Меркурий — первая планета от Солнца и самая маленькая в Солнечной системе . На английском языке он назван в честь древнеримского бога Меркурия ( Меркурия ), бога торговли и связи, а также посланника богов. Меркурий классифицируется как планета земной группы , с примерно такой же поверхностной гравитацией, как у Марса . Поверхность Меркурия сильно кратерирована в результате бесчисленных событий соударения , которые накапливались в течение миллиардов лет. Его самый большой кратер, Caloris Planitia , имеет диаметр 1550 км ( 960 миль), что составляет около одной трети диаметра планеты (4880 км или 3030 миль). Подобно земной Луне , поверхность Меркурия демонстрирует обширную систему скал, образованных из сбросов и ярких лучевых систем, образованных остатками событий соударения .
Сидерический год Меркурия (88,0 земных дней) и сидерические сутки (58,65 земных дней) находятся в соотношении 3:2. Это соотношение называется спин-орбитальным резонансом , а сидерический здесь означает «относительно звезд». Следовательно, один солнечный день (от восхода до восхода Солнца) на Меркурии длится около 176 земных дней: в два раза больше сидерического года планеты. Это означает, что одна сторона Меркурия будет оставаться на солнечном свете в течение одного меркурианского года из 88 земных дней; в то время как во время следующего оборота эта сторона будет находиться во тьме все время до следующего восхода солнца через еще 88 земных дней.
В сочетании с высоким эксцентриситетом орбиты , поверхность планеты имеет сильно различающуюся интенсивность солнечного света и температуру, с экваториальными областями от −170 °C (−270 °F) ночью до 420 °C (790 °F) во время солнечного света. Из-за очень малого осевого наклона полюса планеты постоянно затенены . Это убедительно свидетельствует о том, что в кратерах может присутствовать водяной лед . Над поверхностью планеты находится чрезвычайно разреженная экзосфера и слабое магнитное поле , которое достаточно сильное, чтобы отклонять солнечные ветры . У Меркурия нет естественного спутника .
По состоянию на начало 2020-х годов многие общие детали геологической истории Меркурия все еще изучаются или ожидают данных с космических зондов. Как и другие планеты Солнечной системы, Меркурий образовался примерно 4,5 миллиарда лет назад. Его мантия очень однородна, что говорит о том, что на раннем этапе своей истории у Меркурия был океан магмы , как у Луны. Согласно современным моделям , у Меркурия может быть твердая силикатная кора и мантия, покрывающие твердое внешнее ядро, более глубокий слой жидкого ядра и твердое внутреннее ядро. Существует множество конкурирующих гипотез о происхождении и развитии Меркурия, некоторые из которых включают столкновение с планетезималями и испарение горных пород.
Древние знали Меркурий под разными названиями в зависимости от того, была ли это вечерняя звезда или утренняя звезда. Примерно к 350 году до нашей эры древние греки поняли, что эти две звезды были одной. [20] Они знали планету как Στίλβων Stilbōn , что означает «мерцание», и Ἑρμής Hermēs , за ее мимолетное движение, [21] название, которое сохранилось в современном греческом языке ( Ερμής Ermis ). [22] Римляне назвали планету в честь быстроногого римского бога-посланника Меркурия (лат. Mercurius ), которого они приравнивали к греческому Гермесу, потому что он движется по небу быстрее любой другой планеты. [20] [23] Астрономический символ Меркурия — стилизованная версия кадуцея Гермеса ; христианский крест был добавлен в 16 веке:.svg/1280px-Mercury_symbol_(fixed_width).svg.png){kind=small}
. [24] [25]
Меркурий — одна из четырёх планет земной группы в Солнечной системе , что означает, что это каменистое тело, как и Земля. Это самая маленькая планета в Солнечной системе с экваториальным радиусом 2439,7 км (1516,0 миль). [4] Меркурий также меньше — хотя и массивнее — самых крупных естественных спутников в Солнечной системе, Ганимеда и Титана . Меркурий состоит примерно на 70% из металлического и на 30% из силикатного материала. [26]
Меркурий, по-видимому, имеет твердую силикатную кору и мантию, лежащую над твердым металлическим внешним слоем ядра, более глубоким жидким слоем ядра и твердым внутренним ядром. [27] [28] Состав богатого железом ядра остается неопределенным, но, вероятно, он содержит никель, кремний и, возможно, серу и углерод, а также следовые количества других элементов. [29] Плотность планеты является второй по величине в Солнечной системе и составляет 5,427 г/см 3 , что лишь немного меньше плотности Земли, составляющей 5,515 г/см 3 . [4] Если бы эффект гравитационного сжатия был вычтен из обеих планет, материалы, из которых состоит Меркурий, были бы плотнее, чем материалы Земли, с несжатой плотностью 5,3 г/см 3 по сравнению с 4,4 г/см 3 у Земли . [30] Плотность Меркурия можно использовать для определения деталей его внутренней структуры. Хотя высокая плотность Земли в значительной степени обусловлена гравитационным сжатием, особенно в ядре , Меркурий гораздо меньше и его внутренние области не так сжаты. Поэтому, чтобы иметь такую высокую плотность, его ядро должно быть большим и богатым железом. [31]
Радиус ядра Меркурия оценивается в 2020 ± 30 км (1255 ± 19 миль) на основе внутренних моделей, ограниченных фактором момента инерции0,346 ± 0,014 . [9] [32] Таким образом, ядро Меркурия занимает около 57% его объема; для Земли эта доля составляет 17%. Исследования, опубликованные в 2007 году, предполагают, что Меркурий имеет расплавленное ядро. [33] [34] Слой мантии и коры в общей сложности имеет толщину 420 км (260 миль). [35] На основании данных миссий Mariner 10 и MESSENGER , в дополнение к наземным наблюдениям, кора Меркурия оценивается в 35 км (22 мили) толщины. [36] [37] Однако эта модель может быть завышенной, и кора может иметь толщину 26 ± 11 км (16,2 ± 6,8 миль) на основе модели изостазии Эйри . [38] Одной из отличительных особенностей поверхности Меркурия является наличие многочисленных узких хребтов, простирающихся до нескольких сотен километров в длину. Считается, что они образовались, когда ядро и мантия Меркурия остыли и сжались в то время, когда кора уже затвердела. [39] [40] [41]
