поймать плазму солнечного ветра. Результаты наблюдений, полученные «Маринер-10», обнаружили низкоэнергичную плазму в магнитосфере на ночной стороне планеты. В хвосте магнитосферы были обнаружены взрывы активных частиц, что указывает на динамические качества магнитосферы планеты.

Во время второго пролета около планеты 6 октября 2008 года Messenger было установлено, что магнитное поле Меркурия может иметь значительное количество окон. Космический аппарат столкнулся с явлением магнитных вихрей — сплетенных узлов магнитного поля, которые связали корабль с магнитным полем планеты. Вихрь достигал 800 км в поперечнике, что составляет треть от радиуса планеты. Данная вихревая форма магнитного поля создаётся солнечным ветром. Так как солнечный ветер обтекает магнитное поле планеты, оно связывается и проносится с ним, завиваясь в вихреподобные структуры. Эти вихри магнитного потока формируют окна в планетарном магнитном щите, через которые солнечный ветер проникает и достигает поверхности Меркурия[14]. Процесс связи планетной и межпланетной магнитных полей — обычное явление в космосе.

Атмосфера[править]

При пролете космического аппарата «Маринер-10» мимо Меркурия было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5 × 1011 раз меньше давления земной атмосферы. В таких условиях атомы чаще сталкиваются с поверхностью планеты, чем друг с другом. Ее составляют атомы, захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром с поверхности — гелий, натрий, кислород, калий, аргон, водород. Время жизни определенного атома в атмосфере около 200 суток.

Исследование Меркурия[править]

Меркурий — наименее изученная планета земной группы. Только один аппарат был направлен для его исследования — американский «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 воедино льда в полярных кратерах.

В настоящее время НАСА осуществляет миссию к Меркурия под названием MESSENGER. Аппарат был запущен 3 августа 2004 г. Для выхода на орбиту планеты 18 марта 2011 аппарату придется проделать несколько гравитационных маневров: 2 пролеты мимо Венеры и три мимо самого Меркурия 14 января, 6 октября 2008 и 29 сентября 2009. Один пролет мимо Земли MESSENGER уже выполнил в 2005 году.

Европейским космическим агентством (ESA) совместно с японским Аэрокосмическое исследовательским агентством (JAXA) разрабатывается миссия BepiColombo, состоящая из двух космических аппаратов Mercury Planetary Orbiter (MPO) и Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Европейский аппарат MPO будет исследовать поверхность Меркурия и его глубины, в то время как японский MMO будет наблюдать за магнитным полем и магнитосферой планеты.

Примечания[править]

  1. Clemence GM The Relativity Effect in Planetary Motions. «Reviews of Modern Physics». — 1947. — Vol. 19 — P. 361—364. — DOI: 10.1103 / RevModPhys.19.361
  2. Le Verrier U. «Lettre de M. Le Verrier à M. Faye sur la théorie de Mercure et sur ​​le mouvement du périhélie de cette planète». Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences. — 1859. — Vol. 49 — P. 379—383
  3. Baum Richard In «Search of Planet Vulcan, The Ghost in Newton’s Clockwork Machine» — New York: Plenum Press, 1997.
  4. А. Ф. Богородский. «Всемирная тяготение». — Киев: Научное знание, 1971. Глава вторая
  5. Gilvarry JJ «Relativity Precession of the Asteroid Icarus». Physical Review. — 1953. — Vol. 89 — P. 1046. — DOI: 10.1103 / PhysRev.89.1046
  6. «Reflections on Relativity».
  7. Larry R. Nittler et al. «The Major-Element Composition of Mercury’s Surface from MESSENGER X-ray Spectrometry». Science. — 2011. — Vol. 323 — P. 1847—1850. — DOI: 10.1126 / science.1211567
  8. Shiga, David. «Bizarre spider scar found on Mercury’s surface». NewScientist.com
  9. Beatty J. Kelly «The New Solar System» — Cambridge University Press, 1999
  10. MESSENGER Reveals More «Hidden» Territory on Mercury
  11. Staff. «Mercury’s Internal Magnetic Field». NASA
  12. Gold, Lauren. «Mercury has molten core, Cornell researcher shows». Cornell University
  13. Spohn T., Sohl F., Wieczerkowski K., Conzelmann V. «The interior structure of Mercury: what we know, what we expect from BepiColombo». Planetary and Space Science. — 2001. — Vol. 49 — P. 1561—1570. — DOI: 10.1016 / S0032-0633 (01) 00093-9
  14. Steigerwald, Bill. «Magnetic Tornadoes Could Liberate Mercury’s Tenuous Atmosphere». NASA Goddard Space Flight Center

Ссылки[править]