Меркурий

Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы и ближайшая к Солнцу. Относится к планетам земной группы. Названа в честь древнеримского бога торговли Меркурия — аналога греческого Гермеса. Из-за близости к Солнцу Меркурий трудно наблюдать с Земли невооружённым глазом, однако он хорошо виден в периоды элонгации — утром или вечером на фоне зари.

Физические характеристики

Меркурий — наименьшая из планет земной группы. Его радиус составляет около 2440 км (примерно 38 % земного). Масса планеты — 3,3×10²³ кг, что составляет 5,5 % массы Земли. Средняя плотность Меркурия (5,43 г/см³) лишь немного уступает земной (5,51 г/см³), что указывает на наличие крупного металлического ядра.

Строение

Согласно современным моделям, Меркурий состоит из трёх основных слоёв:

• Кора — толщина от 100 до 300 км, состоит преимущественно из силикатных пород.
• Мантия — силикатная, толщина около 600 км.
• Ядро — металлическое, преимущественно из железа и никеля, занимает около 60 % массы планеты и примерно 85 % её радиуса. Такое большое ядро объясняется, вероятно, тем, что в ранней истории Меркурий потерял значительную часть силикатной мантии в результате гигантского столкновения.

Поверхность

Поверхность Меркурия напоминает лунную: она покрыта кратерами, разломами и гладкими равнинами. Крупнейший ударный бассейн — Калорис (лат. Caloris Planitia) — диаметром около 1550 км. Его образование привело к появлению концентрических горных хребтов и разломов на противоположной стороне планеты.

Характерная особенность Меркурия — эскарпы (уступы), представляющие собой длинные (до сотен километров) обрывы высотой до 3 км. Они образовались в результате сжатия планеты при остывании ядра.

Температура на поверхности колеблется от −180 °C ночью до +430 °C днём. Из-за отсутствия атмосферы (точнее, крайне разреженной экзосферы) тепло не задерживается, и перепады температур максимальны среди планет Солнечной системы.

Атмосфера

Атмосфера у Меркурия практически отсутствует. Давление у поверхности составляет около 10⁻¹⁵ бар (в 10¹⁵ раз меньше земного). Экзосфера состоит из атомов, выбитых с поверхности солнечным ветром: водород, гелий, кислород, натрий, калий, кальций. Наличие натрия и калия обнаружили спектроскопическими методами.

Орбита и вращение

Меркурий обращается вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите. Эксцентриситет орбиты — 0,2056 (наибольший среди планет Солнечной системы, кроме карликовых планет). Расстояние от Солнца варьируется от 46 млн км в перигелии до 69,8 млн км в афелии. Среднее расстояние — 57,9 млн км.

Период обращения вокруг Солнца — 87,97 земных суток. Один оборот вокруг оси занимает 58,646 земных суток. Таким образом, на Меркурии солнечные сутки (от восхода до восхода) длятся около 176 земных суток — то есть два меркурианских года. Это связано с явлением орбитального резонанса: Меркурий вращается вокруг оси за 2/3 своего орбитального периода (3:2).

Прохождение по диску Солнца

С Земли можно наблюдать редкое астрономическое явление — прохождение Меркурия по диску Солнца. Оно происходит примерно 13–14 раз за столетие, чаще всего в мае или ноябре. Последнее прохождение наблюдалось 11 ноября 2019 года.

Исследования

Меркурий — одна из наименее изученных планет земной группы из-за сложности запуска к нему космических аппаратов (необходимо торможение против гравитации Солнца).

«Маринер-10»

Первый космический аппарат, достигший Меркурия, — американский «Маринер-10» (запуск в 1973 году). Он совершил три пролёта мимо планеты в 1974–1975 годах и передал снимки около 45 % поверхности. Также были измерены магнитное поле, температура и состав экзосферы.

«Мессенджер»

Второй аппарат — «Мессенджер» (NASA, запуск 2004 года). Он вышел на орбиту Меркурия в 2011 году и проработал до 2015 года, когда был намеренно разбит о поверхность. «Мессенджер» составил полную карту планеты, обнаружил водяной лёд в постоянно затенённых кратерах у полюсов, измерил состав поверхности и гравитационное поле.

BepiColombo

Совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) — BepiColombo — стартовала в 2018 году и должна достичь Меркурия в 2025 году. Аппарат состоит из двух орбитальных модулей: MPO (Mercury Planetary Orbiter) для картографирования и MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter) для изучения магнитосферы.

Магнитное поле

Меркурий обладает глобальным магнитным полем, напряжённость которого составляет около 1 % от земного. Поле является дипольным и, вероятно, генерируется динамо-эффектом в жидком внешнем ядре. Наличие магнитного поля необычно для такой маленькой планеты. Магнитосфера Меркурия слабая, но способна отклонять солнечный ветер.

Интересные факты

• Меркурий — единственная планета земной группы, кроме Земли, имеющая значительное глобальное магнитное поле.
• В приполярных кратерах Меркурия, куда никогда не попадает солнечный свет, обнаружен водяной лёд. Его общая масса оценивается в 10¹⁵–10¹⁶ кг.
• Из-за медленного вращения и вытянутой орбиты на Меркурии можно наблюдать уникальное явление: в определённых точках Солнце может остановиться в небе, а затем начать двигаться в обратном направлении (эффект «двойного восхода»).
• Средняя скорость движения по орбите — 47,87 км/с, что делает Меркурий самой быстрой планетой Солнечной системы.
• В древности Меркурий был известен шумерам (под именем Му-му-у), вавилонянам, грекам и римлянам. Древние греки называли его двумя именами: утренний — Аполлон, вечерний — Гермес; позже Пифагор указал, что это одно и то же светило.

Источники

• NASA Solar System Exploration: Mercury
• «Меркурий» — статья в Большой российской энциклопедии (БРЭ)
• «Планеты земной группы» — учебное пособие по астрономии (под ред. В. Г. Сурдина)
• «BepiColombo Mission» — материалы Европейского космического агентства (ESA)
• «Messenger: Mission to Mercury» — публикации Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL)