Планета меркурий

Исследования с космическими зондами

Достижение Меркурия с Земли представляет собой серьезные технические проблемы, поскольку планета вращается гораздо ближе к Солнцу, чем Земля. Связанный с Меркурием космический корабль, запущенный с Земли, должен пройти более 91 миллиона километров в яму гравитационного потенциала Солнца. Начиная с орбитальной скорости Земли 30 километров в секунду (км / с), изменение скорости (дельта-v), которое космический корабль должен сделать, чтобы выйти на переходную орбиту Хомана, проходящую около Меркурия, велико по сравнению с другими планетными миссиями.

Потенциальная энергия, высвобождаемая при движении вниз по потенциальной яме Солнца, становится кинетической энергией; требуется еще одна большая дельта-v для чего-либо, кроме быстрого прохождения мимо Меркурия. Чтобы безопасно приземлиться или выйти на стабильную орбиту, поскольку на планете очень мало атмосферы, приближающийся космический корабль не может использовать аэродинамическое торможение и должен полагаться на ракетные двигатели. Для полета к Меркурию требуется больше ракетного топлива, чем требуется для полного выхода из Солнечной системы. Следовательно, пока что планету посетил только один космический зонд.

Исследования Меркурия

В будущем Меркурий признан пригодным для колонизации. Однако, учитывая, сколько времени потребуется, чтобы долететь до Меркурия, чтобы доставить вам земную экспедицию, этого не произойдет в ближайшие два десятилетия. Основными препятствиями для пилотируемых полетов являются: высокий уровень радиации, значительное падение температуры на поверхности планеты, необходимость снабжения большого количества ресурсов с Земли. Средств долгосрочной надежной защиты космонавтов от воздействия негативных факторов пока не создано, поэтому изучение Меркурия проводится на расстоянии.

Первый полет – миссия Маринер

Американская межпланетная станция покинула мыс Канаверал 3 ноября 1973 года. Основным объектом исследований была планета Меркурий, но она потратила более трети своих ресурсов на полет и фотографирование атмосферы нашего ближайшего соседа, подойдя почти «близко». (5770 км).

Во время полета скорость корабля была непостоянной. После выхода с лунной орбиты космический корабль «Маринер-10» разогнался до 38600 км / ч. Автоматической исследовательской станции весом 500 кг потребовалось почти три месяца, чтобы достичь Венеры. Используя силу тяжести, космический корабль совершил гравитационный маневр, изменив траекторию полета. Это позволило снизить превышение скорости (до 16000 км / ч). В противном случае, продолжая лететь так быстро, устройство могло бы пролететь над целью из-за гигантского гравитационного воздействия Солнца.

Исследовательский аппарат вышел на гелиоцентрическую орбиту в начале 1974 года. За 11,5 месяцев он совершил три подхода к Меркурию. Минимальная дистанция составила 327 км. Израсходовав в 1975 году запас топлива для коррекции, космический корабль перестал реагировать на сигналы центра управления и продолжил движение по гелиостационарной орбите подобно искусственному спутнику.

Второй полет – миссия Мессенджер

Автоматическая межпланетная станция была запущена с Земли 3 августа 2004 года. Она весила 1,1 тонны, была оборудована вращающимися солнечными батареями, защитным экраном, тележкой и 16 маневрирующими ракетными двигателями. Масса топлива, необходимого для полета, составила более 600 кг (более 50% от общей).

Чтобы преодолеть расстояние от нашей планеты до пункта назначения станции, потребовалось 7 лет. Станция должна была выполнить 6 гравитационных маневров для торможения с синхронизацией орбиты. Большой вес машины требовал более высокой стартовой скорости для преодоления силы тяжести. На околоземной орбите она составляла 30 км / с, у цели — 5,4 км / с. Совершив три полета на высоте 200 км, станция вышла на статическую орбиту и почти год передавала четкие изображения в ЦУП.

Израсходовав к декабрю 2014 года топливо, «Вестник» потерял способность корректировать свою орбиту и начал постепенно падать на поверхность Меркурия. Миссия космического корабля завершилась столкновением Меркурия с землей в районе кратера Яначека 30 апреля 2015 года.