Ядро Меркурия имеет более высокое содержание железа, чем у любой другой планеты в Солнечной системе, и было предложено несколько теорий, чтобы объяснить это. Наиболее широко принятая теория заключается в том, что Меркурий изначально имел соотношение металла и силиката, похожее на обычные хондритовые метеориты, которые считаются типичными для каменистого вещества Солнечной системы, и массу примерно в 2,25 раза больше его нынешней массы. [42] В начале истории Солнечной системы Меркурий мог быть поражен планетезималем массой примерно 1 ⁄ 6 Меркурия и диаметром в несколько тысяч километров. [42] Удар мог бы содрать большую часть первоначальной коры и мантии, оставив ядро позади как относительно важный компонент. [42] Похожий процесс, известный как гипотеза гигантского удара , был предложен для объяснения образования Луны Земли. [42]
В качестве альтернативы, Меркурий мог образоваться из солнечной туманности до того, как стабилизировалась выработка энергии Солнцем. Первоначально его масса была вдвое больше нынешней, но по мере сжатия протосолнца температура вблизи Меркурия могла быть между 2500 и 3500 К и, возможно, даже достигать 10 000 К. [43] Большая часть поверхностных пород Меркурия могла испариться при таких температурах, образовав атмосферу «каменного пара», которая могла быть унесена солнечным ветром . [43] Третья гипотеза предполагает, что солнечная туманность вызывала сопротивление частиц, из которых аккрецировался Меркурий , что означало, что более легкие частицы были потеряны из аккрецирующего материала и не собраны Меркурием. [44]
Каждая гипотеза предсказывает разный состав поверхности, и двум космическим миссиям было поручено провести наблюдения за этим составом. Первый MESSENGER , который завершился в 2015 году, обнаружил более высокие, чем ожидалось, уровни калия и серы на поверхности, что предполагает, что гипотеза гигантского удара и испарение коры и мантии не произошли, поскольку указанные калий и сера были бы выведены экстремальным теплом этих событий. [45] BepiColombo , который прибудет на Меркурий в 2025 году, проведет наблюдения для проверки этих гипотез. [46] Результаты, полученные на данный момент, по-видимому, свидетельствуют в пользу третьей гипотезы; однако необходим дальнейший анализ данных. [47]
Поверхность Меркурия похожа по внешнему виду на поверхность Луны, показывая обширные равнины, похожие на море , и обильное кратерирование, что указывает на то, что она была геологически неактивной в течение миллиардов лет. Она более неоднородна , чем поверхность Марса или Луны, обе из которых содержат значительные участки схожей геологии, такие как моря и плато. [48] Особенности альбедо - это области с заметно отличающейся отражательной способностью, которые включают ударные кратеры, полученные выбросы и лучевые системы . Более крупные особенности альбедо соответствуют равнинам с более высокой отражательной способностью. [49] На Меркурии есть « морщинистые хребты » (dorsa), луноподобные возвышенности , горы (montes), равнины (planitiae), уступы (rupes) и долины ( valles ). [50] [51]
Мантия планеты химически неоднородна, что предполагает, что планета прошла через фазу магматического океана в начале своей истории. Кристаллизация минералов и конвективный переворот привели к слоистой, химически неоднородной коре с крупномасштабными изменениями в химическом составе, наблюдаемыми на поверхности. Кора содержит мало железа, но много серы, что является результатом более сильных ранних химически восстановительных условий, чем на других планетах земной группы. Поверхность преобладает из-за бедного железом пироксена и оливина , представленных энстатитом и форстеритом , соответственно, наряду с богатым натрием плагиоклазом и минералами смешанного магния, кальция и сульфида железа. Менее отражающие области коры содержат много углерода, скорее всего, в форме графита. [52] [53]
Названия деталей на Меркурии происходят из различных источников и устанавливаются в соответствии с системой планетарной номенклатуры МАС . Названия, полученные от людей, ограничиваются умершими. Кратеры названы в честь художников, музыкантов, живописцев и авторов, которые внесли выдающийся или фундаментальный вклад в свою область. Хребты, или дорсы, названы в честь ученых, которые внесли вклад в изучение Меркурия. Впадины или ямки названы в честь произведений архитектуры. Монтес названы в честь слова «горячий» на разных языках. Равнины или планитии названы в честь Меркурия на разных языках. Эскарпменты или рупы названы в честь кораблей научных экспедиций. Долины или валле названы в честь заброшенных городов, поселков или поселений древности. [54]
Меркурий подвергся сильной бомбардировке кометами и астероидами во время и вскоре после своего образования 4,6 миллиарда лет назад, а также во время, возможно, отдельного последующего эпизода, называемого Поздней тяжелой бомбардировкой , которая закончилась 3,8 миллиарда лет назад. [55] Меркурий получил удары по всей своей поверхности в этот период интенсивного образования кратеров, [51] чему способствовало отсутствие какой-либо атмосферы , замедляющей ударные тела. [56] В это время Меркурий был вулканически активен; бассейны были заполнены магмой , создавая гладкие равнины, похожие на моря, обнаруженные на Луне. [57] [58] Одним из самых необычных кратеров является Аполлодор , или «Паук», в котором находится ряд радиально расходящихся впадин, простирающихся наружу от места его удара. [59]
Кратеры на Меркурии различаются по диаметру от небольших чашеобразных полостей до многокольцевых ударных бассейнов в сотни километров в поперечнике. Они появляются во всех стадиях деградации, от относительно свежих лучистых кратеров до сильно деградировавших остатков кратеров. Меркурианские кратеры немного отличаются от лунных кратеров тем, что площадь, покрытая их выбросами, намного меньше, что является следствием более сильной поверхностной гравитации Меркурия. [60] Согласно правилам Международного астрономического союза , каждый новый кратер должен быть назван в честь художника, который был знаменит более пятидесяти лет и умер более трех лет назад до даты, когда кратеру дали имя. [61]
