Спутники меркурия

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.

Первопричина проблемы

Почему первая планета Солнечной системы вращается в полном одиночестве? Потому что она делает это слишком медленно! На один оборот вокруг собственной оси у нее уходит около 88 земных суток. Отсюда – очень широкая синхронная орбита, отдаленная на расстояние 240 тыс. км. Если гипотетические спутники Меркурия когда-то двигались ниже заданной черты, не удивительно, что сейчас их нет. Они были обречены на падение еще миллиарды лет тому назад.

По гравитодинамическим законам Михайлова, небесные тела ниже синхронной орбиты подвергаются влиянию гравитосферы. Она тормозит их, меняя траеторию и притягивая по спирали прямо к поверхности. Яркий пример – Фобос, который через 3 млн. лет гарантированно врежется в Марс. Есть ли спутники у Меркурия выше критической отметки? Опять же, нет. 240000 км – это слишком далеко, учитывая расположенное рядом Солнце. Его притяжение побеждает в неравной борьбе, похищая у планеты все, что ей раньше принадлежало.

Но почему тогда из околопланетного диска до сих пор не сформировались новые объекты? Как известно, соединившиеся осколки приобретают монолитную сферическую форму. Именно так появились крупные тела вокруг Нептуна, Сатурна, Урана и Юпитера. Проблема заключается в нехватке «строительного» материала. Когда Солнечная система только зарождалась, тяжелые элементы слились в Марс, Землю, Венеру и Меркурий. Легкие вещества вроде водорода и метана собрались вокруг центральной звезды.

Исследование планеты

До момента первого полета беспилотных аппаратов мы многого не знали о морфологических характеристиках. Первым к Меркурию отправился Маринер в 1974-1975 гг. Он трижды приблизился и сделал ряд масштабных фото.

Космический аппарат НАСА Маринер-10, который в 1970-х гг. исследовал Венеру и Меркурий

Но аппарат обладал длительным орбитальным периодом, поэтому при каждом приближении подходил к одной и той же стороне. Так что карта составляла лишь 45% всей площади.

При первом сближении удалось зафиксировать магнитное поле. Последующие подходы показали, что оно сильно напоминает земное, отклоняющее звездные ветры.

В 1975 году у аппарата кончилось топливо, и мы потеряли связь. Однако Маринер-10 и сейчас может вращаться вокруг Солнца и наведываться к Меркурию.

Вторым посланником стал MESSENGER. Он должен был разобраться в плотности, магнитном поле, геологии, структуре ядра и атмосферных особенностях. Для этого установили специальные камеры, гарантирующие высшее разрешение, а спектрометры отмечали составляющие элементы.

Аппарат MESSENGER вращается вокруг Меркурия с марта 2011 года

MESSENGER стартовал в 2004 году и выполнил три пролета с 2008 года, компенсировав упущенную Маринером-10 территорию. В 2011 году он перешел на эллиптическую планетарную орбиту и начал снимать поверхность.

После этого стартовала следующая годичная миссия. Последний маневр пришелся на 24 апреля 2015 года. После этого закончилось топливо, и 30 апреля спутник разбился об поверхность.

В 2016 году ЕКА и JAXA объединились для создания BepiColombo, который должен добраться к планете в 2024 году. У него есть два зонда, которые будут изучать магнитосферу, а также поверхность во всех длинах волн.

Расширенное изображение Меркурия, созданное на основе снимков камер MESSENGER

Меркурий – интересная планета, раздираемая крайностями и противоречиями. Обладает расплавленной поверхностью и льдом, нет атмосферы, зато присутствует магнитосфера. Мы надеемся, что будущие технологии позволят узнать больше интригующих подробностей. Обязательно рассмотрите, как выглядит современная карта поверхности Меркурия в высоком разрешении.

Строение Меркурия

Как и все каменистые планеты земного типа, Меркурий имеет ядро, мантию и кору. Ядро имеет диаметр около 3600 километров, и это уникальное явление само по себе. Ядро планеты Меркурий имеет рекордный размер среди всех остальных планет – оно просто огромно для планеты диаметром 4878 километров. На него приходится 60% всей массы и 75% объема планеты.

