Все планеты Солнечной системы имеют свои тайны. Однако человечество развивается, причем, чем дальше, тем быстрее. И вот уже размеры нашей системы становятся все более доступными для человека. Вначале близкие к нам планеты, а с началом запуска различных станций и дальние, попадают под объектив земных камер на различных станциях. И все же есть среди планет Солнечной системы невидимка. Из-за своей близости к нашему светилу ее трудно наблюдать. Она буквально купается в лучах своего властителя. Эта планета – Меркурий.
Древние римляне считали Меркурия покровителем торговли, путешественников и воров, а также вестником богов. Неудивительно, что небольшая планета, быстро перемещающаяся по небу вслед за Солнцем, получила его имя. Меркурий был известен еще с древних времен, однако древние астрономы не сразу поняли, что утром и вечером видят одну и ту же звезду. Греческой мифологии ему соответствует бог Гермес, посланник Богов. Возможно, планета получила свое название из-за своего быстрого движения по небу.
Небольшая величина Меркурия и его постоянная близость к Солнцу делают эту планету очень трудным объектом для изучения с Земли. Изредка (примерно десять раз в столетие) Меркурии проходит непосредственно между Землей и Солнцем. В таких случаях на фоне солнечной поверхности бывает видно крошечное пятнышко.
Меркурий — самая близкая к Солнцу планета. Среднее расстояние от Меркурия до Солнца всего лишь 58 млн. км.
Масса Меркурия невелика — она составляет лишь 0,06 массы Земли. Диаметр планеты равен всего 4880 км, так что она немногим больше Луны. А два спутника Юпитера, один — Сатурна и один — Нептуна, даже несколько превосходят Меркурии по размерам. Наклонение орбиты к эклиптике i = 7° – одно из самых больших в Солнечной системе. Ось Меркурия почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, а сама орбита очень вытянута. Плотность вещества у Меркурия и Земли почти одна и та же (5500 кг/м3). В соответствии с массой и плотностью, а, следовательно, и с размером находится и сила притяжения на поверхности планеты. У Меркурия она в три раза меньше, чем у Земли, но в два раза больше, чем у Луны.
Меркурий считается самой близкой к Солнцу планетой. Почему «считается»? Меркурий движется неравномерно, как будто на него действует какая-то сила извне. Есть предположения, что есть планета, которая находится к Солнцу еще ближе. Ей даже заочно дали название – Вулкан. Но странности движения Меркурия объяснила общая теория относительности. Хотя сейчас даже теория относительности ставится под сомнение. Ученые доказали, что есть частицы, которые могут двигаться со скоростью большей, чем скорость света.
Меркурий можно наблюдать невооруженным глазом. Однако виден он лишь перед восходом или закатом Солнца. Именно поэтому в древности астрономы думали, что это две разные звезды.
Так как Меркурий находится между Землей и Солнцем, его фазы похожи на лунные. Когда он максимально приближен к Земле, виден его тонкий серп. Когда же он находится на самом отдаленном расстоянии, освещено более половины его поверхности. В полной фазе Меркурий находится слишком близко к Солнцу, чтобы его можно было наблюдать в небе. И, напротив, он сильно освещен и хорошо виден при наибольшем удалении от Солнца или в 1/4 убывающей или возрастающей фазы.
За время прохождения фаз Меркурий меняет и видимые размеры, потому что при наблюдении с Земли меняется расстояние между планетой и наблюдателем.
Сутки на планете длятся 176 земных суток. Меркурианский год равняется 88 земным суткам. Вы заметили несоответствие? Планета быстро облетает Солнце, но очень медленно вращается вокруг своей оси.
Любопытно, как происходит смена дня и ночи на Меркурии. День и ночь продолжаются по 88 суток, т.е. равны году планеты. Солнце восходит на востоке, поднимается крайне медленно (в среднем на один градус за двенадцать часов), достигает верхней кульминации (на экваторе – зенита) и так же медленно заходит. Но так происходит не везде. В некоторых местах Солнце после восхода вдруг останавливается, поворачивается 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. Около захода картина повторяется в обратном порядке. Это явление получило название эффекта Иисуса Навина по имени библейского героя, умевшего останавливать Солнце. В некоторых местах восходы и захода Солнца наблюдаются дважды за сутки. На меридианах 0° и 180° можно видеть три захода и три восхода Солнца за одни солнечные сутки, которые длятся 176 земных суток.
Кроме того, в течение долгих периодов одно из полушарий Меркурия остается повернутым к Солнцу. Из этого следует, что на поверхности Меркурия контраст между ночью и днем сильнее, чем на любой другой планете. Ночью температура полушария, находящегося на противоположной от Солнца стороне падает до -180 oС. Но когда он находится в афелии, ближе к "вечеру", температура может достигать 430 oС.
На Меркурии не существует времен года в том смысле, который мы вкладываем в это понятие на Земле. Предположительно, это происходит из-за того, что ось вращения планеты находится под прямым углом по отношению к плоскости орбиты. Как следствие, рядом с полюсами есть области, до которых солнечные лучи не доходят никогда. Обследование, проведенное радиотелескопом "Аречибо", позволяет предположить, что в этой студеной и темной зоне есть ледники. Ледниковый слой может достигать 2 м и покрыт слоем пыли.
Американский зонд "Маринер-10", запущенный 3 ноября 1973 года сначала долетел до Венеры, а уже потом — до Меркурия. Первый раз в ответственном космическом проекте была применена техника "гравитационной пращи", благодаря которой толчок, полученный на Венере, был "приручен" для придания космическому зонду энергии, достаточной для того, чтобы он мог продолжить путешествие к Меркурию.
До Венеры зонд долетел в феврале 1974 года, после чего, получив ускорение от венерианского гравитационного поля, направился к Меркурию, впервые выйдя на его орбиту на высоте приблизительно 700 км от экваториальных районов планеты в марте 1974 года. За время выполнения этого задания была детально сфотографирована почти половина поверхности планеты. Затем "Маринер-10" вышел на прямую орбиту вокруг Солнца, чтобы затем вновь вернуться на околомеркурианскую орбиту, что позволило ему еще дважды близко подлетать к планете в сентябре 1974 года (на высоте 5000 км от Южного полюса) и в марте 1975 года (на высоте около 350 км над Северным полушарием).
Меркурий имеет не настоящую атмосферу, а тончайшее газовое окружение, состоящее из гелия, кислорода и водорода, а также натрия, калия и кальция. Давление этой смеси не превышает одной триллионной части атмосферы. В подобных условиях у частиц газа неизмеримо больше шансов столкнуться с поверхностью планеты, нежели между собой. Такая сверхразреженная газовая подушка называется экзосферой. Меркурианская экзосфера в значительной степени обязана своим существованием Солнцу. Во всяком случае, это относится к водороду и гелию, приносимым к планете солнечным ветром. Экзосфера подпитывается и за счет распада радиоизотопов, которые содержатся в меркурианской коре. Эти два источника не дают экзосфере исчезнуть, хотя давление солнечного ветра непрерывно вышибает ее частицы в космическое пространство.
Поверхность Меркурия в общих чертах похожа на лунную. Она тоже покрыта реголитом (так называют породы, раздробленные ударами мелких и мельчайших метеоритов). КМеркурий также изобилует метеоритными ударными кратерами самой разной величины. Вздымаются там и горы высотой до 4 км (на Луне есть вершины раза в полтора выше). С другой стороны, на Меркурии, в отличие от Луны, имеются вздутия, возникшие под действием солнечных приливов на еще расплавленную кору, и высокие уступы (от нескольких сотен до пары тысяч метров), простирающиеся на сотни (иногда многие сотни) километров. Эти геологические структуры, так называемые эскарпы, скорее всего возникли в ходе постепенного охлаждения и сжатия планеты, которое имело место уже после завершения метеоритной бомбардировки, то есть менее 3,8 млрд лет назад. При сжатии кора планеты лопалась, что и привело к возникновению эскарпов. Еще одно отличие Меркурия от Луны состоит в том, что на его поверхности, судя по всему, очень мало железа.
