Меркурій - поряд з Сонцем

МеркурійМеркурiй. Зображення від 30 січня 2008 року.Меркурій – це найменша з планет земної групи, яка швидше за інших рухається по найближчій до Сонця орбіті. У неї немає нi малих (як у Марса), нi великих (як у нашої Землi) супутників.

Велика частина інформації, відомої на сьогоднішній день про Меркурій, отримана за допомогою зонду «Марінер-10», першого космічного апарату, який відвідав цю планету. Передані на Землю зображення дозволили скласти карту, що охоплювала близько 45% поверхні Меркурія.

На даний момент біля Меркурія працює друга, послана до нього в 2004-му році автоматична станція НАСА «Messenger», яка наблизилася до планети в січні 2008-го року і розпочала свою дослідницьку місію.

Орбіта Меркурія. Основні параметри орбіти.

• Середня відстань від Меркурія до Сонця трохи менше 58-ми млн. км. (57,91 млн. км. Уточнені значення далі йдуть з відкритих джерел NASA Goddard Space Flight Center на 2000-й рік). Для порівняння: Земля від Сонця знаходиться на відстані 149,60 млн. км., а далекий Плутон – 5,9 млрд. км.

Відстань від планет земної групи до Сонця.Відстань від планет земної групи до Сонця.• Ексцентриситет орбіти Меркурія дорівнює 0,205. Це означає, що Сонце відхиляється від центру його еліптичної орбіти на відстань, рівну 0,205 від половини великої осі самого еліпса. Трапляється, що відстань між Меркурієм і Сонцем в ході проходження планетою своєї орбіти змінюється на 24 млн. км, тобто (більш точно) відстань Меркурія від Сонця в афелії становить 69,82 млн. км, а в перигелії 46,00 млн. км.

• Видимі розміри Сонця при спостереженні з Меркурія через коливання відстані змінюються: воно здається більше в одні періоди часу, ніж в інших.

• Середня швидкість руху дорівнює приблизно 48 км/с (точніше: 47,87 км/с), але вона помітно різна для різних точок орбіти. І дійсно, коли Меркурій перебуває в афелії, він рухається зі швидкістю приблизно 38,86 км/с, тоді як в перигелії його швидкість досягає 58,98 км/с.

• Площина орбіти Меркурія відхиляється на 7 ° по відношенню до екліптики. І коли планета проходить між Землею і Сонцем, вона виявляється на півночі або на півдні від Сонця. І тільки в рідкісних випадках, приблизно 13 разів на століття, Меркурій проходить точно між Землею і Сонцем. Такі проходи називають транзитами.

• Орбіта обертання планети не має наклону (порівняйте – у Землі вона нахилена під кутом 23,45 градусів), тобто на Меркурії не може бути зміни пір року в нашому земному розумінні.

Поверхня Меркурія.

До прольотів "Маринер-10" в 1974 і 1975 роках про поверхневі деталі Меркурія і про саму планету було відомо дуже мало. "Марінер-10" був виведений на орбіту навколо Сонця, і до того, як були витрачені необхідні для позиційного управління запаси палива, він зустрівся з Меркурієм три рази.

Поверхня МеркуріяПоверхня Меркурія нагадує місячну. Знімок АМС «Мессенджер».Зображення, передані «Маринер-10», принесли абсолютно нові відомості про те, що поверхня Меркурія поцяткована кратерами. Схожість з Місяцем виявилася значною, але не повною. На Меркурії є області, покриті численними кратерами, типу місячних, але інші кратери, що є сусідами з рівнинами, мають слабо виражений рельєф і схожі на «моря» нашого супутника.

Крім цього, є горбисті простори з кратерами, а також великі пласкі, практично гладкі плато, ймовірно складені скелястими породами, які виступили з надр планети. Місцями виступи скель характеризуються численними гребенями і обривами, що прорізають поверхню на сотні кілометрів. Деякі з цих обривів перетинають кратери і інші деталі рельєфу. Висота гребенів змінюється від декількох сотень метрів до (максимально) 3-х кілометрів. Сьогодні вважають, що ці стародавні розломи кори утворилися внаслідок переохолодження з подальшим стисненням планети, що стався в момент її утворення.

До 70% вивченої області займає давня, сильно порита кратерами поверхня. Найбільш істотна деталь ландшафту Меркурія – рівнина Жари, величезний ударний кратер діаметром в чверть діаметра планети – 1300 км. Западина була заповнена лавою і дещо згладжена, причому поверхня того ж типу захоплює і частину області викиду. Удар стався приблизно 3800 млн. років назад, викликавши тимчасове пожвавлення вулканічної діяльності, яка в основному припинилася за 100 млн. років до того. Це і призвело до згладжування областей всередині і навколо западини. У тій області поверхні Меркурія, яка діаметрально протилежна місцю удару, спостерігається хаотичне утворення, створене, мабуть, ударною хвилею.