Строение Меркурия и других планет земного типа.

Долгое время считалось, что ядро Меркурия твердое, так как планета очень маленькая. Но Меркурий вращается не так, как твердотельное тело, и после долгих наблюдений ученые пришли к выводу, что ядро все-таки жидкое, железо-никелевое.

В ядре Меркурия рекордное количество железа по сравнению с любой другой планетой. Почему это так, точно пока не известно. Есть разные теории, но все имеют свои узкие места.

Одна из теорий говорит, что образование Меркурия происходило из протопланетного диска, в котором легкие элементы были просто выметены солнечным ветром вглубь Солнечной системы. На таком небольшом расстоянии от Солнца его влияние стоит брать в расчет. Есть теория, что молодой Меркурий столкнулся с большой планетезималью и при столкновении потерял часть своей коры, рассеявшейся в космосе. Это объясняет, почему ядро такое большое – потому что и планета изначально была вдвое больше.

Мантия Меркурия, окружающая ядро, силикатная. Её толщина 500-600 километров. Твердая кора довольно тонкая – 100-200 километров по разным оценкам. По некоторым данным она может быть толщиной всего в несколько десятков километров. Она довольно хрупкая.

Естественные спутники

Как уже неоднократно упоминалось выше, у Меркурия нет естественных спутников. Чтобы они возникли, необходимо или падение на планету огромного количества астероидов, которые от нее отскочили бы и стали летать на орбите, или же привлечь к себе кометы, удержав их гравитацией. Предположительно, по второму сценарию появилось сопровождение у Марса и некоторых газовых планет.

По мнению многих ученых, у Меркурия не может быть сопровождения из-за его малой гравитационной силы: она не способна удержать на орбите космические тела. Кроме того, если в зону, где объект мог бы задержаться, вошел бы крупный астероид, то он обязательно попал бы под воздействие Солнца и попросту растворился.

Пытаясь найти фото и названия спутников Меркурия, можно отыскать только информацию об искусственном сопровождении планеты, которое было разработано на Земле. Вот так Меркурию и Венере приходится коротать свой век в гордом одиночестве, летая вокруг Солнца без сопровождения.

Астрофизические характеристики и особенности планеты

Меркурий является самой маленькой планетой солнечной системы, относящейся вместе с Венерой, Землей и Марсом к планетам земной группы. Средний радиус планеты составляет всего 2439 км, а диаметр этой планеты в районе экватора составляет 4879 км. Следует отметить, что размер делает планету не только самой маленькой среди других планет солнечной системы. По размерам она даже меньше некоторых самых крупных спутников.

Планеты земной группы

Планета названа в честь пронырливого и стремительного Меркурия — древнеримского бога, покровительствующего торговле. Выбор названия неслучаен. Небольшая и шустрая планета быстрее всех движется по небосклону. Движение и длина орбитального пути вокруг нашей звезды занимает 88 земных суток. Такая скорость обусловлена близким расположением планеты к нашей звезде. Планета пребывает на расстоянии от Солнца в пределах 46-70 млн. км.

Сравнение Земли с Меркурием

К небольшим размерам планеты следует добавить следующие астрофизические характеристики планеты:

• масса планеты составляет 3 х 1023 кг или 5,5% от массы нашей планеты;
• плотность маленькой планеты немного уступает земной и равняется 5.427 г/см3;
• сила гравитации на ней или ускорение свободного падения составляет 3,7 м/с2;
• площадь поверхности планеты равна 75 млн. кв. километрам, т.е. всего 10% от площади земной поверхности;
• объем Меркурия составляет 6.1 х 1010 км3 или 5,4% от объема Земли, т.е. 18 таких планет как уместились бы в нашей Земле.

Место Меркурия в Солнечной системе

Имеются весьма интересные факты состояния орбиты Меркурия и положения планеты по отношению к другим небесным телам. На планете практически отсутствует смена времен года. Другими словами, здесь происходит резкий переход от жаркого и горячего лета к лютой космической зиме. Это объясняется тем, что планета имеет ось вращения, расположенную перпендикулярно к орбитальной плоскости. В результате такого положения планеты на ее поверхности есть области, которых солнечные лучи никогда не касаются. Полученные данные с космических зондов «Маринер» подтвердили, что на Меркурии, как и на Луне, обнаружена пригодная для употребления вода, которая правда пребывает в замершем состоянии и находится глубоко под поверхностью планеты. На данный момент считается, что такие участки можно отыскать в районах, близких к областям полюсов.

