Планета Меркурий

Видимая и абсолютная звёздная величина

Широко используется понятие абсолютной звёздной величины (M). Это звёздная величина объекта, которую он имел бы, если бы был на расстоянии 10 парсек от наблюдателя. Абсолютная величина, в отличие от видимой, позволяет сравниватьсветимость разных звёзд, поскольку не зависит от расстояния до них.

Наблюдающаяся с Земли звёздная величина называется видимой (m). Это название используется, чтобы отличать её от абсолютной, и применяется даже для величин, измеренных в ультрафиолетовом, инфракрасном или каком-либо другом диапазоне (величина, измеренная в видимом диапазоне, называется визуальной)^[2]. Абсолютная болометрическая звёздная величина Солнца равна +4,8^m, а видимая составляет −26,7^m.

10)

Мы живем в Солнечной системе, куда входят в настоящее время 8 планет. Cамая ближайшая к Солнцу планета это - Меркурий. Эта планета относится к планетам земной группы. В эту группу входят, кроме Меркурия, еще Венера, Земля, Марс.

Меркурий был известен еще в древности, однако древние астрономы считали, что утром и вечером видят не одну и ту же звезду, а две разные. Такое же мнение у древних астрономов было и о Венере.

За быстрое перемещение по небу вслед за Солнцем планета Меркурий была названа в честь древнеримского бога Меркурия - вестника богов, покровителя торговли, путешественников и воров.

Меркурий виден утром перед восходом Солнца и вечером после захода Солнца.

Так как Меркурий самая ближайшая к Солнцу планета, то это обстоятельство затрудняет производить наблюдения Меркурия. На небосклоне он отходит от Солнца максимум на 29°. Такое максимальное угловое удаление от Солнца называется элонгацией. Понятно, что Меркурий можно наблюдать в моменты утренней или вечерней видимости вблизи элонгаций. Но так как наклонение его орбиты к эклиптике одно из самых больших в солнечной системе, то увидеть Меркурий эти периоды можно не всегда.

В периоды наилучшей видимости блеск Меркурий составляет –1m. Планета видна невооруженным глазом на фоне вечерней или утренней зари.

Существует гипотеза о том, что Меркурий - очень давно потерянный спутник Венеры. Математическое моделирование эволюции орбиты спут­ника с массой Меркурия показало, что в принципе такой вариант не исключен и даже может объяснить необычайно медленное осевое вращение этих планет. Но для проверки этой гипотезы нужны детальные исследования этих планет: как Меркурия так и Венеры.

Меркурий – это одновременно и самая ближайшая к Солнцу планета и, одновременно самая маленькая. Его радиус – 2 440 км, движется он в среднем на расстоянии 58 млн. км от Солнца.

Масса Меркурия почти в 20 раз меньше массы Земли. Меркурий даже меньше некоторых спутников Юпитера и Сатурна.

Естественных спутников у Меркурия нет.

У Меркурия была обнаружена разреженная гелиевая атмосфера, создаваемая «солнечным ветром». Давление такой атмосферы у по­верхности Меркурия в 500 млрд. раз меньше, чем давление воздуха у поверхности Земли. В составе атмосферы Меркурия выявлено ничтожное количество водорода, следы аргона и неона. Космические аппараты выявили у Меркурия слабое дипольное магнитное поле, в 100 раз менее сильное, чем земное. Меркурий получает больше солнечного света на единицу площади, чем Земля. Максимальная температура освещенной поверхности на Меркурии достигает почти 430 °С в перигелии, а в афелии опускается до 290 °С. На ночной стороне планеты температура поверхности опускается до -170 °С. Но сильные перепады температуры не проникают глубоко: поверхностный слой планеты (реголит) сильно измельчен и служит отличной теплоизо­ляцией, так что на глубине нескольких десятков сантиметров от поверхности температура всегда держится постоянной — около 80 °С.

Сфотографированная космическими аппаратами часть поверхности Меркурия похожа на лунную: множество кратеров различного размера покрывает эту планету, однако в областях, названных равнинами, плотность кратеров существенно меньше, как и на поверхности лунных морей.

Ускорение свободного падения на Меркурии составляет 3,68 м/с2. Окажись там космонавт - он будет весить почти втрое меньше, чем на Земле (без учета скафандра).

Средняя плотность у Меркурия почти такая же, как у Земли. По расчетам ученых, у Меркурия должно быть железное ядро, занимающее, по расчетам, примерно половину объе­ма планеты. Над ядром должна быть мантия, а над мантией — силикатная оболочка.

При внешнем сходстве с Луной Меркурий сохранил жидкое металлическое ядро, движение вещества в котором и создает его магнит­ное поле.

Меркурий обладает еще и сильно вытянутой орбитой (расстояние от Меркурия до Земли колеблется от 82 до 217 млн. км.). Также Меркурий быстрее всех планет движется по своей орбите – со средней скоростью 48 км/с и совершает оборот вокруг Солнца всего за 0,24 земного года, т.е. за 88 зем­ных суток. При всем этом, у Меркурия еще и самое медленное суточное вращение среди всех планет – один оборот вокруг оси длится у него 58,6 земных суток, т.е. 2/3 меркурианского года. Как упоминалось ранее, наклонение орбиты Меркурия к эклиптике одно из самых больших в Солнечной системе. i = 7°.