Поверхность

Поверхность Меркурия очень похожа на поверхность Луны, показывая обширные равнины, похожие на кобылу, и тяжелые кратеры, что указывает на то, что она была геологически неактивной в течение миллиардов лет. Учитывая, что до сих пор только одна беспилотная космическая миссия (Mariner 10) достигла Меркурия, его геология наименее изучена среди планет земной группы. Поверхностные элементы имеют следующие названия:

• Особенности альбедо — области с заметно различающейся отражательной способностью
• Dorsa (множественное число от Dorsum) — гребни
• Монтес — горы
• Planitiae — равнины
• Rupes — уступы
• Долины — долины

Во время и вскоре после образования Меркурия он подвергся сильной бомбардировке кометами и астероидами в течение периода, который закончился 3,8 миллиарда лет назад. В течение этого периода интенсивного кратерообразования планета подвергалась ударам по всей своей поверхности, чему способствовало отсутствие атмосферы, которая могла бы замедлить ударные волны. В это время планета была вулканически активна. Бассейны были заполнены магмой изнутри планеты, в результате чего образовались гладкие равнины, похожие на моря на Луне.

Кратеры на Меркурии имеют диаметр от нескольких метров до сотен километров. Самый большой известный кратер — это огромный бассейн Калорис диаметром 1300 километров. Удар, создавший Бассейн Калорис, был настолько мощным, что вызвал извержения лавы и оставил концентрическое кольцо высотой более 2 км, окружающее ударный кратер. В антиподе (диаметрально противоположной точке) Бассейна Калорис находится большой регион необычной холмистой местности, который называется «Странная местность». Считается, что ударные волны от удара распространялись по планете и, когда они сходились в точке, противоположной удару, вызывали там обширные трещины на поверхности.

Равнины Меркурия имеют два различных возраста: более молодые равнины менее сильно изрезаны кратерами и, вероятно, образовались, когда потоки лавы погребли более раннюю местность. Одна необычная особенность поверхности планеты — многочисленные складки сжатия, пересекающие равнины. Считается, что когда внутренняя часть планеты остыла, она сжалась, и ее поверхность начала деформироваться. Складки можно увидеть поверх других деталей, таких как кратеры и более гладкие равнины, что указывает на то, что они возникли недавно. Поверхность Меркурия также изгибается за счет значительных приливных выпуклостей, создаваемых Солнцем — солнечные приливы на Меркурии примерно на 17 процентов сильнее, чем на Луне на Земле.

Поверхность Меркурия, как и поверхность Луны, вероятно, подверглась воздействию процессов космического выветривания. Удары солнечного ветра и микрометеоритов могут затемнить альбедо и изменить отражательные свойства поверхности.

Средняя температура поверхности Меркурия составляет 452 K (353,9 ° F, 178,9 ° C), но она колеблется от 90 K (-297,7 ° F, -183,2 ° C) до 700 K (800,3 ° F, 426,9 ° C); для сравнения, температура на Земле колеблется всего примерно на 150 К. Солнечный свет на поверхности Меркурия в 6,5 раз интенсивнее, чем на Земле (при значении солнечной постоянной 9,13 кВт / м2).

Несмотря на то, что поверхность Меркурия в целом горячая, наблюдения убедительно свидетельствуют о наличии льда на планете. Дно некоторых глубоких кратеров возле полюсов никогда не подвергается воздействию прямых солнечных лучей, а температуры там остаются намного ниже, чем в среднем в мире. Водяной лед сильно отражает радар, и наблюдения показывают, что рядом с полюсами есть участки очень сильного радарного отражения. Хотя лед — не единственная возможная причина появления этих отражающих областей, астрономы считают, что это наиболее вероятно.

Считается, что ледяные районы покрыты на глубину всего несколько метров и содержат около 1014–1015 кг льда. Для сравнения, антарктический ледяной покров на Земле весит около 4 × 10 см.18 кг, а южная полярная шапка Марса содержит около 1016 кг воды. Происхождение льда на Меркурии еще не известно, но два наиболее вероятных источника связаны с выделением газа из недр планеты или отложением в результате ударов комет.

Спутники Меркурия

Планета Меркурий, запечатленная аппаратом MESSENGER в 2008 году

Есть ли у Меркурия спутники : описание первой планеты от Солнца с фото, особенности орбиты, история формирования планеты и лун в космосе, сфера Хилла.

