Меркурий и венера

МЕССЕНДЖЕР

Вторая миссия НАСА к Меркурию, получившая название MESSENGER (поверхность Меркурия, космическая среда, геохимия и дальность), была запущена 3 августа 2004 года со станции ВВС на мысе Канаверал на борту ракеты Boeing Delta 2. Он пролетел мимо Земли в августе 2005 г. и Венеры в октябре 2006 г. и июне 2007 г., чтобы вывести его на правильную траекторию и выйти на орбиту вокруг Меркурия. Первый пролет Меркурия произошел 14 января 2008 г., второй — 6 октября 2008 г. и третий — 29 сентября 2009 года. Большая часть полушария, не отображаемая Mariner 10, была нанесена на карту во время этих пролетов. Зонд успешно вышел на эллиптическую орбиту вокруг планеты 18 марта 2011 г. Первое орбитальное изображение Меркурия было получено 29 марта 2011 г. Зонд завершил однолетнюю картографическую миссию. и сейчас находится в продленной на один год миссии, которая, как ожидается, завершится в 2013 году. В дополнение к продолжающимся наблюдениям и картированию Меркурия, MESSENGER будет наблюдать солнечный максимум в 2012 году.

Миссия была разработана, чтобы прояснить шесть ключевых вопросов: высокая плотность Меркурия, его геологическая история, природа его магнитного поля, структура его ядра, наличие льда на полюсах и источник его разреженной атмосферы. С этой целью зонд оснащен устройствами формирования изображений, которые будут собирать изображения с гораздо более высоким разрешением гораздо большей части планеты, чем Mariner 10, различные спектрометры для определения содержания элементов в коре, а также магнитометры и устройства для измерения скоростей заряженных частиц. Подробные измерения крошечных изменений скорости зонда на орбите будут использоваться для определения деталей внутренней структуры планеты.

Температура на Меркурии

Какая температура на Меркурии? Хотя эта планета и расположена ближе всех к Солнцу, первенство самой теплой планеты Солнечной системы принадлежит соседке Венере, чья густая атмосфера, которая буквально окутывает планету, позволяет удерживать тепло. Что касается Меркурия, то из-за отсутствия атмосферы, тепло его улетучивается и планета, как быстро нагревается, так и быстро остывает, каждый день и каждую ночь там проходят просто таки огромные перепады температуры от +450 С днем до -170 С ночью. При этом средняя температура на Меркурии будет составлять 140 С, вот только от этого не холодно, не жарко, погода на Меркурии оставляет желать лучшего.

Состав атмосферы

Углекислый газ, водород, гелий

Углекислый газ — главный и превалирующий над другими элементами в составе атмосферы. Его процент нахождения равен 95% и это во многое количество раз превышает показатели Земли, поэтому существование на Меркурии живых организмов просто невозможно. Атмосфера Меркурия также состоит из водорода и гелия, наличие которых осуществляется приходом этих веществ вместе с ветром, а потом эти элементы рассеиваются в космосе. Отмечается незначительное присутствие калия и арагона-40, который образуется в результате распада изотопа калия. Ученые говорят, что газовая оболочка постоянно пополняется из-за различных процессов, происходящих на планете и извне, например распада частиц в коре, солнечных ветров. Атмосферу Меркурия можно сравнить с руслом реки, в которые впадают более мелкие речушки. Например, атом гелия «живет» в атмосфере 200 дней а затем рассеивается, позже опять приходит в оболочку и так по кругу. Основные химические элементы, из которых состоит атмосфера Меркурия, это кислород и натрий, проценты, которых составляют 42 и 29 соответственно. Еще один немаловажный элемент это водород. Он взаимодействует с кислородом и поэтому в оболочке Меркурия можно также найти водяные пары.

Водяные пары

Нахождение водяных паров при изучении атмосферы подсказало ученым, что где-то на планеты можно найти и залежи льда. Mariner 10 нашел их в 2009 году в глубоких кратерах, в местах, где лучи солнца никогда не доходили до них. Таким образом, помимо водяного пара в атмосфере Меркурия находится и водяной лед. Но, несмотря на наличие водяного льда, на планете нет воды, так как на поверхности сохраняется аномально высокая температура и она испаряет всю жидкость. В недрах планеты содержится очень много радиоактивных вещество, что тоже влияет на состав атмосферы.

Кислород

В составе также есть незначительное число кислорода, процент его примерно такой же, как и метана. Еще 4 миллиарда лет назад атмосфера была перенасыщена кислородом, а к сегодняшнему дню его практически не осталось. Процесс исчезновения кислорода, возможно, связан с натисками солнечных ветров, столкновением с метеоритом или другим астероидом или последствием низкой разреженной атмосферой.