Самый большой известный кратер — Caloris Planitia , или Caloris Basin, диаметром 1550 км (960 миль). [62] Удар, который создал Caloris Basin, был настолько мощным, что вызвал извержения лавы и оставил концентрическое горное кольцо высотой ~2 км (1,2 мили), окружающее ударный кратер . Дно Caloris Basin заполнено геологически отчетливой плоской равниной, разбитой хребтами и разломами в примерно полигональном узоре. Неясно, были ли это потоки вулканической лавы, вызванные ударом, или большой слой ударного расплава. [60]
На антиподе бассейна Калорис находится большой регион необычной холмистой местности, известный как «Странная местность». Одна из гипотез его происхождения заключается в том, что ударные волны, образовавшиеся во время удара Калорис, распространились вокруг Меркурия, сходясь на антиподе бассейна (на 180 градусов). Результирующие высокие напряжения привели к растрескиванию поверхности. [63] В качестве альтернативы было высказано предположение, что этот рельеф образовался в результате схождения выбросов на антиподе этого бассейна. [64]
В целом, было идентифицировано 46 ударных бассейнов. [65] Примечательным бассейном является многокольцевой бассейн Толстой шириной 400 км (250 миль) , который имеет слой выброса, простирающийся до 500 км (310 миль) от его края, и дно, заполненное гладкими равнинными материалами. Бассейн Бетховена имеет слой выброса аналогичного размера и ободок диаметром 625 км (388 миль). [60] Как и Луна, поверхность Меркурия, вероятно, подверглась воздействию процессов космического выветривания , включая солнечный ветер и удары микрометеоритов . [66]
На Меркурии есть два геологически различных равнинных региона. [60] [67] Слабо холмистые равнины в регионах между кратерами являются старейшими видимыми поверхностями Меркурия, [60] предшествующими сильно кратерированной местности. Эти межкратерные равнины, по-видимому, уничтожили многие более ранние кратеры и показывают общую малочисленность более мелких кратеров диаметром менее 30 км (19 миль). [67]
Гладкие равнины — это широко распространенные плоские области, заполняющие углубления разных размеров и имеющие сильное сходство с лунными морями. В отличие от лунных морей, гладкие равнины Меркурия имеют такое же альбедо, как и более старые межкратерные равнины. Несмотря на отсутствие однозначно вулканических характеристик, локализация и округлая, дольчатая форма этих равнин убедительно подтверждают вулканическое происхождение. [60] Все гладкие равнины Меркурия образовались значительно позже, чем бассейн Калорис, о чем свидетельствует значительно меньшая плотность кратеров, чем на слое выброса Калорис. [60]
Необычной особенностью поверхности Меркурия являются многочисленные складки сжатия, или рупы , которые пересекают равнины. Они существуют на Луне, но гораздо более заметны на Меркурии. [68] По мере охлаждения недр Меркурия он сжимался, и его поверхность начала деформироваться, создавая морщинистые гребни и дольчатые уступы , связанные со сбросами . Уступы могут достигать длины 1000 км (620 миль) и высоты 3 км (1,9 мили). [69] Эти сжатые особенности можно увидеть поверх других особенностей, таких как кратеры и гладкие равнины, что указывает на то, что они более молодые. [70] Картографирование особенностей показало общее сокращение радиуса Меркурия в диапазоне ~1–7 км (0,62–4,35 мили). [71] Большая часть активности вдоль основных систем надвигов, вероятно, закончилась около 3,6–3,7 миллиарда лет назад. [72] Были обнаружены небольшие уступы сбросов высотой в десятки метров и длиной в несколько километров, возраст которых, по-видимому, составляет менее 50 миллионов лет, что указывает на то, что сжатие внутренних частей и последующая поверхностная геологическая активность продолжаются до настоящего времени. [69] [71]
Имеются доказательства существования пирокластических потоков на Меркурии из низкопрофильных щитовых вулканов . [73] [74] [75] Было обнаружено пятьдесят одно пирокластическое отложение, [76] из которых 90% находятся в ударных кратерах. [76] Исследование состояния деградации ударных кратеров, в которых находятся пирокластические отложения, позволяет предположить, что пирокластическая активность на Меркурии происходила в течение длительного периода. [76]
«Безободковая депрессия» внутри юго-западного края бассейна Калорис состоит из по крайней мере девяти перекрывающихся вулканических жерл, каждое из которых достигает 8 км (5,0 миль) в диаметре. Таким образом, это « сложный вулкан ». [77] Дно жерл находится по крайней мере на 1 км (0,62 мили) ниже их краев, и они имеют большее сходство с вулканическими кратерами, вылепленными взрывными извержениями или измененными обрушением в пустотные пространства, созданные оттоком магмы обратно в канал. [77] Ученые не смогли количественно определить возраст вулканической сложной системы, но сообщили, что он может быть порядка миллиарда лет. [77]
Температура поверхности Меркурия колеблется от 100 до 700 К (от −173 до 427 °C; от −280 до 800 °F). [79] Она никогда не поднимается выше 180 К на полюсах, [15] из-за отсутствия атмосферы и крутого градиента температуры между экватором и полюсами. В перигелии экваториальная подсолнечная точка расположена на широте 0°W или 180°W, и она поднимается до температуры около700 К. Во время афелия это происходит на 90° или 270° з.д. и достигает только550 К. [ 80] На темной стороне планеты средняя температура110 К. [ 15] [81] Интенсивность солнечного света на поверхности Меркурия колеблется от 4,59 до 10,61 солнечной постоянной (1370 Вт·м −2 ). [82]
Хотя дневные температуры на поверхности Меркурия, как правило, чрезвычайно высоки, наблюдения настоятельно предполагают, что на Меркурии существует лед (замерзшая вода). Дно глубоких кратеров на полюсах никогда не подвергается воздействию прямых солнечных лучей, и температура там остается ниже 102 К, что намного ниже среднемирового значения. [83] Это создает холодную ловушку , где может накапливаться лед. Водяной лед сильно отражает радары , и наблюдения 70-метрового радара Солнечной системы Голдстоун и VLA в начале 1990-х годов показали, что вблизи полюсов есть участки с высоким отражением радаров . [84] Хотя лед был не единственной возможной причиной этих отражающих областей, астрономы посчитали это наиболее вероятным объяснением. [85] Наличие водяного льда было подтверждено с помощью изображений кратеров на северном полюсе, полученных с помощью MESSENGER . [78]