Вы могли заметить, что практически у каждой планеты Солнечной системы есть спутники. Причем у Юпитера их целых 67! Даже обиженный всеми Плутон обладает пятью. А что с первой планетой от Солнца? Сколько спутников у Меркурия и есть ли они вообще?

Есть ли у Меркурия спутники

Если спутники – это довольно распространенное явление, то почему эта планета лишена такого счастья? Чтобы понять причину, нужно разобраться в принципах формирования лун и посмотреть, как это соотносится с ситуацией на Меркурии.

Создание естественных лун

Прежде всего, спутник способен использовать для формирования материал из околопланетного диска. Тогда все осколки постепенно соединяются и создают крупные тела, которые способны приобрести сферическую форму. Подобному сценарию последовали Юпитер, Уран, Сатурн и Нептун.

Второй способ – привлечь к себе. Крупные тела способны воздействовать гравитацией и притягивать к себе другие объекты. Это могло произойти с марсианскими спутниками Фобосом и Деймосом, а также с небольшими лунами у газовых и ледяных гигантов. Есть даже мысль, что крупная луна Нептуна Тритон ранее считалась транс-нептуновым объектом.

Спутники Солнечной системы, отображенные в масштабе

И последнее – сильное столкновение. В момент формирования Солнечной системы планеты и прочие объекты пытались отыскать свое место и часто сталкивались. Это бы заставило планеты выбросить в пространство огромное количество материала. Думают, что именно так и появилась земная Луна примерно 4.5 миллиардов лет назад.

Сфера Хилла

Сфера Хилла — участок вокруг небесного тела, который доминирует над солнечным притяжением. На внешнем краю наблюдается нулевая скорость. Эту черту объект не способен перешагнуть. Чтобы обзавестись луной, нужно располагать объектом в пределах этой зоны.

То есть, все тела, пребывающие в сфере Хилла, подчиняются влиянию планеты. Если же они за пределами черты, то слушаются нашей звезды. Это касается и Земли, которая удерживает Луну. Но у Меркурия нет спутников. Фактически он не способен захватить или сформировать собственную луну. И на это есть несколько причин.

Размер и орбита

Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы, которой не повезло расположиться самой первой, поэтому ее гравитации просто не хватит, чтобы удержать свой спутник. Более того, если бы крупный объект прошел в сферу Хилла, то скорее попал бы под солнечное влияние.

Кроме того, на орбитальном пути планеты просто не хватает материала на то, чтобы создать луну. Возможно, причина в звездных ветрах и радиусах конденсации легких материалов. В момент формирования системы элементы вроде метана и водорода оставались в виде газа возле звезды, а тяжелые сливались в планеты земного типа.

Однако в 1970-х гг. все же надеялись на то, что там может быть спутник. Маринер-10 уловил огромное количество УФ-лучей, намекая на крупный объект. Но радиация пропала на следующий день. Оказалось, что прибор поймал сигналы от удаленной звезды.

К сожалению, Венере и Меркурию приходится коротать век в одиночестве, так как в Солнечной системе это единственные планеты, у которых нет спутников. Нам повезло расположиться на идеальной удаленности и обладать крупной сферой Хилла. И давайте поблагодарим таинственный объект, который врезался в нас в прошлом и породил Луну!

Размер, масса и орбита

Для Солнечной системы такие планеты, как эта считаются маленькими. Это и неудивительно. Масса Меркурия всего 3.31 · 1023. Несмотря на размеры, его плотность достаточно высокая и составляет 5.4 г. на кубический см. При этом радиус Меркурия 2.4 км. Орбита Меркурия отлична от всех остальных планет — она эллипсоидная. Поэтому и планеты ближайшие к нему могут меняться. Все зависит от фазы. И если при афелии это расстояние составляет 70 млн. км. То при вхождении в фазу перигелии оно уже 46 млн. км. Долгое время ученые утверждали, что эта планета единственная, у которой отсутствует осевое вращение. Но это не так. Он движется и это движение снижено. К примеру, за полный оборот вокруг звезды, вокруг своей оси он повернется всего 1.5 раза. Скорость этого вращения всего 48 км. в секунду. И если эта скорость постоянна, то при перемещении по орбите она меняется. Это приводит к интересному эффекту, названому в честь библейского персонажа, предсказавшего остановку солнца. При этом светило замирает и потом меняет свое движение на 180 градусов.

