Меркурий
... и Меркурий плыл над ними -
Иностранная звезда...
Михаил Светлов
На небе Меркурий плохо виден в наших широтах, так
как всегда близок к Солнцу и заслонён светящимся воздухом (отходит от Солнца
максимально на 28 градусов). В более южных широтах (ближе к экватору Земли) он
иногда ярко, но недолго сияет сразу после захода Солнца или перед самым его
восходом.
Дело в том, что Меркурий отстоит от Солнца всего
на 0,39 астрономической единицы (а.е.). Астрономическая единица - это среднее
расстояние Земли от Солнца. Меркурий, таким образом, в 2 с половиной раза ближе
к Солнцу, чем Земля (1 / 0,39 = 2,56). В среднем - в 57 910 000 км от него. По
отношению к Земле это внутренняя планета, и потому наблюдение её затруднено.
Меркурианский год составляет 0,24 земного года
(примерно 88 наших земных суток). Скорость движения вокруг Солнца - 47,89 км/с.
Самая большая для планет Солнечной системы! Только так можно удержаться на
почти круговой орбите вблизи самого Солнца. Кометные ядра и астероиды, если
сталкиваются с Меркурием, то с самой большой скоростью.
Считалось, что период вращения Меркурия вокруг
своей оси (меркурианский "день") - тоже 88 наших земных суток, то
есть он совпадает с длиной года, но оказалось, что это не так. Раньше думали,
что Меркурий всё время обращён к Солнцу одной и той же стороной (на одной
стороне Меркурия вечный день, а на другой - вечная ночь), но это тоже было
ошибкой.
Освещённость Меркурия Солнцем в 7 раз больше
земной.
Меркурий обладает более вытянутой орбитой, чем
другие "полноценные" планеты Солнечной системы (эксцентриситет -
0,206). Он подходит к Солнцу на 46 млн. км, а удаляется на 70 млн. км. Угол
наклона его орбиты к плоскости Солнечной системы тоже больше, чем у других "нормальных"
планет - 7 градусов (за эталон берётся орбита Земли, которая по этому
показателю близка к орбитам Марса и всех планет-гигантов). Можно предположить
(предположение автора, но оно могло высказываться и ранее, так как весьма
очевидное), что Меркурий слегка "вышиблен" со своей первоначальной
круговой и не наклонённой орбиты. Меркурий расположен ближе всех планет к
Солнцу. На Солнце могли падать (или подлетать близко к нему) самые разные тела
(например, кометы), и сравнительно "лёгкий" Меркурий мог столкнуться
с одним из таких сравнительно крупных тел. Если это столкновение произошло на
ранних этапах развития планеты, когда Меркурий ещё не отвердел, то от
столкновения не осталось даже кратера, только орбита и "хранит
воспоминание" об этом событии. Впрочем, теперь мы знаем, что на Меркурии
есть гигантские ударные кратеры.
Масса Меркурия составляет 0,05 земной. Он в 20 раз
"легче" Земли! Это самая "лёгкая" из
"полноценных" планет.
Диаметр - 0,37 земного. В 2,5 раза меньше земного,
но в полтора раза больше лунного. По недавним уточнённым данным - 4878 км.
Объём составляет 0,06 земного.
Средняя плотность Меркурия близка к земной - 5,4
г/куб.см, до недавнего времени считалось - 5,7 (земная плотность - 5,5).
Сила тяжести на Меркурии - 0,38 земной (как на
Марсе).
Спутников у Меркурия нет.
С Меркурием связано первое и наиболее убедительное
эмпирическое (т.е. наблюдательное) подтверждение правильности общей теории
относительности Альберта Эйнштейна. Дело в том, что "орбиты планет,
предсказываемые общей теорией относительности, почти совпадают с предсказаниями
ньютоновской теории тяготения. Однако в случае Меркурия, который, будучи
ближайшей к Солнцу планетой, испытывает самое сильное действие гравитации и
имеет довольно вытянутую орбиту, общая теория относительности предсказывает,
что большая ось эллипса должна поворачиваться вокруг Солнца примерно на один
градус в десять тысяч лет. Несмотря на его малость, этот эффект был замечен ещё
до 1915 г. [когда появилась эта теория] и рассматривался как одно из
подтверждений теории Эйнштейна. В последние годы радиолокационным методом были
измерены ещё меньшие отклонения орбит других планет от предсказаний Ньютона, и
они согласуются с предсказаниями общей теории относительности" [Хокинг,
2000, с.51].
Новые сведения
Вблизи Меркурия побывал только один космический
аппарат - американская межпланетная станция "Маринер-10", но собрано
очень много новых сведений, которые излагаются, в основном, по "Атласу
космоса" [Купер, Хенбест, 1998]. Зонд запущен в 1973 г., прошёл вблизи
Венеры, а затем трижды с интервалом в шесть месяцев (март 1974, сентябрь 1974,
март 1975) подлетал к Меркурию, вращаясь вокруг Солнца. Изучено только западное
полушарие. Планируются полёты для изучения восточного полушария.
