Состав атмосферы меркурия – ее состав, давление и свойства

Газы создают общее давление в 10^-14 бар. Полагают, что экзосфера создалась из захваченных Солнцем частичек, появившихся из вулканов, и осколков от метеоритных ударов.

Поверхностная температура

Без нормальной атмосферы планета не способна накапливать тепло. Высокий показатель эксцентриситета приводит к серьезному температурному колебанию между освещенной и затененной сторонами. В итоге, температура на Меркурии доходит до 427°C и остывает до -173°C.

Северная область Меркурия

Однако на поверхности нашли органические молекулы и ледяные запасы, спрятанные в кратерах на северных полярных участках. Дело в том, что они скрываются в тени и никогда не освещаются прямыми солнечными лучами.

Полагают, что в кратерах могло сохраниться примерно 10¹⁴-10¹⁵ кг замороженной воды, покрытой слоем реголита. Пока никто не может точно сказать, откуда взялся лед. Но среди вариантов: падение кометы или же дегазация воды от внутренней планетарной части.

Мы видим, что Меркурий представляет собою одно сплошное противоречие. Этот мир способен раскаляться и замерзать, а также пляшет по странному орбитальному пути. Поэтому на планете нет жизни. Но, возможно, нам удастся колонизировать кратерные участки и использовать водные залежи для формирования благоприятной среды. Теперь вы знаете, какая температура на Меркурии днем и ночью.

Полезные статьи:

Строение Меркурия

Поверхность Меркурия

v-kosmose.com

Задачи миссии Мессенджер. Магнитное поле, ядро, полюс и атмосфера Меркурия.

Подробно:

© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

Вопросы, требующие решений

1. Почему Меркурий имеет такую большую плотность? 2. Какова́ геологическая история Меркурия? 3. Какова́ природа магнитного поля Меркурия? 4. Какова́ структура ядра планеты Меркурий? 5. Что находится на полюса́х планеты? 6. Из чего состоит атмосфера Меркурия?

3. Какова́ природа магнитного поля Меркурия?

Магнитное поле и магнитосфера планеты, являющаяся результатом взаимодействия поля с солнечным ветром, во многом уникальны. Самым неожиданным является сам факт существования магнитного поля у столь малой планеты. Магнитное поле Меркурия напоминает по форме «дипольное» магнитное поле Земли. Его источник, возможно, находится в центре планеты. У Венеры, Марса и Луны, напротив, не существует свидетельств наличия внутренних дипольных магнитных полей. На Луне и Марсе обнаружены локальные магнитные поля, расположенные в различных горных месторождениях. Земное магнитное поле является весьма динамическим, непрерывно изменяющимся под воздействием активности Солнца, его вспышек и ветра. Мы наблюдаем такое влияние по воздействию на энергетические и радио-системы, системы связи и т.п. Изучение динамики изменения магнитного поля Меркурия, расположенного значительно ближе к Солнцу, а, следовательно, подверженного его большему влиянию, поможет нам глубже понять взаимодействие Солнца с магнитосферой планет в целом и, в частности, взаимодействие Солнца с земной магнитосферой.

Несмотря на то, что магнитное поле Меркурия представляет собой как бы магнитное поле Земли в миниатюре, Маринеру-10 не удалось произвести его достаточные измерения. До сих пор существует значительная неопределённость в вопросе о величине магнитного поля планеты. Неизвестна ни природа магнитного поля Меркурия, ни его источник. По теоретическим предположениям магнитное поле Меркурия, согласно одной теории, может представлять собой либо остаточное поле, не имеющее активного на данный момент источника, либо, согласно другой теории, для возбуждения магнитного поля у планеты необходимо наличие жидкого ядра, а возможность его существования сейчас оспаривается учёными, потому, что запасы тепла у такой небольшой планеты, как Меркурий, теоретически не могли сохраниться дольше четверти её возраста, т.е. дольше 1-1,5 млрд. лет, а медленное вращение планеты плохо согласуются с представлениями о необходимых для возбуждения поля условиях — считается недостаточным. Однако, согласно выводам обеих теорий, результирующая геометрическая форма магнитного поля планеты теоретически должна иметь незначительные отличия. Следовательно, точные измерения магнитного поля Меркурия позволят решить: какая теория верна, а какая нет.