Магнитное поле

 

У этой планеты есть магнитосфера. Примечательно, что до начала исследования 1974 года об этом даже не догадывались. Оно намного слабее земного. Сперва ученные полагали, что это остаточное явление — реликт, оставшийся с момента создания планеты. Эти отголоски тех времен и образуют явление, которое посчитали магнитным полем Меркурия. Сейчас уже доказано — что его создают процессы, происходящие в ядре планеты. Во время движения расплавленного металла возникает эффект динамо. Хотя до этого считали, что оно давно остыло и никаких процессов в нем происходить не может. В ходе изучения, стало понятно, что, как и на земле — оно дипольное. Это значит, что у него есть полюса — южный и северный. Сил магнитосферы хватает для отклонения космических ветров, но недостаточно сильное, чтобы полностью защититься от них.

Физические характеристики Меркурия

Из-за своего состава и рельефа Меркурий относиться к группе планет, которую называют земной из-за твердой оболочки. По сравнению с газовыми гигантами нашей Системы — он совсем крошечный. Его диаметр всего 4.8 км. Несмотря на это — он является не спутником, а вполне самостоятельной планетой. После перенесенной свыше 3.8 млрд. лет назад вулканической активности и усиленной бомбардировкой астероидов он сейчас имеет именно такое строение. Если сравнивать массу планеты Меркурий с земной, то она составит всего 0.055. Он крошечный по сравнению с нашей планетой и меньше ее в 20 раз. Его радиус, по сравнению с нашим — 0.38. Спутники многих планет имеют большие показатели.

Экваториальный диаметр	4 879,4 км
Полярный диаметр	4 879,4 км
Средний диаметр	4 879,4 км (0,3829 земного)
Объём	6,083⋅10*10 км3 0,056 земного
Площадь поверхности	7,48⋅10*7 км2 0,147 земной
Масса	3,33022⋅10*23 кг 0,055274 земной
Средняя плотность	5,427 г/см3 0,984 земной
Ускорение свободного падения на экваторе	3,7 м/с2 0,377 g
Первая космическая скорость	3,1 км/с
Вторая космическая скорость	4,25 км/с
Экваториальная скорость вращения	10,892 км/ч (3,026 м/с) (на экваторе)
Период вращения	58,646 дня
Наклон оси	2,11′
Альбедо	0,068 (Бонд) 0,142 (геометрическое)
Видимая звёздная величина	от −2,6m до 5,7m

День и ночь

Мы привыкли к тому, что на нашей планете сутки стабильно состоят из 24 часов. Но не все планеты живут по земным условностям, и временная разница может быть существенна. Сутки на этой планете составляю 1392 часа или 58 дней, если сравнивать с земными. Этот рекорд удалось побить только Венере, там их длительность — 243 дня.