По оценкам, ледяные кратеры содержат около 10 14 –10 15 кг льда [86] и могут быть покрыты слоем реголита , который препятствует сублимации . [87] Для сравнения, масса антарктического ледяного покрова на Земле составляет около 4 × 1018 кг, а южная полярная шапка Марса содержит около 10 16 кг воды. [86] Происхождение льда на Меркурии пока неизвестно, но два наиболее вероятных источника — это выделение воды из недр планеты и осаждение в результате столкновений с кометами. [86]
Меркурий слишком мал и горяч, чтобы его гравитация могла удерживать какую-либо значительную атмосферу в течение длительных периодов времени; у него есть разреженная экзосфера , ограниченная поверхностью [88] при давлении на поверхности менее приблизительно 0,5 нПа (0,005 пикобар). [4] Она включает в себя водород , гелий , кислород , натрий , кальций , калий , магний , кремний и гидроксид , среди прочих. [18] [19] Эта экзосфера нестабильна — атомы непрерывно теряются и пополняются из различных источников. Атомы водорода и гелия, вероятно, поступают из солнечного ветра, диффундируя в магнитосферу Меркурия , прежде чем позже улетучиться обратно в космос. Радиоактивный распад элементов внутри коры Меркурия является еще одним источником гелия, а также натрия и калия. Водяной пар присутствует, высвобождаемый в результате сочетания таких процессов, как удары комет о его поверхность, распыление, создающее воду из водорода из солнечного ветра и кислорода из горных пород, и сублимация из резервуаров водяного льда в постоянно затененных полярных кратерах. Обнаружение большого количества связанных с водой ионов, таких как O + , OH − , и H 3 O + было неожиданностью. [89] [90] Из-за количества этих ионов, которые были обнаружены в космической среде Меркурия, ученые предполагают, что эти молекулы были выброшены с поверхности или экзосферы солнечным ветром. [91] [92]
Натрий, калий и кальций были обнаружены в атмосфере в 1980–1990-х годах и, как полагают, в основном являются результатом испарения поверхностных пород, пораженных микрометеоритами [93], в том числе в настоящее время кометой Энке . [94] В 2008 году MESSENGER открыл магний . [95] Исследования показывают, что иногда выбросы натрия локализуются в точках, которые соответствуют магнитным полюсам планеты. Это может указывать на взаимодействие между магнитосферой и поверхностью планеты. [96]
По данным НАСА, Меркурий не является подходящей планетой для жизни, подобной земной. У него есть поверхностная экзосфера вместо слоистой атмосферы, экстремальные температуры и высокая солнечная радиация. Маловероятно, что какие-либо живые существа могут выдержать эти условия. [97] Некоторые части недр Меркурия могли быть пригодными для жизни , и, возможно, на планете могли существовать формы жизни , хотя, вероятно, примитивные микроорганизмы . [98] [99] [100]
Несмотря на свой небольшой размер и медленное 59-дневное вращение, Меркурий имеет значительное и, по-видимому, глобальное магнитное поле . Согласно измерениям, проведенным Mariner 10 , оно составляет около 1,1% от силы земного . Сила магнитного поля на экваторе Меркурия составляет около 300 нТл . [101] [102] Как и у Земли, магнитное поле Меркурия является дипольным [96] и почти выровнено с осью вращения планеты (дипольный наклон 10° по сравнению с 11° у Земли). [103] Измерения, проведенные космическими зондами Mariner 10 и MESSENGER, показали, что сила и форма магнитного поля стабильны. [103]
Вероятно, что это магнитное поле генерируется эффектом динамо , аналогично магнитному полю Земли. [104] [105] Этот эффект динамо возник бы в результате циркуляции богатого железом жидкого ядра планеты. Особенно сильные приливные эффекты нагрева, вызванные высоким орбитальным эксцентриситетом планеты, послужили бы для поддержания части ядра в жидком состоянии, необходимом для этого эффекта динамо. [106] [107]
Магнитное поле Меркурия достаточно сильное, чтобы отклонять солнечный ветер вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и достаточно мала, чтобы поместиться в пределах Земли, [96] достаточно сильна, чтобы удерживать плазму солнечного ветра . Это способствует космическому выветриванию поверхности планеты. [103] Наблюдения, проведенные космическим аппаратом Mariner 10, обнаружили эту низкоэнергетическую плазму в магнитосфере ночной стороны планеты. Всплески энергичных частиц в магнитосферном хвосте планеты указывают на динамическое качество магнитосферы планеты. [96]
Во время своего второго пролета мимо планеты 6 октября 2008 года MESSENGER обнаружил, что магнитное поле Меркурия может быть чрезвычайно «протекающим». Космический аппарат столкнулся с магнитными «торнадо» — скрученными пучками магнитных полей, соединяющими планетарное магнитное поле с межпланетным пространством, — которые были шириной до 800 км или одной трети радиуса планеты. Эти скрученные трубки магнитного потока, технически известные как события переноса потока , образуют открытые окна в магнитном щите планеты, через которые солнечный ветер может проникать и напрямую воздействовать на поверхность Меркурия через магнитное пересоединение . [108] Это также происходит в магнитном поле Земли. Наблюдения MESSENGER показали, что скорость пересоединения была в десять раз выше на Меркурии, но его близость к Солнцу составляет всего около трети скорости пересоединения, наблюдаемой MESSENGER . [108]
Меркурий имеет самую эксцентричную орбиту из всех планет Солнечной системы; его эксцентриситет составляет 0,21, а его расстояние от Солнца составляет от 46 000 000 до 70 000 000 км (от 29 000 000 до 43 000 000 миль). Для завершения орбиты требуется 87,969 земных суток. Диаграмма иллюстрирует эффекты эксцентриситета, показывая орбиту Меркурия, наложенную на круговую орбиту с той же большой полуосью . Более высокая скорость Меркурия, когда он находится вблизи перигелия, очевидна из большего расстояния, которое он покрывает за каждый 5-дневный интервал. На диаграмме изменяющееся расстояние от Меркурия до Солнца представлено размером планеты, который обратно пропорционален расстоянию Меркурия от Солнца.