Детальные измерения магнитного поля Меркурия будут производиться с помощью магнитометра Мессенджера с его орбиты в течение четырёх меркурианских лет (напомним, что меркурианский год равен 88-ми земным суткам). Будет измерена интенсивность магнитного поля и зависимость величины её изменения от географического положения и высоты. Воздействие Солнца на динамические изменения магнитного поля будет измеряться магнитометром в комплексе с измерениями плазменным спектрометром и спектрометром частиц высоких энергий. Данные высокоточные измерения будут проводиться в широком диапазоне орбитального охвата планеты космическим аппаратом. В итоге, учёные надеются придти к пониманию природы происхождения магнитного поля Меркурия и его взаимодействия с солнечным ветром.

4. Какова́ структура ядра планеты Меркурий?

Строение Меркурия:
1. Кора, толщина — 100-300 км.
2. Мантия, толщина — 600 км.
3. Ядро, радиус — 1800 км.

Как известно из исследований Маринера-10, Меркурий имеет массивное богатое железом ядро и магнитное поле. Радарные наблюдения планеты с Земли также позволяют сделать допущение, что, возможно, по крайней мере, какая-то часть ядра всё ещё находится в жидком состоянии, т.е. планета ещё не успела окончательно остыть внутри. Наличие жидкого ядра механически влияет на вращение планеты. Это происходит из-за отсутствия жесткой связи всех вращающихся частей планеты между собой — ядра и мантии. Если даже небольшая часть ядра Меркурия находится в расплавленном состоянии, это должно привести, хотя и к незначительным, но регистрируемым приборами неравномерностям во вращении планеты, так называемому пока́чиванию или либрации. Наличие того факта, что ядро планеты находится в расплавленном состоянии и не успело отверде́ть за миллиарды лет, прошедшие с момента образования планеты, может приоткрыть для ученых историю развития планеты в целом, её термическую историю и укажет на то, что в составе ядра находится железисто-никелевый сплав с серой, температура перехода в твёрдое состояние которого значительно ниже температуры перехода «чистого желе́за». Ведь, по расчётам ученых, если бы ядро планеты состояло из «чистого желе́за», оно уже успело бы затвердеть. При добавлении же, к примеру, в расплав желе́за всего нескольких процентов серы, которая также присутствует в составе ядра, его температура перехода в твёрдое состояние значительно понижается. Другими словами, данное исследование поможет оценить и химический состав ядра планеты.

5. Что находится на полюса́х планеты?

Ось вращения Меркурия расположена практически под прямым углом к орбите планеты, что способствует тому, что солнечные лучи практически не нагревают полюса́ планеты, «соска́льзывая» с них. Некоторые полярные кратеры, обнаруженные на Меркурии, постоянно находятся в тени в зоне «вечной мерзлоты́». Радарные наблюдения полярных областей Меркурия с Земли позволяют сделать вывод, что коэффициент отражения полярных кратеров существенно выше коэффициента отражения прилегающих областей (естественно, на длинах волн радарного диапазона), что указывает на возможное сходство с полярными шапками на Марсе и некоторых спутниках Юпитера. Можно предположить, что на полюса́х Меркурия находится лёд. Данная гипотеза является ещё более интригующей, если учесть то, что Меркурий — планета, расположенная близко к Солнцу. Считается, что температура постоянно расположенных в те́ни кратеров достаточно низка для того, чтобы обеспечить стабильность большинства наблюдаемых ледяных отложений. Откуда же на Меркурии могла взяться вода? Вероятнее всего, она была занесена́ туда с кометами и метеоритами, захваченными планетой за миллиарды лет своего существования, либо испарилась из недр планеты, замёрзнув затем на полюса́х. Также интересным является то, что известно несколько содержащих сильно отражающие при рада́рном обследовании поверхности кратеров на более «тёплых» широтах планеты (до 72° с.ш.), где, очевидно, не могли сохраниться ледяные отложения от коме́т столь длительное время, и, если они всё же существуют, то их возникновение относится, скорее всего к более близкой геологической эпохе — не более нескольких миллионов лет назад. Существует альтернативная точка зрения по данному вопросу. Согласно ей, яркие области на поверхности планеты являются не водяным льдом, а залежами серы. Сера могла быть занесена́ на планету метеоритами, либо просто являться составляющей поверхности Меркурия и надолго сохраниться в холодных областях планеты в первозданном виде. Есть также ещё одна точка зрения. Согласно ей, сильно отражающие элементы поверхности ландша́вта Меркурия образованы силикатами, находящимися при экстремально низких температурах.