Интересные факты о Меркурии

1. Меркурий известен человечеству с давних времен. Хотя точная дата его открытия неизвестна, считается, что первое упоминание о планете появилось около 3000 г до н.э среди шумеров.
2. Год на Меркурии составляет 88 земных дней, а день Меркурия — 176 земных дней. Меркурий почти полностью заблокирован от Солнца приливными силами, но со временем он медленно вращает планету вокруг своей оси.
3. Меркурий вращается вокруг Солнца так быстро, что некоторые ранние цивилизации считали, что на самом деле это две разные звезды, одна из которых появляется утром, а другая — вечером.
4. Меркурий с диаметром 4879 км — самая маленькая планета в Солнечной системе, а также одна из пяти планет, которые можно увидеть в ночном небе невооруженным глазом.
5. После Земли Меркурий — вторая по плотности планета в Солнечной системе. Несмотря на небольшой размер, Меркурий очень плотный, так как в основном состоит из тяжелых металлов и камня. Это позволяет отнести его к планетам земной группы.
6. Астрономы не осознавали, что Меркурий был планетой до 1543 года, когда Коперник создал гелиоцентрическую модель солнечной системы, согласно которой планеты вращаются вокруг Солнца.
7. Гравитационные силы планеты составляют 38% гравитационных сил Земли. Это означает, что Меркурий не может удерживать атмосферу, которая у него есть, и что то, что остается, уносится солнечным ветром. Однако все же солнечные ветры притягивают к Меркурию частицы газа, пыли микрометеоритов и образуют радиоактивный распад, который так или иначе формирует атмосферу.
8. У Меркурия нет лун или колец из-за его низкой гравитации и отсутствия атмосферы.
9. Была теория, что между орбитами Меркурия и Солнца находилась неоткрытая планета Вулкан, но ее присутствие не было доказано.
10. Орбита Меркурия — это эллипс, а не круг. У него самая эксцентричная орбита в Солнечной системе.
11. Меркурий — лишь вторая по температуре среди планет Солнечной системы. Первое место занимает Венера, несмотря на то, что она дальше от Солнца, чем Меркурий. Тем не менее, Меркурий занимает первое место по экстремальным перепадам температуры: от -170 ° C ночью до 430 ° C днем,
12. На Меркурии нет сезонов. Ось Меркурия имеет наименьший угол наклона среди всех других планет, что исключает возможность времен года.
13. У Меркурия есть большое железное ядро, которое составляет около 40% от его объема (ядро Земли составляет всего 17% от объема нашей планеты). Радиус ядра варьируется от 1800 до 1900 км. Сегодня ученые считают, что ядро ​​находится в постоянно расплавленном состоянии.
14. Результаты измерений «Маринер-10»: Меркурий имеет очень слабое магнитное поле, его напряженность составляет около 1% от магнитного поля Земли.

Происхождение

Происхождение магнитного поля можно объяснить динамо-эффектом. Он состоит из конвекции из проводящей жидкости железы во внешнем ядре планеты. Динамо создается большим внутренним железным ядром, которое течет к центру масс планеты (и не охлаждается в течение многих лет), и внешним ядром, которое не было полностью затвердевшим и которое циркулирует внутри.

До открытия его магнитного поля в 1974 году считалось, что из-за небольшого размера Меркурия его ядро ​​уже остыло. Вдобавок медленное вращение 59 не должно было обеспечить достаточно энергии для создания магнитного поля .

Это динамо, вероятно, намного слабее, чем у Земли, потому что оно управляется термокомпозиционной конвекцией, связанной с затвердеванием внутреннего ядра. Температурный градиент на границе ядро-мантия субадиабатический, и поэтому внешняя область жидкого ядра стабильно стратифицирована, и динамо работает только на глубине, где создается сильное поле. Из-за медленного вращения планеты магнитное поле быстро колеблется с течением времени. Кроме того, из-за слабого магнитного поля, генерируемого внутри, также возможно, что магнитное поле, создаваемое токами магнитопаузы, представляет собой отрицательную обратную связь по процессам динамо, вызывая ослабление общего поля.

Наземные телескопические исследования

Первые телескопические наблюдения Меркурия были сделаны Галилеем в начале семнадцатого века. Хотя он наблюдал фазы, когда смотрел на Венеру, его телескоп не был достаточно мощным, чтобы увидеть фазы Меркурия. В 1631 году Пьер Гассенди сделал первые наблюдения прохождения планеты через Солнце, когда он увидел прохождение Меркурия, предсказанное Иоганном Кеплером. В 1639 году Джованни Зупи с помощью телескопа обнаружил, что у планеты есть орбитальные фазы, похожие на Венеру и Луну. Наблюдение убедительно продемонстрировало, что Меркурий вращается вокруг Солнца.

Очень редкое событие в астрономии — это проход одной планеты впереди другой, если смотреть с Земли. Это событие называется затмением. Меркурий и Венера скрывают друг друга каждые несколько столетий, и событие 28 мая 1737 года — единственное исторически зарегистрированное событие, которое наблюдал Джон Бевис в Королевской Гринвичской обсерватории. Следующее покрытие Меркурия Венерой произойдет в 2133 году.