Полюс Меркурия

Другим интересным свойством, которым характеризуется орбитальное положение планеты, является несоответствие скорости вращения Меркурия вокруг собственной оси с движением планеты вокруг Солнца. Планета имеет постоянную частоту обращения, тогда как вокруг Солнца оббегает с разной скоростью. Вблизи перигелия Меркурий движется быстрее, чем угловая скорость вращения самой планеты. Такое несоответствие вызывает интересное астрономическое явление — Солнце начинает двигаться по меркурианскому небосклону в обратную сторону, с Запада в восточном направлении.

Взаимодействие с другими планетами

Меркурий обладает радужным спектром цвета, отражающим свойство подчеркивать благоприятные и злые качества планет, ассимилируя с ними. Рождение гениального творца знаменуется сильной конфигурацией с Нептуном, Луной, Ураном, а близость к асценденту дает прогрессивных духовных реформаторов.

Взаимодействие планеты-посредника Меркурия с небесными телами в астрологии усиливает звездный дар союзника:

• Солнце – пылкое красноречие, яркая харизма;
• Луна – бурная фантазия, воображение, цепкая память;
• Асцендент( восходящий знак) – практичность, мудрость;
• Венера – артистичность, сексуальная изобретательность;
• Марс – стратегический ум, смелость новаторского мышления;
• Юпитер – властность, логика, интуиция;
• Сатурн – здравомыслие, пунктуальность, философский склад ума;
• Уран – вдохновение, изобретательность, оригинальность;
• Нептун – ясновидение, экстрасенсорика, гипноз;
• Плутон – остроумие, критичность, независимость взглядов.

Отсутствие конфигурации сказывается медлительностью, тугоумием, отвращением к учебе. Фатальности нет: неустанное развитие мелкой моторики, чтение и путешествия пробудят благосклонность Гермеса.

Гипотезы образования

Небулярная гипотеза происхождения Меркурия является основной. Согласно ей планета-карлик сформировалась из космической туманности.

Существует и вторая гипотеза. Ученые предполагают, что Меркурий был спутником Венеры, а со временем отделился от нее, став планетой. Том Ван Фландер и К.Р.Харрингтон в 70- хх годах XX века провели математические расчеты и показали, что эта теория вполне правдоподобна, так как объясняет резонансный характер вращения вокруг Солнца, вытянутость орбиты и потерю момента вращения.

История формирования необычно большого ядра беспокоит ученых не меньше, чем развитие собственно планеты. Для объяснения этого факта была разработана версия, по которой она подверглась столкновению с космическим объектом. В прошлом планета была в 2,25 раза тяжелее, содержание силикатов было более высоким. Затем Меркурий на скорости 20 км/с столкнулся с малым небесным телом, масса которого была в шесть раз меньше меркурианской. Тяжелое металлическое ядро не претерпело изменений, а мантия и кора потеряли значительную долю веществ, которые улетели и рассеялись в космическом пространстве.

По другой гипотезе Меркурий сформировался из протопланетного небесного тела, в частности из внутренней его части. Эта часть была подвержена влиянию солнечного ветра и излучения, поэтому из нее постепенно вымывались легкие химические элементы. Это, возможно, и является причиной столь низкого соотношения в структуре легких элементов к тяжелым.

Астрономические характеристики Меркурия:

Расстояние от Меркурия до Земли меняется от 82 до 217 млн км. Поэтому при наблюдении с Земли Меркурий за несколько дней изменяет своё положение относительно Солнца от запада (утренняя видимость) к востоку (вечерняя видимость).

Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9 до 5,5. Наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия – в низких широтах и вблизи экватора: это объясняется с тем, что продолжительность сумерек там наименьшая. В средних широтах обоих полушарий найти Меркурий возможно только в дни равноденствий (продолжительность сумерек при этом минимальная). Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год). В высоких широтах планету практически никогда (за исключением затмений) нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий виден в течение очень небольшого промежутка времени после наступления сумерек.

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 46,0 млн км от Солнца (0,3 а.е.), в афелии – в 69,7 млн км (0,46 а.е.), таким образом, в перигелии Меркурий более чем в полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. Средняя скорость движения планеты по орбите – 48 км/с (в афелии – 38,7 км/с, а в перигелии – 56,6 км/с).

Меркурий обращается по своей орбите вокруг Солнца с периодом около 87,97 земных суток. Продолжительность одних звёздных суток на Меркурии составляет 58,65 земных, а солнечных — 176 земных. Продолжительность меркурианского дня (и соответственно ночи) на 33,3 % меньше продолжительности меркурианского года.

Такое соотношение периодов вращения вокруг оси и обращения Меркурия вокруг Солнца является уникальным для Солнечной системы явлением. Предположительно оно объясняется тем, что приливное воздействие Солнца отбирало момент количества движения и тормозило вращение, которое было первоначально более быстрым, до тех пор, пока оба периода не оказались связаны целочисленным отношением. В результате за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота. В результате такого движения планеты на ней можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридиана, которые попеременно обращены к Солнцу во время прохождения Меркурием перигелия, и на которых из-за этого бывает особенно горячо даже по меркурианским меркам.

Благодаря вытянутой орбите, комбинация осевого и орбитального движения Меркурия порождает ещё одно интересное 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 около восьми суток угловая скорость орбитального движения превышает угловую скорость вращательного движения. В результате Солнце на небе Меркурия описывает петлю, как сам Меркурий на небе Земли. На долготах, близких к 90 и 270 градусов, Солнце после восхода останавливается, поворачивает обратно и заходит почти в той же точке, где взошло. Но спустя несколько земных суток Солнце восходит снова в той же точке и уже надолго. Данный эффект иногда называют эффектом Иисуса Навина. Его имя встречается в Библии – однажды он остановил движение Солнца (Нав. 10:12-13). Около захода картина повторяется в обратном порядке.

Интересно также, что Меркурий в среднем чаще других является ближайшей к Земле планетой, однако ближайшие по расположению орбит к Земле планеты – это Марс и Венера, Меркурий. Объяснить явление можно тем, что другие планеты больше отдаляются не будучи столь «привязанными» к Солнцу.

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.

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.

Из чего состоит Меркурий?

Поскольку Меркурий относится к группе земных планет, он в основном состоит из железа, никеля и силикатов. Большую часть объема Меркурия — около 61% — занимает огромное железное ядро, размером примерно с нашу Луну. Для сравнения, ядро Земли составляет лишь 16% от ее объема. Ядро планеты окружено мантией толщиной примерно 400 километров. Поверхность Меркурия также напоминает лунную — она каменная, твердая и густо покрыта кратерами.

Кратеры появляются от столкновений с астероидами или другими космическими объектами; чем больше кратеров на планете, тем она старше. Наличие на Меркурии такого количества кратеров говорит о его солидном возрасте.

История изучения планеты Меркурий

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.

Естественные спутники

Как уже неоднократно упоминалось выше, у Меркурия нет естественных спутников. Чтобы они возникли, необходимо или падение на планету огромного количества астероидов, которые от нее отскочили бы и стали летать на орбите, или же привлечь к себе кометы, удержав их гравитацией. Предположительно, по второму сценарию появилось сопровождение у Марса и некоторых газовых планет.

По мнению многих ученых, у Меркурия не может быть сопровождения из-за его малой гравитационной силы: она не способна удержать на орбите космические тела. Кроме того, если в зону, где объект мог бы задержаться, вошел бы крупный астероид, то он обязательно попал бы под воздействие Солнца и попросту растворился.

Пытаясь найти фото и названия спутников Меркурия, можно отыскать только информацию об искусственном сопровождении планеты, которое было разработано на Земле. Вот так Меркурию и Венере приходится коротать свой век в гордом одиночестве, летая вокруг Солнца без сопровождения.