Данные вопросы предполагается решить с помощью нейтронного спектрометра Ме́ссенджера, который будет осуществлять поиск водорода, анализируя полярные отложения на Меркурии, чтобы сделать вывод, содержат ли эти отложения воду. Ультрафиолетовый спектрометр и спектрометр частиц высоких энергий позволят обнаружить в незначительных испарениях отложений серу и ОН. Лазерный высотоме́тр исследует топографические характеристики участков поверхности планеты, находящихся в зоне постоянного затенения.

Исследование структуры отложений на полюсах Меркурия позволит внести ясность в вопросы наличия и классификации летучих веществ не только на Меркурии, но и внутри Солнечной системы в целом.

6. Из чего состоит атмосфера Меркурия?

На Меркурии нет атмосферы в привычном для нас понимании. Планета окружена экзосферой — тонкой оболочкой газовой смеси́, молекулы которой из-за сильного разрежения не взаимодействуют между собой, не сталкиваются друг с дру́гом, а лишь перемещаются с ме́ста на ме́сто по поверхности планеты, словно скачущие резиновые мячики. В экзосфере Меркурия открыто присутствие шести химических элементов: водорода, гелия, кислорода, натрия, калия, кальция. Очевидно, что экзосфера планеты не может быть стабильной и оставаться на планете, подобно нашей атмосфере, её существование обусловлено тем, что имеются некие источники её составляющих. Так, водород и гелий в избытке присутствуют в солнечном ветре, вероятно, что источником других элементов служит поверхность самого́ Меркурия, либо ударя́ющиеся о неё микрометеориты и кометы. Попасть в экзосферу планеты химические элементы могут в результате различных процессов, от того, с помощью какого процесса они попадут туда и зависит результирующая концентрация элементов в смеси́. Основными процессами, формирующими химический состав экзосферы Меркурия, могут являться: испарение горных пород под действием солнечных лучей, распространение элементов при ионизации солнечным ветром либо диффузия изнутри планеты. Проводимые с Земли наблюдения изменения состава экзосферы планеты в течение времени позволили учёным сделать вывод о том, что при её формировании необходимо учитывать сразу комплекс этих процессов.

Химический состав экзосферы Меркурия планируется уточнить с помощью спектроскопического анализа спектрометрами частиц высоких энергий и ультрафиолетового диапазона. Будет проведено сравнение результатов данного исследования с результатами исследования состава поверхностных пород, измерение состава которых будет проводиться с помощью спектрометрического анализа нейтронным, гамма и X-лучевым спектрометрами. Облетая планету, Ме́ссенджер проведёт наблюдения изменений состава экзосферы в зависимости от места и времени. Комплекс данных измерений позволит объяснить природу Меркуриа́нской экзосферы и процессов, способствующих её образованию.

© Владимир Каланов,
«Знания-сила»

znaniya-sila.narod.ru

Планета Меркурий — строение, атмосфера, фотографии, описание и факты

Меркурий — ближайшая планета к Солнцу, также самая маленькая планета в Солнечной системе , немного больше, чем Луна . Эта крошечная планета не имеет никаких колец или спутников. Поверхность планеты покрыта кратерами, подобно Луне, но температура там может достигать более 800 ° F потому что Меркурий находится очень близко к Солнцу, и вращается очень медленно.

Меркурии гораздо ближе к Солнцу, чем Земля . Поэтому Солнце на нем светит и греет в 7 раз сильнее, чем у нас. На дневной стороне Меркурия страшно жарко, там вечное пекло, а на ночной стороне должен быть всегда сильный мороз.

Ученые полагают, что внутреннее строение Меркурия включает металлическое ядро, промежуточный скалистый слой, и тонкую хрупкую кору. Строение Меркурия, вероятно, с высоким содержанием железа, хотя поверхностные характеристики показывают, что вулканическая деятельность когда-то существовала на поверхности. Существует мало свидетельств движения вблизи поверхности планеты в настоящее время, хотя и в более ранние времена в процессе эволюции Меркурия, поверхность была гораздо более активной. Мы знаем относительно мало о ней, по сравнению с большинством других планетах, потому что она находится очень далеко от Земли и только один космический аппарат изучал планету.