Метан и арагон

Интересный факт, что Меркурий — планета с наибольшим числом ударных кратеров. Если смотреть на фотографию поверхности планеты, то ее легко можно спутать с другим объектом Солнечной системы, Луной. Ученые называют Меркурий пассивной планетой, не способной отбиваться от ударов комет и астероидов. Остальные элементы в составе, процент которых довольно низок это криптон, окись азота и метан. Причина проявления последнего — вулканическая активность, нахождение перекиси и хлоратов в почве. Его присутствие мало и требует пополнения, окончательно разрушается метан через год. Аргон, который также имеется в составе, образуется в результате радиоактивного распада, частички натрия у полюсов. Состав атмосферы Меркурия претерпевал незначительные изменения в течение многих миллиардов лет. И сейчас ученые в один голос заявляют, что Меркурий медленно остывает, что повлияет на дальнейшие характеристики атмосферы этой орбиты.

Атмосфера

Большую часть Меркурия занимает плотное ядро, состоящее преимущественно из железа. Сверху присутствует сравнительно тонкий слой твердых пород, которые составляют поверхность. Атмосфера у этой планеты практически отсутствует: она в 1015 тоньше земной. Поэтому можно говорить, что над поверхностью Меркурия присутствует вакуум.

Причины отсутствия полноценной и ярко выраженной атмосферы точно не установлены. Существует предположение, что это обусловлено малой плотностью планеты, составляющей всего 30% от земной. Также это объясняется близким расположением к Солнцу, которое, испуская так называемый ветер, «сдувает» любые газы.

Влияние солнечного ветра на Меркурий

Проведенные исследования показывают, что тонкий слой над поверхностью планеты состоит из кислорода (42%), натрия (29%), водорода (22%), гелия (6%) и калия (0,5%). Также в атмосфере планеты в небольшом количестве содержатся магний, азот, ксенон, диоксид углерода, вода, неон, кальций и другие вещества.

Также определенную роль в том, что Меркурий практически лишен атмосферы, играют резкие перепады температур над поверхностью. Как показали исследования, этот показатель может достигать 610 градусов Цельсия (от -180 до +430).

Интересный факт: Меркурий является единственной планетой в Солнечной системе, у которой наблюдаются такие температурные колебания.

Определенную роль в этом играет как раз отсутствие многоуровневой атмосферы. На Земле плотные слои газов удерживают в течение ночи тепло. Но Меркурий из-за тонкой атмосферы не способен защищаться от солнечной радиации. В связи с этим, тепло практически сразу уходит в космическое пространство.

Противоречивая удалённость от Земли

Среднее расстояние от Солнца до Меркурия составляет приблизительно 58 млн км, до Венеры — 108 млн км, до Земли — 150 млн км, до Марса — 228 млн км. Отталкиваясь от этого, утверждение, что Венера — ближайшая соседка Земли, выглядит вполне логичным: достаточно просто вычислить разницу расстояний и убедиться в этом. Но если вдруг вас кто-то спросит, какая из упомянутых планет находится ближе всего к нашему дому, не торопитесь давать ответ, а уточните — «Когда?».

Дело в том, что Венера может считаться ближайшей соседкой Земли только в то время, когда эти планеты находятся на минимальном удалении друг от друга. А вот если начать последовательно вычислять все возможные расстояния Венера-Земля и Меркурий-Земля, то выяснится, что именно герой этой статьи в среднем находится к нам ближе. И современные методы измерения расстояний в ближнем космосе (при помощи радиолокации), только подтверждают не очевидную истину. Но если всё так, то тогда всплывает следующий вопрос.

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.