Это изменяющееся расстояние до Солнца приводит к тому, что поверхность Меркурия изгибается приливными выпуклостями, поднятыми Солнцем , которые примерно в 17 раз сильнее, чем у Луны на Земле. [109] В сочетании с резонансом вращения планеты вокруг своей оси 3:2, это также приводит к сложным изменениям температуры поверхности. [26] Резонанс делает одиночные солнечные сутки (расстояние между двумя меридиональными прохождениями Солнца) на Меркурии длящимися ровно два меркурианских года, или около 176 земных дней. [110]
Орбита Меркурия наклонена на 7 градусов к плоскости орбиты Земли ( эклиптики ), самой большой из всех восьми известных солнечных планет. [111] В результате транзиты Меркурия по диску Солнца могут происходить только тогда, когда планета пересекает плоскость эклиптики в то время, когда она находится между Землей и Солнцем, что приходится на май или ноябрь. Это происходит в среднем каждые семь лет. [112]
Осевой наклон Меркурия почти равен нулю, [113] с наилучшим измеренным значением всего 0,027 градуса. [114] Это значительно меньше, чем у Юпитера , который имеет второй по величине осевой наклон среди всех планет — 3,1 градуса. Это означает, что для наблюдателя на полюсах Меркурия центр Солнца никогда не поднимается более чем на 2,1 угловых минуты над горизонтом. [114] Для сравнения, угловой размер Солнца, видимый с Меркурия, колеблется от 1+1 ⁄ 4 до 2 градусов в поперечнике. [115]
В определенных точках на поверхности Меркурия наблюдатель мог бы увидеть, как Солнце выглядывает чуть более чем на две трети пути над горизонтом, затем разворачивается и садится, прежде чем снова взойти, все в течение одного и того же меркурианского дня . [a] Это происходит потому, что примерно за четыре земных дня до перигелия угловая орбитальная скорость Меркурия равна его угловой скорости вращения , так что видимое движение Солнца прекращается; ближе к перигелию угловая орбитальная скорость Меркурия тогда превышает угловую скорость вращения. Таким образом, для гипотетического наблюдателя на Меркурии Солнце кажется движущимся в ретроградном направлении. Через четыре земных дня после перигелия возобновляется нормальное видимое движение Солнца. [26] Похожий эффект произошел бы, если бы Меркурий находился в синхронном вращении: попеременное усиление и ослабление вращения за оборот вызвало бы либрацию в 23,65° по долготе. [116]
По той же причине на экваторе Меркурия есть две точки, расположенные на расстоянии 180 градусов друг от друга по долготе , в каждой из которых, около перигелия в чередующиеся меркурианские годы (один раз в меркурианские сутки), Солнце проходит над головой, затем меняет свое видимое движение и снова проходит над головой, затем меняет направление во второй раз и проходит над головой в третий раз, занимая в общей сложности около 16 земных дней на весь этот процесс. В другие чередующиеся меркурианские годы то же самое происходит в другой из этих двух точек. Амплитуда ретроградного движения мала, поэтому общий эффект заключается в том, что в течение двух или трех недель Солнце почти неподвижно над головой и наиболее ярко, потому что Меркурий находится в перигелии, ближе всего к Солнцу. Это длительное воздействие Солнца в его максимальной яркости делает эти две точки самыми жаркими местами на Меркурии. Максимальная температура достигается, когда Солнце находится под углом около 25 градусов после полудня из-за суточной температурной задержки , через 0,4 меркурианских дня и 0,8 меркурианских лет после восхода солнца. [117] Наоборот, есть две другие точки на экваторе, на 90 градусов долготы от первых, где Солнце проходит над головой только тогда, когда планета находится в афелии в разные годы, когда видимое движение Солнца в небе Меркурия относительно быстрое. Эти точки, которые являются теми на экваторе, где видимое ретроградное движение Солнца происходит, когда оно пересекает горизонт, как описано в предыдущем абзаце, получают гораздо меньше солнечного тепла, чем первые, описанные выше. [118]
Меркурий достигает нижнего соединения (ближайшего сближения с Землей) в среднем каждые 116 земных дней, [4] но этот интервал может варьироваться от 105 дней до 129 дней из-за эксцентричной орбиты планеты. Меркурий может приблизиться на расстояние 82 200 000 км (0,549 астрономических единиц; 51,1 миллиона миль) к Земле, и это расстояние медленно уменьшается: следующее сближение на расстояние 82 100 000 км (51 миллион миль) произойдет в 2679 году, а на расстояние 82 000 000 км (51 миллион миль) — в 4487 году, но он не будет ближе к Земле, чем на 80 000 000 км (50 миллионов миль) до 28 622 года. [119] Его период ретроградного движения, наблюдаемый с Земли, может варьироваться от 8 до 15 дней по обе стороны от нижнего соединения. Этот большой диапазон возникает из-за высокого эксцентриситета орбиты планеты. [26] По сути, поскольку Меркурий находится ближе всего к Солнцу, при усреднении по времени Меркурий чаще всего оказывается ближайшей планетой к Земле, [120] [121] и — в этом смысле — он является ближайшей планетой к каждой из других планет Солнечной системы. [122] [123] [124] [b]
Соглашение о долготе для Меркурия помещает ноль долготы в одну из двух самых горячих точек на поверхности, как описано выше. Однако, когда эту область впервые посетил Mariner 10 , этот нулевой меридиан был в темноте, поэтому было невозможно выбрать объект на поверхности, чтобы определить точное положение меридиана. Поэтому был выбран небольшой кратер дальше на запад, называемый Hun Kal , который обеспечивает точную точку отсчета для измерения долготы. [125] [126] Центр Hun Kal определяет 20° западного меридиана. Резолюция Международного астрономического союза 1970 года предлагает, чтобы долготы измерялись положительно в западном направлении на Меркурии. [127] Таким образом, два самых жарких места на экваторе находятся на долготах 0° з.д. и 180° з.д., а самые холодные точки на экваторе находятся на долготах 90° з.д. и 270° з.д. Однако проект MESSENGER использует восточно-положительную конвенцию. [128]