На планете Меркурий почти нет атмосферы. Небольшой размер планеты означает, что ее гравитация слишком слаба, чтобы нормально удерживать атмосферу. Существует очень тонкая атмосфера вокруг планеты, но она постоянно «сдувается» в космос под давлением солнечного света и солнечного ветра. Газы постоянно пополняют атмосферу.

Атмосфера Меркурия содержит небольшое количество водорода, гелия и кислорода. Она также включает небольшое количество натрия, калия, кальция и магния. Некоторые из частиц газа исходят от солнечного ветра. Другие появляются в результате радиоактивного распада, или когда микрометеориты врезаются в поверхность. Атмосферное давление у поверхности планеты составляет менее одной триллионной Земли (около нанопаскаля или 10-14 бар).

Температура на поверхности составляет от 100 до 700 градусов Кельвина (-280 ° F до 800 ° F или -173 ° C до 427 ° C).

Наклон оси Меркурия составляет 1/30 градуса. Если бы вы были на одном из полюсов, вы бы увидели непонятное явление — солнце всегда будет на горизонте.

Статистика и факты планеты Меркурий

• Диаметр: 4878 км
• Масса: 0.33×10 ^ 24 кг (0,06 х Земли)
• Плотность: 5427 кг / м ^ 3
• Минимальное расстояние от Солнца: 46,0 млн. км
• (28,6 миллионов миль)
• Максимальное расстояние от Солнца: 69,8 млн. км
• (43,4 миллионов миль)
• Орбитальная полуось: 0,387 а.е. (Земля = 1 а.е.)
• Минимальное расстояние от Земли: 77300 тысяч км
• (48,0 миллионов миль)
• Название в римской / греческой мифологии: Меркурий / Гермес
• Период вращения вокруг оси: 58,65 дней
• Наклон оси: 0 °
• Температура: -184 ^o С до 427 ^o C, (300 ° F-до 800 ^o F)
• Средняя температура поверхности (К): 440K
• Спутники: нет

Фотографии Меркурия

Из-за множества кратеров, поверхность Меркурия напоминает поверхность Луны. Космический аппарат MESSENGER сделал это фото в январе 2008 года.

skybox.org.ua

состав. Какая атмосфера у Меркурия?

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета. Он относится к космическим телам земной группы и располагается относительно недалеко от нас. Однако о Меркурии сегодня известно сравнительно немного. Некоторое время назад он считался самой малоизученной планетой. Различные параметры (характер поверхности, особенности климата, наличие атмосферы, ее состав) Меркурия оставались тайной из-за крайне неудобного положения планеты для наблюдения и исследования при помощи космических аппаратов. Виной тому — близость к Солнцу, которое портит любое направленное в его сторону или приближающееся к нему оборудование. И тем не менее за века постоянных попыток наблюдения был собран внушительный материал, который после начала космической эры дополнился данными межпланетных станций. Атмосфера Меркурия входит в перечень характеристик, которые изучали «Маринер-10» и «Мессенджер». Тонкая воздушная оболочка планеты, как и все на ней, подвержено постоянному воздействию светила. Солнце — главный фактор, определяющий и формирующий особенности атмосферы Меркурия.

Наблюдение с Земли

Любоваться Меркурием с поверхности нашей планеты неудобно из-за его близости к Солнцу и особенностей орбиты. Появляется он на небе достаточно близко к горизонту. Причем всегда во время заката или рассвета. Время наблюдения при этом ничтожно мало. При самом благоприятном стечении обстоятельств — это примерно два часа до рассвета и столько же после заката. В большинстве случаев продолжительность наблюдения не превышает 20-30 минут.

Фазы

Меркурий имеет такие же фазы, как и Луна. Облетая Солнце, он то превращается в узкий серп, то становится полным кругом. Во всей красе планета видна, когда находится напротив Земли, за Солнцем. В это время для наблюдателя наступает «полнолуние» Меркурия. При этом, однако, планета находится на максимальном расстоянии от Земли, а яркие солнечные лучи мешают наблюдению.

Двигаясь вокруг светила, Меркурий начинает визуально увеличиваться в размерах, так как приближается к нам. В то же время сокращается площадь освещенной поверхности. В конце концов планета поворачивается к нам своей темной стороной и исчезает из видимости. Раз в несколько лет в такой момент Меркурий проходит точно между Солнцем и Землей. Тогда можно наблюдать его перемещение по диску светила.