Интересные факты о Меркурии

Меркурий известен человечеству с давних времен. Хотя точная дата его открытия неизвестна, считается, что первое упоминание о планете появилось около 3000 г до н.э среди шумеров.
Год на Меркурии составляет 88 земных дней, а день Меркурия — 176 земных дней. Меркурий почти полностью заблокирован от Солнца приливными силами, но со временем он медленно вращает планету вокруг своей оси.
Меркурий вращается вокруг Солнца так быстро, что некоторые ранние цивилизации считали, что на самом деле это две разные звезды, одна из которых появляется утром, а другая — вечером.
Меркурий с диаметром 4879 км — самая маленькая планета в Солнечной системе, а также одна из пяти планет, которые можно увидеть в ночном небе невооруженным глазом.
После Земли Меркурий — вторая по плотности планета в Солнечной системе. Несмотря на небольшой размер, Меркурий очень плотный, так как в основном состоит из тяжелых металлов и камня. Это позволяет отнести его к планетам земной группы.
Астрономы не осознавали, что Меркурий был планетой до 1543 года, когда Коперник создал гелиоцентрическую модель солнечной системы, согласно которой планеты вращаются вокруг Солнца.
Гравитационные силы планеты составляют 38% гравитационных сил Земли. Это означает, что Меркурий не может удерживать атмосферу, которая у него есть, и что то, что остается, уносится солнечным ветром. Однако все же солнечные ветры притягивают к Меркурию частицы газа, пыли микрометеоритов и образуют радиоактивный распад, который так или иначе формирует атмосферу.
У Меркурия нет лун или колец из-за его низкой гравитации и отсутствия атмосферы.
Была теория, что между орбитами Меркурия и Солнца находилась неоткрытая планета Вулкан, но ее присутствие не было доказано.
Орбита Меркурия — это эллипс, а не круг. У него самая эксцентричная орбита в Солнечной системе.
Меркурий — лишь вторая по температуре среди планет Солнечной системы. Первое место занимает Венера, несмотря на то, что она дальше от Солнца, чем Меркурий. Тем не менее, Меркурий занимает первое место по экстремальным перепадам температуры: от -170 ° C ночью до 430 ° C днем,
На Меркурии нет сезонов. Ось Меркурия имеет наименьший угол наклона среди всех других планет, что исключает возможность времен года.
У Меркурия есть большое железное ядро, которое составляет около 40% от его объема (ядро Земли составляет всего 17% от объема нашей планеты). Радиус ядра варьируется от 1800 до 1900 км. Сегодня ученые считают, что ядро находится в постоянно расплавленном состоянии.
Результаты измерений «Маринер-10»: Меркурий имеет очень слабое магнитное поле, его напряженность составляет около 1% от магнитного поля Земли.

Масса и размеры планеты

Сравнение размеров планет Земной группы (слева направо: Меркурий, Венера, Земля и Марс)

С 2006 г. Меркурий официально считается самой маленькой планетой Солнечной системы, так как Плутон, который раньше носил это звание, был «переквалифицирован» в карликовые планеты. Радиус Меркурия составляет всего лишь 2439,7 км. При этом полярный и экваториальный радиус планеты не отличаются, то есть на Меркурии не наблюдается полярного сжатия, характерного для всех остальных планет.

Невелика и масса планеты, которая составляет только 5,5% от земной массы. Впрочем, хотя бы по этому показателю Меркурий обгоняет спутники Ганимед и Титан.

Интересные факты

Меркурий — самая загадочная из планет и наполнена интересными особенностями. Но какими?

Эта планета самая первая по близости к Солнцу. Расстояние к нему всего около 58 млн. км.
Если сравнивать расстояние от Меркурия до Солнца, по сравнению с удаленностью нашей планеты, разница составит 2,6 раза.
В солнечной системе всего 2 планеты наделены магнитосферой. Одна из них — наша, а вторая — Меркурий. Магнитное поле карлика более слабое по мощности — в 100 раз меньше земного.
В древности считали, что эта планета не вращается вокруг своей оси. Но это не так. Данные, полученные в 1960 году, благодаря развитию радиолокации опровергли эту теорию. Год здесь длится всего 88 дней, для нас это 2 месяца и 26 дней.
Несмотря на совсем крохотные размеры, увидеть эту планету с Земли можно даже без телескопа.
Поверхность Меркурия похожа на морщинки, научное название — эскарпы. Их происхождение приписывают большим перепадам температур в ядре планеты. Эти «морщинки» иногда достигают несколько сотен километров в высоту.
Совсем недавно ученые установили. На планете существуют подземные океаны их пара, которые выходят на поверхность Меркурия с помощью гейзеров.
Слабые геологические процессы в недрах Меркурия не дают возможности ему самовосстановиться. Поэтому на планете располагается множество кратеров, возникших от столкновения с космическими телами.
Первое упоминание об этой планете относится к шумерской эпохе. Это приблизительно 3000 год до н.э.
У этой планеты есть атмосфера, состоящая из тонкой прослойки газов и гравитация. Она слабее земной на 38%. Это влияет и на вес. 100 земных кг на этой планете будут легче и составят всего 37.7 кг.
У планеты даже есть свой микки маус.

Гипотезы образования Меркурия

Теории, согласно которым были сформированы планеты, будоражат умы ученых ни одно десятилетие. Какая из них верная — доподлинно не известно. Для их подтверждения или опровержения не хватает многих данных, которых на данном моменте развития науки получить не удается. Возможно, точные ответы получат наши потомки. Сейчас, в астрономии, существует несколько гипотез, которые являются основоположниками теорий формирования планет.