Крім сильно поритої кратерами поверхні Меркурій має також дещо гладкі рівнини. Деякі з них могли утворитися в результаті ранньої вулканічної активності. Повторний аналіз даних, отриманих зондом «Mariner», свідчить про недавню вулканічну активність на Меркурії. Однак для остаточного підтвердження цього факту необхідно мати більше даних, які, до речі, стали надходити з апарату «Messenger».

Нові фото Меркурія: Пара з'єднаних між собою розломів різного походження. Фотографія охоплює область приблизно 200 км в поперечнику, вона отримана з відстані близько 5-ти тисяч кілометрів вузькокутовою камерою (NAC) космічного апарату «Messenger» через 18 хвилин після його максимального зближення з планетою.

Y-подібне утворення на МеркуріїY-подібне утворення на Меркурії.• 14 січня 2008-го року апарат «Messenger», зробивши близький проліт біля першої планети Сонячної системи, зробив кілька приголомшливих відкриттів і підтвердив деякі старі гіпотези. Зокрема, в останні дні з'явилися зображення, зроблені зондом через дев'ять і через вісімнадцять хвилин після максимального зближення з планетою, і на цих знімках читається геологічна історія Меркурія.

На знімках, зокрема, на одному зображенні видно величезне Y-подібне утворення, права гілка якого є "класичним", за словами вчених, дольчатим обривом, що проходить через дно старого кратера, через його край і виходить за межі кадру. За твердженням астрономів, такі обриви зустрічаються на відомій їм поверхні Меркурія буквально повсюди, а це вказує на стискання зовнішньої оболонки планети в міру її остигання. Ліве плече літери Y, в свою чергу, проходить виключно по дну кратера і більш схоже на розломи, характерні для місячних морів і, швидше за все, має вулканічне походження.

Спостереження за планетою Меркурій.

Незважаючи на те, що Меркурій блищить як яскрава зірка, з усіх планет, видимих неозброєним оком, за ним найважче встановити спостереження, тому що його орбіта проходить дуже близько від Сонця, від якого він не віддаляється більш ніж на 28 °. Видимість Меркурія з Землі залежить від географічної широти, на якій ми знаходимося. Його легко спостерігати в екваторіальній зоні, де дуже короткі сутінки, планету прекрасно видно на темному небі.

Меркурій на небі над Венерою і МісяцемМеркурій на зоряному небі (над Венерою і Місяцем). Обсерваторія Параналь, Чилі.На 50-х широтах він з'являється дуже низько над горизонтом. Коли він знаходиться на сході від Сонця, його можна недовго бачити на заході, трохи вище горизонту, відразу після заходу Сонця, але коли Меркурій перебуває на заході від Сонця, його видно на самому початку сходу, дуже низько над горизонтом на східній стороні неба.

Хоча фази планети можна спостерігати за допомогою телескопа середніх розмірів, особливості його поверхні можна розглянути тільки в більш потужний апарат.

Астрономи XIX століття вели постійні спостереження за орбітальними параметрами Меркурія, але не могли дати їм точного пояснення, використовуючи закони механіки Ньютона. Невеликі відмінності між процесами, що спостерігаються і обчисленими значеннями були проблемою, що не дає спокою, на багато десятиліть. Щоб пояснити цю невідповідність, висували навіть гіпотезу, що на орбіті близько Меркурія може існувати інша, невидима планета (її назвали Вулкан). Справжня відповідь на це питання була знайдена за допомогою загальної теорії відносності Ейнштейна. Правильне передбачення руху Меркурія за допомогою теорії відносності відіграло важливу роль у становленні цієї теорії.

Фази Меркурія.

Зміна фаз МеркуріяЗміна фаз планети Меркурій.Так як Меркурій знаходиться між Землею і Сонцем, його фази схожі на місячні. Коли він максимально наближений до Землі, видно його тонкий серп. Коли ж він знаходиться на самій віддаленій відстані, освітлено більше половини його поверхні. У повній фазі Меркурій знаходиться дуже близько до Сонця, щоб його можна було спостерігати в небі. І, навпаки, він сильно освітлений і добре видимий при найбільшому вiддаленні від Сонця або в 1/4 спадної або зростаючої фази.

За час проходження фаз Меркурій змінює і видимі розміри, тому що при спостереженні із Землі змінюється відстань між планетою і спостерігачем.

День і ніч на Меркурії.

Меркурій дуже повільно обертається навколо своєї осі. Тому на ньому не відбувається яких-небудь значних подій. За період повного обертання Меркурія навколо Сонця він робить лише півтора повороту навколо своєї осі. Іншими словами, Меркурій три оберти навколо своєї осі робить за два своїх роки, обертаючись в напрямку свого руху по орбіті. Один оборот по орбіті навколо Сонця Меркурій робить за 88 земних діб.