Способы наблюдения

Меркурий можно увидеть невооруженным глазом или наблюдать через бинокль незадолго до рассвета и после заката, то есть в сумерки. При помощи небольшого любительского телескопа заметить планету удастся и днем, но никаких подробностей при этом увидеть не получится. Важно во время таких наблюдений — не забывать о технике безопасности. Меркурий никогда значительно не удаляется от Солнца, а значит, и глаза, и аппаратуру необходимо защищать от его лучей.

Идеальное место наблюдения за ближайшей к светилу планетой — это горные обсерватории и низкие широты. Здесь на помощь астроному приходит чистый воздух, безоблачное небо, небольшая продолжительность сумерек.

Именно земные наблюдения помогли установить тот факт, что Меркурий не имеет атмосферы. Мощные телескопы позволили рассмотреть многие особенности рельефа поверхности планеты и подсчитать примерную разницу температуры на освещенной и темной стороне. Однако только полеты АМС (автоматических межпланетных станций) смогли пролить свет на прочие характеристики планеты и уточнить уже полученные данные.

«Маринер-10»

За всю историю космонавтики к Меркурию было отправлено только два аппарата. Причина — сложный и дорогостоящий маневр, который необходим для выхода станции на орбиту планеты. Первым к Меркурию отправился «Маринер-10». В 1974-1975 годах он три раза облетал ближайшую к Солнцу планету. Минимальное расстояние, которое разделяло аппарат и Меркурий, составило 320 км. «Маринер-10» передал на Землю несколько тысяч изображений поверхности планеты. Заснято было около 45% Меркурия. «Маринер-10» замерил температуру поверхности на освещенной и темной стороне, а также магнитное поле планеты. Кроме того, аппарат установил, что атмосфера Меркурия практически отсутствует, заменяет ее тонкая воздушная оболочка, в составе которой присутствует гелий.

«Мессенджер»

Второй АМС, отправленной к Меркурию, стал «Мессенджер». Стартовал он в августе 2004 года. Он передал на Землю изображение той части поверхности, которую не запечатлел «Маринер-10», измерил ландшафт планеты, заглянул в ее кратеры и обнаружил пятна непонятного темного вещества (возможно, отметины от ударов метеоритов), часто тут встречающегося. Аппарат изучал солнечные вспышки, магнитосферу Меркурия, его газовую оболочку.

Свою миссию «Мессенджер» завершил в 2015 году. Он упал на Меркурий, оставив на поверхности кратер глубиной в 15 метров.

Есть ли атмосфера на Меркурии?

Если внимательно перечитать предыдущий текст, можно заметить небольшое противоречие. С одной стороны, наземные наблюдения свидетельствовали об отсутствии какой бы то ни было газовой оболочки. С другой, аппарат «Маринер-10» передал на Землю сведения, согласно которым атмосфера планеты Меркурий все-таки существует и содержит гелий. В научной среде это сообщение также вызвало удивление. И дело не в том, что оно противоречило предыдущим наблюдениям. Просто Меркурий не имеет характеристик, которые способствуют образованию газовой оболочки.

Что такое атмосфера? Это смесь газов, летучих веществ, удержать которые у поверхности может только сила тяжести определенной величины. Небольшой по космическим меркам Меркурий такой характеристикой похвастаться не может. Сила тяжести на его поверхности в три раза меньше, чем на Земле. Таким образом, планета не в состоянии удержать не только гелий и водород, но и более тяжелые газы. И тем не менее именно гелий был обнаружен «Маринером-10».

Температура

Есть и еще один фактор, который ставит под сомнение наличие атмосферы Меркурия. Это температура поверхности планеты. Меркурий в этом плане рекордсмен. В светлое время температура на поверхности иногда достигает 420-450 ºС. При таких высоких значениях молекулы и атомы газа начинают двигаться все быстрее и постепенно достигают второй космической скорости, то есть у поверхности их уже ничто не может удержать. В температурных условиях Меркурия первым должен «сбежать» все тот же гелий. По идее, его не должно быть на ближайшей к Солнцу планете совсем, причем чуть ли не с момента ее формирования.

Особое положение

И все же ответ на вопрос о том, есть ли атмосфера на Меркурии, положительный, хотя она несколько отличается от того, что обычно скрывается за этим астрономическим понятием. Причина столь фантастического и одновременно вполне реального положения вещей кроется в уникальном расположении планеты. Близость светила определяет многие характеристики этого космического тела, и атмосфера Меркурия не исключение.