В течение многих лет считалось, что Меркурий синхронно приливно заперт с Солнцем, вращаясь один раз за каждую орбиту и всегда сохраняя одну и ту же сторону, направленную к Солнцу, так же, как одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле. Радиолокационные наблюдения в 1965 году доказали, что планета имеет резонанс спин-орбита 3:2, вращаясь три раза за каждые два оборота вокруг Солнца. Эксцентриситет орбиты Меркурия делает этот резонанс стабильным — в перигелии, когда солнечный прилив наиболее силен, Солнце почти неподвижно в небе Меркурия. [129]
Резонансная приливная блокировка 3:2 стабилизируется дисперсией приливной силы вдоль эксцентричной орбиты Меркурия, действующей на постоянный дипольный компонент распределения массы Меркурия. [130] На круговой орбите такой дисперсии нет, поэтому единственный резонанс, стабилизируемый на такой орбите, — это 1:1 (например, Земля–Луна), когда приливная сила, растягивающая тело вдоль линии «центр-тело», оказывает крутящий момент, который выравнивает ось наименьшей инерции тела («самую длинную» ось и ось вышеупомянутого диполя) так, чтобы она всегда указывала на центр. Однако при заметном эксцентриситете, как у орбиты Меркурия, приливная сила имеет максимум в перигелии и, следовательно, стабилизирует резонансы, такие как 3:2, гарантируя, что планета направляет свою ось наименьшей инерции примерно на Солнце при прохождении через перигелий. [130]
Первоначальная причина, по которой астрономы считали, что он синхронно заблокирован, заключалась в том, что всякий раз, когда Меркурий находился в лучшем положении для наблюдения, он всегда находился почти в одной и той же точке в своем резонансе 3:2, следовательно, показывая одну и ту же сторону. Это потому, что, по совпадению, период вращения Меркурия составляет почти ровно половину его синодического периода по отношению к Земле. Из-за резонанса спина-орбиты Меркурия 3:2 солнечные сутки длятся около 176 земных суток. [ 26] Звездные сутки (период вращения) длятся около 58,7 земных суток. [26]
Моделирование показывает, что орбитальный эксцентриситет Меркурия хаотично меняется от почти нуля (круговой) до более чем 0,45 в течение миллионов лет из-за возмущений от других планет. [26] [131] Считалось, что это объясняет резонанс спин-орбиты Меркурия 3:2 (а не более обычный 1:1), поскольку это состояние с большей вероятностью возникает в период высокого эксцентриситета. [132] Однако точное моделирование, основанное на реалистичной модели приливного отклика, продемонстрировало, что Меркурий был захвачен в состояние спин-орбиты 3:2 на очень ранней стадии своей истории, в течение 20 (скорее всего, 10) миллионов лет после своего образования. [133]
Численные расчеты показывают, что будущее вековое орбитальное резонансное взаимодействие с перигелием Юпитера может привести к увеличению эксцентриситета орбиты Меркурия до точки, где есть 1% вероятность того, что орбита будет дестабилизирована в течение следующих пяти миллиардов лет. Если это произойдет, Меркурий может упасть на Солнце, столкнуться с Венерой, быть выброшенным из Солнечной системы или даже разрушить остальную внутреннюю Солнечную систему. [134] [135]
В 1859 году французский математик и астроном Урбен Леверье сообщил, что медленная прецессия орбиты Меркурия вокруг Солнца не может быть полностью объяснена механикой Ньютона и возмущениями известных планет. Он предположил, среди возможных объяснений, что другая планета (или, возможно, вместо этого ряд меньших «корпускул») может существовать на орбите, еще более близкой к Солнцу, чем орбита Меркурия, чтобы объяснить это возмущение. [136] Другие рассмотренные объяснения включали небольшое сжатие Солнца. Успех поиска Нептуна, основанный на его возмущениях орбиты Урана, заставил астрономов поверить в это возможное объяснение, и гипотетическая планета была названа Вулканом , но такая планета так и не была найдена. [137]
Наблюдаемая прецессия перигелия Меркурия составляет 5600 угловых секунд (1,5556°) за столетие относительно Земли, или574,10 ± 0,65 угловых секунд в столетие [138] относительно инерциальной ICRF . Ньютоновская механика, принимая во внимание все эффекты от других планет и включая 0,0254 угловых секунд в столетие из-за сжатия Солнца, предсказывает прецессию в 5557 угловых секунд (1,5436°) в столетие относительно Земли, или531,63 ± 0,69 угловых секунд в столетие относительно ICRF. [138] В начале 20-го века общая теория относительности Альберта Эйнштейна дала объяснение наблюдаемой прецессии, формализовав гравитацию как опосредованную кривизной пространства-времени. Эффект невелик: всего42,980 ± 0,001 угловых секунд за столетие (или 0,43 угловых секунд в год, или 0,1035 угловых секунд за орбитальный период) для Меркурия; поэтому для полного избыточного оборота требуется чуть более 12,5 миллионов орбит, или 3 миллиона лет. Похожие, но гораздо меньшие эффекты существуют для других тел Солнечной системы: 8,6247 угловых секунд за столетие для Венеры, 3,8387 для Земли, 1,351 для Марса и 10,05 для 1566 Икара . [139] [140]
Видимая величина Меркурия рассчитывается как изменяющаяся от −2,48 (ярче Сириуса ) вокруг верхнего соединения и +7,25 (ниже предела видимости невооруженным глазом) вокруг нижнего соединения . [16] Средняя видимая величина составляет 0,23, в то время как стандартное отклонение 1,78 является самым большим среди всех планет. Средняя видимая величина при верхнем соединении составляет −1,89, а при нижнем соединении — +5,93. [16] Наблюдение за Меркурием осложняется его близостью к Солнцу, поскольку большую часть времени он теряется в ярком свете Солнца. Меркурий можно наблюдать только в течение короткого периода во время утренних или вечерних сумерек. [141]
Наземные телескопические наблюдения Меркурия показывают только освещенный частичный диск с ограниченными подробностями. Космический телескоп Хаббл вообще не может наблюдать Меркурий из-за меркурианских процедур безопасности, которые не позволяют ему направлять его слишком близко к Солнцу. [142] Поскольку сдвиг в 0,15 оборота Земли в меркурианском году составляет семилетний меркурианский цикл (0,15 × 7 ≈ 1,0), в седьмом меркурианском году Меркурий следует почти точно (раньше на 7 дней) последовательности явлений, которые он показал семь меркурианских лет назад. [143]