Меркурій це єдина планета в Сонячній системі, про яку відомо, що її орбітально-обертальний резонанс відрізняється від 1:1. Через такий повільний рух виходить, що доба на Меркурії (за добу прийнятий часовий інтервал між двома послідовними сходами Сонця) дорівнює двом меркуріанським рокам (тобто 176-ти земним добам або 4222,6 земним годинам). Той факт, що час оберта Меркурія навколо осі відповідає 2/3 часу його обертання навколо Сонця, тепер розцінюється як наявність резонансу між цими двома обертаннями, який виник через гравітаційний вплив Сонця на Меркурій.

Обсерваторія АресібоОбсерваторія Аресібо на островi Пуерто-Рiко.Вперше виміряно період обертання планети навколо осі в 1965-му році за допомогою радіолокаційного методу (раніше помилково вважалося, що Меркурій завжди повернений до Сонця однією стороною, як Місяць до Землі). З цієї причини протягом довгого часу одна з півкуль Меркурія залишається поверненою до Сонця. З цього випливає, що на поверхні Меркурія контраст між ніччю і днем сильніший, ніж на всіх інших планетах. Коливання температури такі, що вночі температура півкулі Меркурія, що знаходиться на протилежній стороні від Сонця падає до -180 ° С, але коли він знаходиться в афелії, ближче до, так би мовити, «вечора», температура може досягати + 430 ° C.

Як вже було сказано в параграфі "Орбіта Меркурія", на Меркурії не існує пір року в тому сенсі, який ми вкладаємо в це поняття на Землі. Ймовірно, це відбувається через те, що вісь обертання планети знаходиться під прямим кутом по відношенню до площини орбіти. Як наслідок, поряд з полюсами є області, до яких сонячні промені не доходять ніколи.

Обстеження, проведене радіотелескопом «Аресібо», дозволяє припустити, що в цій студеній і темній зоні є льодовики. Льодовиковий шар може досягати 2-х метрів, і покритий шаром пилу.

Атмосфера Меркурія.

Ймовірно, що високі денні температури і відносно невелика маса планети роблять утримання атмосфери неможливим. Над поверхнею Меркурія є сліди дуже розрідженої атмосфери (тиск на поверхні становить ~ 10-15 bar (0.001 picobar), по суті – це вакуум), що містить, крім гелію (He) 6%, також водень (H2) 22%, кисень 42 % (O2), 0.5% калій (K), 29% натрій (Na) і, можливо, невелику кількість вуглекислого газу (CO2), благородних газів (аргон (Ar), неон (Ne), криптон (Kr), ксенон (Xe) ), води (H2O) і азоту (N2). Невелика кількість гелію теоретично могла з'явитися в результаті радіоактивного розпаду поверхневих порід або через захоплення сонячного вітру.

Електричне поле Меркурія.

Близькість Сонця зумовлює відчутний вплив на Меркурій сонячного вітру. Завдяки цій близькості значний і приливний вплив Сонця на Меркурій, що повинно призводити до виникнення над поверхнею планети електричного поля, напруженість якого може бути приблизно вдвічі більше, ніж у «поля ясної погоди» над поверхнею Землі, і відрізняється від останнього відносною стабільністю.

Магнітне поле Меркурія.

До польоту «Маринер-10» вважалося, що у Меркурія немає будь-якого значного магнітного поля. Його відкриття виявилося сенсацією. Правда, його інтенсивність в 100 разів нижче, ніж у магнітного поля Землі (напруженість становить близько 1% поля Землі). Крім того, отримані зондом дані дозволили астрономам уточнити геологічну структуру Меркурія, верхніми шарами якого є кора і мантія, дещо тонкі і складаються з силікатів. Наявне у Меркурія магнітне поле служить додатковим доказом існування металевого ядра.

Надра планети Меркурій.

Будова МеркуріяБудова Меркурія. Схема: 1. Кора, товщина - 100-300 км. 2. Мантія, товщина - 600 км. 3. Ядро, радіус - 1800 км.Середня щільність Меркурія не набагато менше щільності Землі ~ 5,43 г/см3. Згідно найбільш поширеній, хоча і остаточно ще не підтвердженій версії, планета складається з гарячого, поступово остигаючого залізонікелевого ядра і силікатної оболонки, на кордоні між якими температура може наближатися до 103 К. Якщо взяти до уваги невеликі розміри і більш низький внутрішній тиск планети, то можна прийти до висновку, що Меркурій має значне залізне ядро, на яке припадає 70% маси і 75% загального діаметра планети, тобто – радіус ядра може становити 1800 – 1900 км, а товщина поверхневих силікатних оболоч (аналогічних Земній мантії і корі) складає близько 600 – 800 км.

Існування рідкої матерії ядра пояснює наявність магнітного поля, хоча ще й не дуже зрозумілий справжній механізм його утворення. Проте неймовірно, що в момент утворення залізистого ядра Меркурія у нього були настільки ж великі розміри. Теоретично передбачається, що більшу частину кам'янистої мантії планета набула під час великого катаклізму на початку історії Сонячної системи.

Вважається, що рідка матерія ядра планети викликає динамометаморфізм, як і на Землі.

 

Переглядів: 169 | | Теги: планети
Всього коментарів: 0
avatar