Маринер-10 обнаружил, что Меркурий обладает почти польным магнитным полем, похожим на земное, хотя в сто раз слабее. По направлению оно практически совпадает с меркурианской осью, и магнитные полюса этой планеты расположены вблизи географических. Это открытие оказалось весьма неожиданным. Считается, что дипольные планетарные поля возбуждаются круговым движением потоков электропроводящего вещества жидкого ядра — так называемый "эффект динамо". Однако расчеты показывают, что ядро Меркурия вроде бы должно было остыть и кристаллизоваться не меньше трех миллиардов лет назад (земное ядро остывает гораздо медленней из-за большей массы нашей планеты). Поэтому возникла альтернативная теория — "динамное" магнитное поле Меркурия давно исчезло, но оставило след в виде остаточного магнетизма его коры (примеры этому есть на Земле, Луне и Марсе). Ее подтверждает тот факт, что в северном полушарии Меркурия магнитное поле мощнее, нежели в южном. Так что это не чистый диполь, подобный брусковому магниту, — поле Меркурия имеет весьма заметный квадрупольный момент.
Но теория меркурианского динамо отнюдь не похоронена. Одна из спасающих ее гипотез утверждает, что ядро постоянно подогревается солнечными приливными волнами и посему его внешняя часть остается расплавленной. Согласно другой модели, внешняя часть ядра содержит примесь легкого элемента, скорее всего серы. Эта смесь, точнее, раствор серы в железе, плавится при более низкой температуре, чем чистое железо, и не затвердевает в течение нескольких миллиардов лет. Теоретически, при концентрации серы менее 0,2% к настоящему времени все ядро целиком перешло бы в твердую фазу, а при концентрации в 7% осталось бы в расплавленном состоянии. Поскольку для поддержания динамо-эффекта достаточно иметь в жидком состоянии лишь внешнее ядро, реальная концентрация серы, скорее всего, находится где-то между этими границами.
Одна из самых загадочных планет Солнечной системы явно не ждет гостей, хотя задает астрономам немало загадок.
Так, две трети массы Меркурия сосредоточено в его громадном ядре, состоящем из железа. Это вдвое больше, чем, например, на Земле. Диаметр ядра составляет, по разным оценкам, от 3000 до 3400 километров, то есть сравним с размерами Луны, тогда как вся планета достигает в поперечнике лишь 4880 километров. Почему так необычно ее строение — мощное ядро, окруженное тонкой оболочкой?
Плотность Меркурия поразительно высока. По этому показателю он занимает второе место среди планет Солнечной системы, лишь немного уступая Земле. А ведь плотность планет земной группы обычно зависит от их массы: они спрессовываются под действием собственной силы тяжести. Меркурий же гораздо легче Земли, и сила тяжести на нем примерно в три раза меньше, чем на Земле.
Ввиду небольших размеров Меркурия его металлическое ядро должно было давно остыть и затвердеть, но почему тогда Меркурий, единственная планета земной группы, не считая нашей, обладает мощным магнитным полем (оно лишь в сто раз слабее магнитного поля Земли)? Как оно создается? Вся ли планета окружена им или только ее отдельные участки? Может быть, оно возникает где-то у поверхности Меркурия?
Характеристики Меркурия
Средняя удаленность от Солнца — 57,9 млн.км (минимальная — 45,9; максимальная — 69,7)
Диаметр — 4878 км
Средняя скорость орбитального движения вокруг Солнца — 47,87 км/с
Период вращения — 58 сут 16 ч
Период обращения — 88 сут
Известные спутники — нет
Масса (Земля = 1) — 0,055
Объем (Земля = 1) — 0,056
Средняя плотность — 5,43 г/см3
Минимальная температура на поверхности — -170 оС
Максимальная температура на поверхности — +400 оС
Отклонение оси — 0о
Отклонение орбиты по отношению к эклиптике — 7о
Давление на поверхности (Земля = 1) — 10 -15
Атмосфера — практически отсутствует (следы гелия, натрия, кислорода и других элементов)