На фотоснимках, сделанных этой станцией, Меркурий очень
похож на Луну: чуть более светлые и чуть более тёмные области (как безводные
"моря" и "материки" на Луне), те и другие области густо
усеяны метеоритными кратерами. От многих кратеров (Дега, Филоксен) во все
стороны идут "лучи" - выброшенные во время удара "брызги" и
т.п. (на Луне есть такие же "лучи" от некоторых молодых кратеров)
[Купер, Хенбест, 1998; Вселенная, 1999]. Вокруг крупных кратеров видны
небольшие вторичные кратеры и обломки выброшенной породы. На стенках больших
кольцевых хребтов имеются гребни из-за осыпания обломков. На дне крупных
кратеров при восстановлении прогнувшегося дна образуются небольшие кольцевые
хребты [Вселенная, 1999]. Кратерам даны имена выдающихся учёных и деятелей
искусства. Есть и "русские" кратеры - Толстой, Тургенев, Суриков,
Мусоргский, Стравинский, Лермонтов, Репин, Чехов и другие. Особенно сильно
Меркурий "бомбился" метеоритами 4 миллиарда лет назад - вскоре после
своего возникновения. Но есть и относительно недавние кратеры. Из-за
практического отсутствия атмосферы все кратеры хорошо сохранились.
Особенно велик кратер Тёплый Бассейн. Диаметр -
1300 км. Возник он от столкновения с "камешком" поперечником в 100
км. Тёплый Бассейн окружён кольцевыми Тёплыми горами высотой до 2 км. На
противоположной стороне Меркурия есть холмы, возникшие в том месте, где
встретились ударные волны, прокатившиеся по всей планете [Купер, Хенбест,
1998]. На Земле сходным образом ведут себя волны Мирового океана после крупных
морских землетрясений.
Обнаружены и другие детали, которых мы не знаем на
Луне. Кора Меркурия сморщенная, с хребтами-складками (складка Фрама, складка
Дискавери и другие). Дело в том, что после формирования планеты железное ядро в
центре Меркурия продолжало сжиматься. Сжалось на 4 км [Купер, Хенбест, 1998], и
от этого кора 4 миллиарда лет назад сморщилась, т.е. возникли складчатые горы
[Вселенная, 1999].
Следует заметить, что относительная площадь
"морей" на Меркурии меньше, чем на Луне. Эти "моря" обычно
называют равнинами: равнина Собку, равнина Будды, Северная равнина. На их
ровной лавовой поверхности относительно мало кратеров, причём кратеры эти
молодые.
Выяснилось, что Меркурий совершает 1 оборот вокруг
своей оси не за 88 земных суток (меркурианский год), как думали ещё недавно, а
за 58 земных суток, то есть приливные силы Солнца притормозили Меркурий, но не
полностью остановили его. Меркурий делает 3 оборота вокруг своей оси ровно за 2
года, и поэтому местные "сутки" здесь длятся 176 земных суток [Купер,
Хенбест, 1998]. Меркурий, таким образом, находится в резонансе 3:2, что связано
с вытянутостью его орбиты (при круговой орбите было бы 1:1). Это резонанс
первого рода [Жарков, 1983]. Резонансные явления очень распространены в
Солнечной системе и по сути своей близки к волновым, и в этом проявляется
глубинное сходство Солнечной системы с микромиром (например, с атомным ядром,
вокруг которого вращаются электроны).
Ось вращения Меркурия отклонена от оси Солнечной
системы всего на 2 градуса, и поэтому таких понятий как зима и лето для
Меркурия не существует.
Атмосферы у Меркурия почти нет, то есть она в 1
000 000 000 000 000 раз разреженней земной. Но всё же есть какое-то количество
гелия и водорода, ещё меньше паров натрия и кислорода, а также следы аргона и
калия [Вселенная, 1999].
Температура колеблется от минус 210 градусов
Цельсия (ночью) до плюс 510 градусов (днём) [Купер, Хенбест, 1998], по другим
данным - от плюс 430 до минус 170 [Вселенная, 1999].
У Меркурия "Маринером-10" открыто
магнитное поле, но оно в 100 раз слабее земного. По другому сообщению - в 20
раз слабее земного [Планы "возвращения" к Меркурию, 1995]. Тем не
менее, чтобы существовало магнитное поле, должно существовать железно-никелевое
ядро в центре планеты, а планета должна быстро вращаться. Так как Меркурий
вращается вокруг оси медленно, то магнитного поля могло бы совсем не быть, и
наличие поля говорит об очень большом железно-никелевом ядре. Поэтому
считается, что у Меркурия, как и у Земли, есть железно-никелевое ядро в центре,
тонкая кора сверху и мантия между ними [Купер, Хенбест, 1998], но ядро у
Меркурия большое (диаметром 3600 км, 80% массы), а мантия относительно тонкая,
хотя и во много раз толще коры (600 км) [Вселенная, 1999]. Таким образом, в
первом приближении Меркурий снаружи похож на Луну, а внутри - на
"застывшую" Землю (без движущихся материков и т.п.).
Судя по строению поверхности, Меркурий прошёл
следующие фазы развития:
сильное внутреннее разогревание;
частичное охлаждение и какое-то число эпох
вулканизма (возникла ровная поверхность застывшей лавы);
интенсивная бомбардировка планетезималями -
"зародышами" планет (возникновение гигантских
кратеров-"морей");
активный вулканизм и заполнение
понижений-"морей" лавой;
последний и наиболее долгий период (3 млрд. лет),
когда поверхность Меркурия изменялась только в результате отдельных столкновений
с астероидами и кометами.
Список литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.seminarium.narod.ru