Газовая оболочка планеты постоянно подвергается воздействию так называемого солнечного ветра. Он берет свое начало в короне светила и представляет собой поток ядер, протонов и электронов гелия. С солнечным ветром на Меркурий доставляются свежие порции летучего вещества. Без подобной подпитки весь гелий исчез бы с поверхности планеты примерно за двести дней.

Атмосфера Меркурия: состав

Тщательные исследования помогли обнаружить и другие элементы, входящие в состав газовой оболочки планеты. Атмосфера Меркурия также содержит водород, кислород, калий, кальций и натрий. Процентное содержание этих элементов весьма незначительно. Кроме того, атмосфера планеты Меркурий характеризуется наличием следов углекислого газа.

Воздушная оболочка сильно разрежена. Молекулы газа в ней фактически не взаимодействуют друг с другом, а лишь перемещаются по поверхности без соударений и столкновений. Ученым удалось установить факторы, обуславливающие наличие атмосферы Меркурия. Водород, как и гелий, поставляется к его поверхности солнечным ветром. Источником других элементов служит сама планета или падающие на нее метеориты. Атмосфера Меркурия, состав которой планируется досконально изучить в ближайшее время, предположительно формируется в результате испарения горных пород под воздействием солнечного ветра или диффузии из недр планеты. Вероятнее всего, свой вклад вносит каждый из этих факторов.

Итак, какая атмосфера у Меркурия? Сильно разреженная, состоящая из гелия, водорода, следов щелочных металлов и углекислого газа. Часто в научной литературе ее называют экзосферой, что лишь подчеркивает сильное отличие этой оболочки от аналогичного формирования, например, на Земле.

Несмотря на все сложности в списках целей космических исследований по-прежнему значится и планета Меркурий. Атмосфера и поверхность этого космического тела, вероятно, еще не один раз будут изучены при помощи различных аппаратов. Меркурий таит еще немало интересного и неизвестного. Кроме того, исследование таких планет, как Венера, Марс или Меркурий, лишены атмосферы они или нет, проливает свет и на историю формирования и развития Земли.

autogear.ru

Атмосфера и внутреннее строение Меркурия.

Подробно:

© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

Наблюдение за планетой

Несмотря на то что Меркурий блестит как яркая звезда, из всех планет, видимых невооруженным глазом, за ним труднее всего установить наблюдение, потому что его орбита проходит слишком близко от Солнца, от которого он не удаляется более чем на 28°. Видимость Меркурия с Земли зависит от географической широты, на которой мы находимся. Его легко наблюдать в экваториальной зоне, где очень короткие сумерки, планету прекрасно видно на темном небе. На 50-х широтах он появляется очень низко над горизонтом. Когда он находится на востоке от Солнца, его можно недолго видеть на западе, чуть выше горизонта, сразу после заката, но когда Меркурий находится на западе от Солнца, он виден в самом начале восхода, очень низко над горизонтом на восточной стороне неба. Хотя фазы планеты можно наблюдать с помощью телескопа средних размеров, особенности его поверхности можно рассмотреть только в более мощный телескоп.

Астрономы 19-ого века вели постоянные наблюдения за орбитальными параметрами Меркурия, но не могли дать им точного объяснения, используя законы механики Ньютона. Небольшие различия между наблюдаемыми и вычисленными значениями были не дающей покоя проблемой на многие десятилетия. Чтобы объяснить это несоответствие, выдвигали даже гипотезу, что на орбите около Меркурия может существовать другая, невидимая планета (её назвали Вулкан). Настоящий ответ на этот вопрос был найден с помощью Общей Теории Относительности Эйнштейна. Правильное предсказание движения Меркурия с помощью Теории Относительности сыграло важную роль в становлении этой теории.

Наблюдаемые фазы

Фазы Меркурия

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 отдалённом 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 освещён 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.

День и ночь на Меркурии

Меркурий очень медленно вращается вокруг собственной оси. Поэтому на нем не происходит каких-либо значительных событий. За период полного обращения Меркурия вокруг Солнца планета делает лишь полтора поворота вокруг своей оси. Другими словами, Меркурий три оборота вокруг своей оси совершает за два своих года, вращаясь примерно в направлении своего движения по орбите. Один оборот по орбите вокруг Солнца Меркурий совершает за 88 земных суток. Меркурий это единственная планета в солнечной системе, о которой известно, что её орбитально/вращательный резонанс отличается от 1:1. Из-за столь медленного движения получается, что сутки на Меркурии (за сутки принят временной интервал между двумя последовательными восходами Солнца) равны двум меркурианским годам (т.е 176-ти земным суткам — точнее: 4222,6 земных часов). Тот факт, что время оборота Меркурия вокруг оси соответствует 2/3 времени его обращения вокруг Солнца, теперь расценивается как наличие резонанса между этими двумя вращениями, который возник из-за гравитационного воздействия Солнца на Меркурий.