Трудности, связанные с наблюдением Меркурия, означают, что он гораздо менее изучен, чем другие планеты. В 1800 году Иоганн Шретер наблюдал за особенностями поверхности, но ошибочно оценил период вращения планеты примерно в 24 часа. В 1880-х годах Джованни Скиапарелли более точно нанес на карту планету и предположил, что период вращения Меркурия составляет 88 дней, что совпадает с периодом его обращения из-за приливной блокировки. Это явление известно как синхронное вращение и также показан Луной Земли.

Теория о том, что вращение Меркурия было синхронным, получила широкое распространение, и это был значительный шок для астрономов, когда радионаблюдения в 1960-х годах поставили под сомнение это убеждение. Если бы Меркурий был заблокирован приливом, его темное лицо было бы чрезвычайно холодным, но измерения радиоизлучения показали, что он был намного горячее, чем ожидалось. Астрономы не хотели отказываться от теории синхронного вращения и предлагали альтернативные механизмы, такие как мощные ветры, распространяющие тепло, для объяснения наблюдений. Однако в 1965 году радарные наблюдения убедительно показали, что период вращения планеты составлял около 59 дней. Итальянский астроном Джузеппе Коломбо отметил, что это значение составляет около двух третей орбитального периода Меркурия, и предположил, что произошла другая форма приливной блокировки, в которой периоды орбиты и вращения планеты были зафиксированы в 3: 2, а не 1: 1. резонанс. Впоследствии данные космических аппаратов подтвердили эту точку зрения.

Наземные наблюдения не пролили больше света на самую внутреннюю планету, и только после того, как космические зонды посетили Меркурий, многие из его самых фундаментальных свойств стали известны. Однако недавние технологические достижения привели к улучшению наземных наблюдений: в 2000 году удачные изображения с высоким разрешением, полученные с 60-дюймового телескопа обсерватории Маунт Вильсон, предоставили первые подробные изображения частей Меркурия, которые не были отображены в миссиях Mariner.

Магнитное поле

Магнитосфера Меркурия оказалась еще одним сюрпризом
для исследователей. У самой маленькой планеты обнаружилась магнитосфера,
похожая на земную. Приборы КА зафиксировали, хотя и слабое, дипольное магнитное
поле (100 раз слабее земного) с магнитными полюсами. До исследований Меркурия
космическими аппаратами «Mariner 10» и «Messenger», предполагалось, что в
центре планеты находится большое железное ядро – на его долю приходится 80 %
массы. После обнаружения дипольного магнитного поля исследователи стали
склоняться к жидкому ядру, но как его расплавить, если оно железное, массивное
и остывшее?

Насчет энергии, здесь присутствуют два способа, за
счет которых Меркурий пополняет ее. Источник один это – Солнце, но пополнение
разное. 1) Прямое излучение и поглощение солнечных лучей. 2) Благодаря эксцентриситету
и, соответственно, присутствию приливных сил от гравитационного воздействия Светила,
генерируется теплоты внутри планеты.

Предполагается, что магнитное поле генерируется активным динамо в ядре Меркурия, также как на Земле. По поводу расплавленного ядра у меня нет разногласий с авторитетами, а вот о генерации и слабости его могу добавить следующее. Магнитное поле Меркурия формируется не в центре ядра, а на его периферии, на границе расплава и твердого вещества в мантии. И образуется оно не с помощью электромагнитного динамо, а вследствие протекания локальных электрических токов, образуемых разрядами молний. Молнии возникают вследствие пробоя накопленных зарядов в процессе трибозарядки в пограничных слоях при вращении планеты и ее содержимого в мантии. О технологии данного процесса можно познакомиться в статье: «» .

Теперь о слабости магнитного поля. Поскольку возникновение магнитосферы связано с суточным вращением планеты, а на Меркурии сутки длятся довольно долго 58 земных суток (за 176 суток Меркурий делает ровно два витка вокруг Солнца и три оборота вокруг оси). За каждые 2 витка вокруг Солнца, Меркурий оборачивается три раза вокруг своей оси, т.е. находятся в орбитальном резонансе 2:3 с Солнцем.

Течение (перемещение) магматического вещества
внутри планеты также связано с суточной периодичностью. Но здесь помогают еще
приливные течения. Из-за медленного движения магмы генерируется слабый
интегрированный электрический ток, и соответствующее магнитное поле. По этой же
причине возникают, так называемые «окна» разрывы в магнитосфере Меркурия,
которые были обнаружены КА «Messenger».