Одна из них — небулярная. Согласно ей, материя, из которой формировался Меркурий, получилась путем сближения двух звезд в космической туманности.
По второй — Меркурий никогда не считался полноценной планетой. Он спутник Венеры. Что стало причиной его отдаления, спорят до сих пор.Благодаря математическим расчетам, произведенным в 1970 году американскими астрономами, эта теория нашла свое подтверждения. Этим можно объяснить и аномалию вращения планеты.
Еще одна гипотеза возникновения — Меркурий получился из ядра (зародыша) протопланетного тела. Под влиянием космического излучения и ветров, из недр протопланеты были вымыты практически все легкие химические элементы. Поэтому, сейчас на Меркурии переизбыток тяжелых.

Помимо самой планеты, ученые спорят и о ее ядре. Оно слишком большое для небесного карлика. Возможно, ранее планета имела совершенно другие масштабы. Намного больше. Но, из-за столкновения с каким-то из космических объектов, произошло разрушение ее верхнего слоя, обломки которого рассеялись в космическом пространстве. А ядро Меркурия осталось прежним.

Аномальная прецессия орбиты

Меркурий, со слов ученых, наиболее точно иллюстрирует теорию относительности. Она просматривается в его движениях. Согласно механике, разработанной Ньютоном, все планеты вращаются вокруг нашей звезды по траектории эллипса. Гравитация остальных планет прямо пропорционально влияет на их орбиту и немного сдвигает ее. Это называется прецессировка. И если остальные подходят под этот расчет, то только не Меркурий. Для него дуговая погрешность составила целых 0.1 секунды. В космических масштабах даже такая малая величина имеет огромное значение. И не вписывается в земные теории и законы. Первые упоминания об аномалии датированы 1859 годом. Тогда астроном из французской обсерватории — Урбен Леверье предположил. Что на орбиту Меркурия оказывает влияние другая, еще не обнаруженная планета. Или он, на каком-то этапе вращения, пересекает пояс астероидов. Этой мифической планете даже дали название — Вулкан. Но все предположения так и остались только теорией.

Перигелий	46 001 009 км 0,30749951 а.е.
Афелий	69 817 445 км 0,46670079 а.е.
Эксцентриситет орбиты	0,20563593
Сидерический период обращения	87,969 дней
Синодический период обращения	115,88 дней
Орбитальная скорость	47,36 км/с
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°

Особенности планеты Меркурий

Пожалуй, самой интересной особенностью этой маленькой планеты, является тот факт, что именно на Меркурии происходят самые большие температурные колебания: поскольку Меркурий ближе всех к Солнцу, то днем его поверхность прогревается до 450 С. Но с другой стороны, Меркурий не имеет собственной атмосферы и не может удержать тепло, как следствие, ночью температура опускается до минус 170 С, здесь самая большая разница температур в нашей Солнечной системе.

Своими размерами Меркурий лишь немного больше, чем наша Луна. Поверхность его также подобно лунной, изрешечена кратерами, следами мелких астероидов и метеоритов.

Интересный факт: примерно 4 миллиарда лет назад огромный астероид врезался в Меркурий, силу этого удара можно сравнить со взрывом триллиона мегатонных бомб. От этого удара на поверхности Меркурия остался гигантский кратер, величиной примерно как современный штат Техас, астрономы назвали его кратер Бассейнс Калорис.

Также весьма интересный является тот факт, что на Меркурии есть самый настоящий лед, который скрывается в глубине тамошних кратеров. Лед мог быть принесен на Меркурий и метеоритами или даже образоваться из водяного пара, который вырывается из недр планеты.

Еще одной интересной особенностью этой планеты, является уменьшение ее размеров. Само уменьшение как полагают ученые вызвано постепенным охлаждением планеты, которое происходит миллионы лет. Вследствие охлаждения происходит сминание его поверхности и образование лопастевидных скал.

Плотность Меркурия является высокой, выше только у нашей Земли, в центре планеты находится огромное расплавленное ядро, составляющее 75% диаметра всей планеты.

С помощью отправленного НАСА к поверхности Меркурия исследовательского зонда Маринер-10 было сделано удивительное открытие – на Меркурии существует магнитное поле. Это было тем более удивительно, так как согласно астрофизическим данным этой планеты: скорости вращения и наличия расплавленного ядра, магнитного поля там быть не должно. Несмотря на то, что сила магнитного поля Меркурия составляет лишь 1% от силы магнитного поля Земли, оно сверхактивно – магнитное поле солнечного ветра периодически попадает в поле Меркурия и от взаимодействия с ним возникают сильные магнитные торнадо, порой достигающие и поверхности планеты.

Скорость планеты Меркурий, по которой он вращается вокруг Солнца, составляет 180 000 км в час. Орбита Меркурия овальной формы и сильно вытянута эпилептически, вследствие чего он, то приближается к Солнцу на 47 миллионов километров, то отдаляется на 70 миллионов километров. Если бы мы могли наблюдать Солнце с поверхности Меркурия, то оттуда оно выглядело бы в три раза больше, чем с Земли.

Один год на Меркурии равен 88 земным суткам.