Впервые измерен период обращения планеты вокруг оси, был в 1965 году́ с помощью радиолокационного метода (раньше ошибочно считалось, что Меркурий всегда повернут к Солнцу одной стороной, как Луна к Земле).

По этой причине, в течение долгого времени одно из полушарий Меркурия остается повёрнутым к Солнцу. Из этого следует, что на поверхности Меркурия контраст между ночью и днем сильнее, чем на любой другой планете. Колебания температуры таковы, что ночью температура полушария Меркурия, находящегося на противоположной от Солнца стороне падает до -180°С, но когда он находится в афелии, ближе к «вечеру», температура может достигать +430°C.

Как уже было сказано в разделе «Орбита Меркурия», на Меркурии не существует времён 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 «Аресибо», позволяет предположить, что в этой студёной и темной зоне есть ледники. Ледниковый слой может достигать 2 м и покрыт слоем пыли.

Вероятно, что высокие дневные температуры и относительно небольшая масса планеты делают удержание атмосферы невозможным. Над поверхностью Меркурия имеются следы весьма разреженной атмосферы (давление на поверхности составляет ~10^-15 bar (0.001 picobar) — по существу — это вакуум), содержащей, кроме гелия (He) 6% , также водород (H₂) 22%, кислород 42% (O₂), 0.5% калий (K), 29% натрий (Na) и возможно ничтожные количества углекислого газа (CO₂), благородных газов (аргон (Ar), неон (Ne), криптон (Kr), ксенон (Xe)), воды́ (H₂O) и азота (N₂). Небольшие обнаруженные количества гелия теоретически могли появиться в результате радиоактивного распада поверхностных пород или из-за захвата солнечного ветра.

Электрическое поле. Близость Солнца обусловливает ощутимое влияние на Меркурий солнечного ветра. Благодаря этой близости значительно и приливно́е воздействие Солнца на Меркурий, что должно приводить к возникновению над поверхностью планеты электрического поля, напряжённость которого может быть примерно вдвое больше, чем у «поля ясной погоды» над поверхностью Земли, и отличается от последнего сравнительной стабильностью.

Магнитное поле. До полета «Маринера-10» считалось, что у Меркурия нет какого-либо значительного магнитного поля. Его открытие оказалось сенсацией. Правда, его интенсивность в 100 раз ниже, чем у магнитного поля Земли (напряжённость составляет около 1% поля Земли). Кроме того, полученные зондом данные позволили астрономам уточнить геологическую структуру Меркурия, верхними слоями которого являются кора и мантия, относительно тонкие и состоящие из силикатов. Имеющееся у Меркурия магнитное поле служит дополнительным доказательством существования металлического ядра.

Недра планеты. Средняя плотность Меркурия не намного меньше плотности Земли ~ 5,43 г/см3. Согласно наиболее распространенному, хотя и предварительному мнению, планета состоит из горячего, постепенно остыва́ющего железоникелевого ядра и силикатной оболочки, на границе между которыми температура может приближаться к 103 К. Если принять во внимание небольшие размеры и более низкое внутреннее давление планеты, то можно прийти к выводу, что Меркурий имеет значительное железное ядро, на долю которого приходится 70% массы и 75% общего диаметра планеты, т.е радиус ядра может составлять 1800-1900 км, а толщина поверхностных силикатных оболочек (аналогичных Земной мантии и коре) составляет около 500-600 км.

Существование жидкой материи ядра объясняет наличие магнитного поля, хотя еще и недостаточно ясен настоящий механизм его образования. Тем не менее невероятно, что в момент образования железистого ядра Меркурия у него были столь же большие размеры. Теоретически предполагается, что большую часть каменистой мантии планета приобрела во время крупного катаклизма в начале истории Солнечной системы.

Считается, что жидкая материя ядра планеты вызывает дина́мометаморфизм, как и на Земле.

© Владимир Каланов,
«Знания-сила»

znaniya-sila.narod.ru