КА определил ориентацию оси магнитного диполя, ее
наклонение к оси вращения планеты примерно на 10° . Это лишнее
подтверждение, что магнитное поле не генерируется в ядре и нет эффекта «Динамо».

На Меркурии нет смены времен года, как на Земле. Это происходит из-за того, что ось вращения планеты почти перпендикулярна к плоскости орбиты.

Формирование и геология

Изучая другие планеты, мы лучше понимаем, как возникла Земля и почему она могла сформироваться не так, как другие тела, чтобы создать то, что мы видим сегодня.

Как образовался Меркурий?

Меркурий образовался около 4,5 миллиардов лет назад, как и другие планеты, когда частицы газа, пыли и более крупного камня собрались вместе под действием гравитационных сил и центробежной силы притяжения молодого Солнца.

Как и у многих других планет, у Меркурия есть пылевое кольцо, но оно немного отличается. Ученые описывают туман космической пыли над орбитой Меркурия, кольцо шириной около 9,3 миллиона миль, через которое проходит Меркурий шириной 3030 миль.

Но есть много вопросов и загадок относительно формирования Меркурия, например, где он первоначально образовался.

Несмотря на то, что планеты, формирующиеся ближе к Солнцу, обычно содержат больше тория (поскольку стабильный радиоактивный элемент выживает при очень высоких температурах), чем калия, который более летуч и быстро испаряется в жаркой среде, на Меркурии слишком много калия по сравнению с торием. Фактически, соотношение двух элементов на Меркурии ближе к соотношению Марса, чем соотношение, измеренное на Земле, Луне и Венере.Это может означать, что он образовался ближе к Марсу, а затем был перенесен на свое нынешнее место в результате столкновения.

Что внутри Меркурия? Он похож на Землю?

Внутренняя часть Меркурия похожа на Землю, но также сильно отличается. У него есть те же три основных компонента: ядро, мантия и кора:

• Большое твердое металлическое железное внутреннее ядро ​​с радиусом около 2074 километра почти такого же размера, как внутреннее ядро ​​Земли (около 2400 километров), занимая почти 85 процентов радиуса и объема планеты. Забавный факт

  Одна из современных теорий состоит в том, что по крайней мере одно столкновение в начале ее жизни уничтожило внешние слои планеты, оставив только ядро. Миссия MESSENGER помогла ученым измерить ее внутреннюю часть на основе ее вращения и гравитационных сил, поскольку орбитальный аппарат все ближе и ближе подходил к поверхности планеты, но вопросы все еще остаются.

  

  

  

  

  

  

  : это твердое внутреннее ядро ​​составляет примерно половину всего ядра Меркурия (около 2440 миль или почти 4000 километров в ширину); это массивное внутреннее ядро ​​по сравнению с другими скалистыми планетами в нашей Солнечной системе является одной из самых интригующих загадок Меркурия. Остальная часть ядра должна быть хотя бы частично расплавленной, поскольку у Меркурия есть магнитное поле.

• Мантия: силикатная мантия, состоящая из пород, богатых магнием и железом, похожа на мантию Земли, но намного меньше.
• Внешняя оболочка Меркурия, сравнимая с внешней оболочкой Земли (называемой мантией и корой), намного тоньше и имеет толщину всего около 400 километров (250 миль). Хотя точный состав земной коры все еще изучается, в основном она состоит из силикатных минералов, таких как базальт и пироксен.

Забавный факт: Меркурий остается тектонически активным и даже сжимается!

Меркурий, по-видимому, является единственной другой тектонически активной планетой в нашей Солнечной системе, кроме Земли, демонстрирующей изменение ландшафта и даже вулканическую активность на протяжении многих лет.

На самом деле, он сжимается или сжимается в результате своей тектонической активности, о чем свидетельствуют новые особенности, такие как уступы разломов (утесы, напоминающие ступени лестницы), достаточно маленькие, чтобы они были геологически молодыми, в отличие от более крупных уступов, обнаруженных во время миссии MESSENGER.