Сложение осевого и орбитального движений Меркурия приводит к тому, что солнечные сутки (промежуток времени между верхними или нижними кульминациями Солнца на небе Меркурия) продолжаются на этой планете 176 земных суток, т. е. ровно два меркурианских года. Уникальный случай среди планет: за сутки проходят два года! Солнечные сутки на Меркурии длятся 176 земных суток, т.е. ровно 2 меркурианских года. Это явление происходит из-за особого соотношения между периодами обращения планеты вокруг оси и вокруг Солнца. Быстро мчась по орбите, Меркурий лениво поворачивается вокруг своей оси.

Скорость вращения Меркурия вокруг своей ости практически равномерна, а вот скорость движения по орбите нет, т.к. орбита Меркурия вытянутая. В близи перигелия скорость движения планеты по орбите вокруг Солнца превышает скорость вращательного движения, и для наблюдателя на поверхности Меркурия возникает эффект двойного восхода Солнца. В определенный момент Солнце останавливается и начинает двигаться в обратную сторону. Это так называемый эффект Иисуса Навина, персонажа из Библии, остановившего Солнце.

Долгое время считалось, что Меркурий вращается вокруг своей оси синхронно с движением вокруг Солнца и поэтому обращен к нему всегда одним полушарием, как Луна к Земле.

Но в 1965 г. с помощью радиолокации было установлено, что период вращения этой планеты составляет только 58,6 суток, то есть за 2/3 своего года он завершает полный оборот вокруг своей оси относительно далеких звезд.

Движение Меркурия интереснейшим образом связано с движением Земли: в течение одного земного года Меркурий успевает совершить почти точно 4 оборота вокруг Солнца и 6 раз повернуться вокруг своей оси. В течение земного года с точки зрения земного наблюдателя Меркурий успевает сделать почти точно 3 оборота вокруг Солнца и 5 раз повернуться вокруг своей оси. Судя по всему, это совпадение и стало причиной того, что астрономы первой половины XX в. были уверены, что Меркурий всегда обращен к Солнцу одним и тем же полушарием.

Это заблуждение произошло оттого, что наблюдать Меркурий в средних широтах можно лишь в течение одного сравнительно короткого периода в году — в летние месяцы, когда после захода Солнца планета видна сравнительно высоко над горизонтом. Составитель первых карт Меркурия знаменитый итальянский астроном Дж. Скиапарелли первые наблюдения этой планеты провел в 1881 г. и повторил их ровно через год. Разумеется, никаких изменений во внешнем виде Меркурия он не заметил и решил, что планета всегда ориентирована к Солнцу одной стороной.

Карта Меркурия составленная Ловеллом

Карта Меркурия составленнаяАнтониади

В конце XIX в. астрономы даже пытались зарисовать темные и светлые детали, на­блюдаемые на поверхности Меркурия. Наиболее известны работы Скиапарелли (1881-1889) и американского астронома П. Ловелла (1896-1897). А в 1901 г. астроном Т. Дж. Си даже объявил о том, что он видел кратеры на Меркурии. Тогда мало кто поверил в это. Однако, впоследствии 625-километровый кратер (Бетховен) оказался в тот месте, которое было отмечено Си.

Попытки составить карту «видимого полушария» Меркурия с Земли (мы помним считалось, что всегда освещено лишь одно его по­лушарие) астрономы не оставляли и позже. Французский астроном Э. Антониади составил такую карту в 1934 году. Названия некоторых деталей на этой карте используются и на современных картах.

Благодаря запущенному в 1973 году космическому зонду «Маринер-10» удалось составить действительно надежные карты планеты и увидеть мелкие детали рельефа поверхности планеты.

Зонд трижды сближался с Меркурием и передавал телевизионные изображения освещенных участков его поверхности. Тогда было снято в общей сложности 45% поверхности планеты, в основном — западное полушарие. На некоторых фотографиях, сделанных «Маринером-10» хорошо видны следы излияния лавы и уступы, названные эскарпами. Вероятно, интенсивная метеоритная бомбардировка поверхности Меркурия в прошлом иногда приводила к таким излияниям, а появление эскарпов связывают со сжатием коры Меркурия.

Перепады высот различных форм рельефа на Меркурии в среднем меньше, чем на Луне. Профили высот изучаются и строятся также по наземным радиолокационным исследованиям. Благодаря им удалось выявить несколько крупных кольце­вых структур диаметром более 300 км на участке, еще не снятом космическими зондами.

Всего Меркурий исследовали 2 космических зонда: запущенный в 1973 году «Маринер-10» и запущенный в 2004 году КА - «Мессенджер».

«Маринер 10» (Mariner 10) облетал Меркурий в 1974 и 1975 годах. В его программу входило облететь эту планету три раза для того, чтобы сделать снимки ее усеянной кратерами поверхности. Однако, космический аппарат в основном наблюдал за одной и той же стороной планеты во время каждого из своих прохождений.

И до сих пор бoльшая часть Меркурия остается для нас загадкой.