Эти уступы образовались по мере того, как недра планеты охлаждались, сжимая планету и заставляя кору ломаться и выбрасываться вверх вдоль разломов в утесы длиной до сотен миль и даже высотой более мили. Эта тектоническая активность вызвана глобальным магнитным полем, которое существовало в течение миллиардов лет, и медленным охлаждением все еще горячего внешнего ядра Меркурия, потенциально даже вызывая «Ртутные землетрясения».

Однако дальнейшие свидетельства изменений этих характеристик помогут доказать, что он по-прежнему тектонически активен сегодня.

4.2.2. Бывший спутник Венеры? window.top.document.title = «4.2.2. Бывший спутник Венеры?»;

Рисунок 4.2.2.1.Магнитосфера Меркурия

В XIX веке появилась гипотеза о том, что Меркурий ранее являлся спутником Венеры. В 1976 году был произведен математический расчет этой гипотезы, который показал, что это может объяснить потерю вращательного момента у Меркурия и Венеры, большой эксцентриситет орбиты Меркурия, резонансный характер движения Меркурия вокруг Солнца. Убегание Меркурия могло произойти за 500 миллионов лет и сопровождалось огромным выделением энергии, которое разогревало и Венеру, и ее спутник. Эта гипотеза помогает объяснить и наличие магнитного поля у Меркурия, и химический состав его ядра.

На основании анализа фотографий Меркурия американские геологи П. Шульц и Д. Гаулт предложили следующую схему эволюции его поверхности. После завершения процесса аккумуляции и формирования планеты её поверхность была гладкой. Далее наступил процесс интенсивной бомбардировки планеты остатками планетного роя, во время которой образовались бассейны типа Калорис, а так же кратеры типа Коперника на Луне. Следующий период характеризовался интенсивным вулканизмом и выходом потока лавы, заполнявшей крупные бассейны. Этот период завершился около 3 млрд. лет назад (возраст планет Солнечной системы известен довольно точно и равен 4,6 млрд. лет).

У Меркурия есть слабое магнитное поле, которое было обнаружено космическим аппаратом «Маринер-10». Напряженность магнитного поля на экваторе планеты 3,5 мГс, у полюсов 7 мГс, что составляет 0,7 % земного магнитного поля. Тщательное изучение магнитного поля планеты показало, что оно имеет более сложную структуру, чем земное. Кроме дипольного (двухполюсного) в нём присутствуют ещё поля с четырьмя и восемью полюсами. Со стороны Солнца магнитосфера Меркурия сильно сжата под действием солнечного ветра.

Рисунок 4.2.2.2.Схема строения Меркурия

Высокая плотность и наличие магнитного поля показывает, что у Меркурия должно быть плотное металлическое ядро. По современным расчётам, плотность в центре Меркурия должна достигать 9,8 г/см3, радиус ядра составляет 1800 км (75 % радиуса планеты). На долю ядра приходится 80 % массы Меркурия. Несмотря на медленное вращение планеты, большинство специалистов считает, что её магнитное поле возбуждается тем же динамо-механизмом, что и магнитное поле Земли. Этот механизм сводится к образованию кольцевых электрических токов в ядре планеты при её вращении, которые и генерируют магнитное поле. Выяснение происхождения магнитного поля Меркурия может иметь большое значение для проблемы планетарного механизма в целом.

Рисунок 4.2.2.3.Химический состав атмосферы Меркурия

Над массивным ядром располагается силикатная оболочка толщиной 600 км. Плотность поверхностных пород порядка 3,3 г/см3.

Данные об атмосфере Меркурия указывает лишь на её сильную разрежённость. Давление у поверхности планеты в 500 миллиардов раз меньше, чем у поверхности Земли (это меньше, чем в современных вакуумных установках на Земле). Меркурий расположен очень близко к Солнцу и захватывает солнечный ветер своим тяготением. Атом гелия, захваченный Меркурием, находится в атмосфере в среднем 200 дней. Кроме гелия на Меркурии зарегистрировано наличие водорода. Общее количество атомов и молекул газа в столбе атмосферы Меркурия около 2•1014 над 1 см2 поверхности. При высоте атмосферы в несколько сотен километров это дает плотность у поверхности около 107 см–3. Кроме того, раскаленные, как печь, твердые породы выделяют различные атомы, в том числе атомы щелочных металлов, которые регистрируются в спектре атмосферы. Подозревается присутствие углекислоты и угарного газа.