Подобно Луне и Венере, Меркурий демонстрирует фазы , видимые с Земли. Он «новый» при нижнем соединении и «полный» при верхнем соединении. Планета становится невидимой с Земли в обоих этих случаях из-за того, что она закрыта Солнцем, [141] за исключением своей новой фазы во время транзита. Меркурий технически наиболее ярок, видимый с Земли, когда он находится в полной фазе. Хотя Меркурий находится дальше всего от Земли, когда он полный, большая освещенная область, которая видна, и всплеск яркости в противостоянии более чем компенсируют расстояние. [144] Обратное верно для Венеры, которая выглядит наиболее яркой, когда она полумесяц , потому что она намного ближе к Земле, чем когда она горбатая . [144] [145]
Меркурий лучше всего наблюдать в первой и последней четверти, хотя это фазы меньшей яркости. Фазы первой и последней четверти происходят при наибольшей элонгации к востоку и западу от Солнца соответственно. В оба эти времени расстояние Меркурия от Солнца колеблется от 17,9° в перигелии до 27,8° в афелии. [143] [146] При наибольшей западной элонгации Меркурий восходит раньше всего перед восходом Солнца, а при наибольшей восточной элонгации он заходит позже всего после захода Солнца. [147]
Меркурий чаще и легче виден из Южного полушария , чем из Северного . Это связано с тем, что максимальная западная элонгация Меркурия происходит только в начале осени в Южном полушарии, тогда как его наибольшая восточная элонгация происходит только в конце зимы в Южном полушарии. [147] В обоих этих случаях угол, под которым орбита планеты пересекает горизонт, максимален, что позволяет ей восходить за несколько часов до восхода Солнца в первом случае и не садиться в течение нескольких часов после захода Солнца во втором случае из южных средних широт, таких как Аргентина и Южная Африка. [147]
Альтернативный метод наблюдения Меркурия заключается в наблюдении за планетой в телескоп в дневное время, когда условия ясны, в идеале, когда она находится в своей наибольшей элонгации. Это позволяет легко обнаружить планету, даже при использовании телескопов с апертурой 8 см (3,1 дюйма). Однако необходимо проявлять большую осторожность, чтобы не загораживать Солнце из поля зрения из-за чрезвычайного риска повреждения глаз. [148] Этот метод обходит ограничение наблюдения в сумерках, когда эклиптика расположена на низкой высоте (например, осенними вечерами). Планета находится выше в небе, и на вид планеты меньше атмосферных эффектов. Меркурий можно наблюдать всего в 4° от Солнца около верхнего соединения, когда он почти максимально яркий.
Меркурий, как и несколько других планет и ярчайших звезд, можно увидеть во время полного солнечного затмения . [149]
Самые ранние известные записанные наблюдения Меркурия были сделаны на табличках MUL.APIN . Эти наблюдения, скорее всего, были сделаны ассирийским астрономом около 14 века до н. э. [150] Клинописное название , используемое для обозначения Меркурия на табличках MUL.APIN, транскрибируется как UDU.IDIM.GU\U 4 .UD («прыгающая планета»). [c] [151] Вавилонские записи о Меркурии датируются 1 тысячелетием до н. э. Вавилоняне называли планету Набу в честь посланника богов в своей мифологии . [152]
Греко - египетский [153] астроном Птолемей писал о возможности планетарных транзитов по диску Солнца в своей работе «Планетные гипотезы» . Он предположил, что транзиты не наблюдались либо потому, что планеты, такие как Меркурий, были слишком малы, чтобы их можно было увидеть, либо потому, что транзиты были слишком редки. [154]
В Древнем Китае Меркурий был известен как «Звезда часа» ( Chen-xing 辰星). Он был связан с направлением на север и фазой воды в системе Пяти фаз метафизики. [155] Современные китайская , корейская , японская и вьетнамская культуры называют планету буквально «водной звездой» (水星), основываясь на Пяти элементах . [156] [157] [158] Индуистская мифология использовала имя Будха для Меркурия, и этот бог, как считалось, руководил средой. [159] Бог Один (или Воден) германского язычества был связан с планетой Меркурий и средой. [160] Майя , возможно, представляли Меркурий в виде совы (или, возможно, четырех сов; двух для утреннего аспекта и двух для вечернего), которые служили посланниками в подземный мир . [161]
В средневековой исламской астрономии андалузский астроном Абу Исхак Ибрагим аль-Заркали в 11 веке описал деферент геоцентрической орбиты Меркурия как овальный, похожий на яйцо или свинью , хотя это понимание не повлияло на его астрономическую теорию или его астрономические расчеты. [162] [163] В 12 веке Ибн Баджах наблюдал «две планеты как черные пятна на лице Солнца», что позже было предложено как транзит Меркурия и/или Венеры астрономом из Мараги Котб ад-Дином Ширази в 13 веке. [164] Большинство таких средневековых сообщений о транзитах позже были приняты за наблюдения солнечных пятен . [165]
В Индии астроном школы Кералы Нилаканта Сомаяджи в XV веке разработал частично гелиоцентрическую планетарную модель, в которой Меркурий вращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли, похожую на систему Тихо, позднее предложенную Тихо Браге в конце XVI века. [166]
Первые телескопические наблюдения Меркурия были сделаны Томасом Харриотом и Галилеем в 1610 году. В 1612 году Симон Мариус наблюдал, как яркость Меркурия менялась в зависимости от положения планеты на орбите, и пришел к выводу, что у него есть фазы «таким же образом, как у Венеры и Луны». [167] В 1631 году Пьер Гассенди провел первые телескопические наблюдения прохождения планеты через Солнце, когда он увидел прохождение Меркурия, предсказанное Иоганном Кеплером . В 1639 году Джованни Дзупи использовал телескоп, чтобы обнаружить, что у планеты есть орбитальные фазы, подобные Венере и Луне. Наблюдение убедительно продемонстрировало, что Меркурий вращается вокруг Солнца. [26]
Редким событием в астрономии является прохождение одной планеты перед другой ( покрытие ), наблюдаемое с Земли. Меркурий и Венера покрывают друг друга каждые несколько столетий, и событие 28 мая 1737 года является единственным исторически наблюдавшимся, его наблюдал Джон Бевис в Королевской Гринвичской обсерватории . [168] Следующее покрытие Меркурия Венерой произойдет 3 декабря 2133 года. [169]
Трудности, присущие наблюдению за Меркурием, означали, что он был изучен гораздо меньше, чем другие планеты. В 1800 году Иоганн Шрётер провел наблюдения особенностей поверхности, утверждая, что наблюдал горы высотой 20 километров (12 миль). Фридрих Бессель использовал рисунки Шрётера, чтобы ошибочно оценить период вращения в 24 часа и осевой наклон в 70°. [170] В 1880-х годах Джованни Скиапарелли нанес на карту планету более точно и предположил, что период вращения Меркурия составляет 88 дней, что равно его орбитальному периоду из-за приливного захвата. [171] Это явление известно как синхронное вращение . Усилия по картографированию поверхности Меркурия продолжил Эугениос Антониади , который опубликовал книгу в 1934 году, включавшую как карты, так и его собственные наблюдения. [96] Многие из особенностей поверхности планеты, особенно особенности альбедо , получили свои названия из карты Антониади. [172]
В июне 1962 года советские ученые из Института радиотехники и электроники Академии наук СССР под руководством Владимира Котельникова первыми отразили радиолокационный сигнал от Меркурия и приняли его, положив начало радиолокационным наблюдениям за планетой. [173] [174] [175] Три года спустя радиолокационные наблюдения американцев Гордона Х. Петтенгилла и Рольфа Б. Дайса с использованием 300-метрового (330 ярдов) радиотелескопа Аресибо в Пуэрто-Рико окончательно показали, что период вращения планеты составляет около 59 дней. [176] [177] Теория о том, что вращение Меркурия синхронно, получила широкое распространение, и для астрономов стало неожиданностью, когда были объявлены эти радионаблюдения. Если бы Меркурий был приливно-отливным, его темная сторона была бы чрезвычайно холодной, но измерения радиоизлучения показали, что она была намного горячее, чем ожидалось. Астрономы не хотели отказываться от теории синхронного вращения и предложили альтернативные механизмы, такие как мощные ветры, распределяющие тепло, чтобы объяснить наблюдения. [178]
В 1965 году итальянский астроном Джузеппе Коломбо отметил, что значение вращения составляет около двух третей орбитального периода Меркурия, и предположил, что орбитальный и вращательный периоды планеты были зафиксированы в резонансе 3:2, а не 1:1. [179] Данные с Mariner 10 впоследствии подтвердили эту точку зрения. [180] Это означает, что карты Скиапарелли и Антониади не были «неправильными». Вместо этого астрономы видели одни и те же особенности во время каждой второй орбиты и записывали их, но игнорировали те, которые были видны в то же время, когда другая сторона Меркурия была обращена к Солнцу, потому что орбитальная геометрия означала, что эти наблюдения были сделаны в плохих условиях наблюдения. [170]
Наземные оптические наблюдения не пролили особого света на Меркурий, но радиоастрономы, использующие интерферометрию на микроволновых длинах волн, метод, позволяющий удалять солнечное излучение, смогли различить физические и химические характеристики подповерхностных слоев на глубине нескольких метров. [181] [182] Только после того, как первый космический зонд пролетел мимо Меркурия, стали известны многие из его самых фундаментальных морфологических свойств. Более того, технологические достижения привели к улучшению наземных наблюдений. В 2000 году были проведены наблюдения с высоким разрешением с помощью 1,5 -метрового (4,9 фута) телескопа Хейла обсерватории Маунт-Вилсон . Они предоставили первые виды, которые разрешили особенности поверхности на частях Меркурия, которые не были отображены в ходе миссии Mariner 10. [183] Большая часть планеты была нанесена на карту радиолокационным телескопом Аресибо с разрешением 5 км (3,1 мили), включая полярные отложения в затененных кратерах того, что может быть водяным льдом. [184]
Достижение Меркурия с Земли сопряжено со значительными техническими трудностями, поскольку его орбита гораздо ближе к Солнцу, чем у Земли. Космический корабль, направляющийся к Меркурию, запущенный с Земли, должен преодолеть более 91 миллиона километров (57 миллионов миль) в гравитационном потенциальном колодце Солнца . Орбитальная скорость Меркурия составляет 47,4 км/с (29,5 миль/с), тогда как орбитальная скорость Земли составляет 29,8 км/с (18,5 миль/с). [111] Следовательно, космический корабль должен совершить большее изменение скорости ( delta-v ), чтобы добраться до Меркурия и затем выйти на орбиту, [186] по сравнению с delta-v, требуемой, скажем, для планетарных миссий на Марс .
Потенциальная энергия, высвобождаемая при движении вниз по потенциальной яме Солнца, становится кинетической энергией , требующей изменения дельта-v для чего-либо, кроме прохождения мимо Меркурия. Некоторая часть этого бюджета дельта-v может быть обеспечена за счет гравитационного маневра во время одного или нескольких пролетов Венеры. [187] Для безопасной посадки или выхода на стабильную орбиту космический корабль будет полностью полагаться на ракетные двигатели. Аэроторможение исключено, поскольку у Меркурия незначительная атмосфера. Путешествие к Меркурию требует больше ракетного топлива, чем требуется для полного выхода из Солнечной системы. В результате до сих пор его посетили только три космических зонда. [188] Предлагаемый альтернативный подход будет использовать солнечный парус для достижения синхронной с Меркурием орбиты вокруг Солнца. [189]
Первым космическим аппаратом, посетившим Меркурий, был Mariner 10 (1974–1975) NASA. [20] Космический аппарат использовал гравитацию Венеры, чтобы скорректировать свою орбитальную скорость, чтобы приблизиться к Меркурию, что сделало его как первым космическим аппаратом, использовавшим этот эффект гравитационной «рогатки», так и первой миссией NASA, посетившей несколько планет. [190] Mariner 10 предоставил первые крупные планы поверхности Меркурия, которые сразу же показали его сильно кратерированную природу, и выявили множество других типов геологических особенностей, таких как гигантские уступы, которые позже были приписаны эффекту небольшого сжатия планеты по мере остывания ее железного ядра. [191] К сожалению, при каждом близком сближении Mariner 10 освещалась одна и та же сторона планеты . Это сделало невозможным близкое наблюдение за обеими сторонами планеты, [192] и привело к картированию менее 45% поверхности планеты. [193]
Космический аппарат совершил три близких сближения с Меркурием, самое близкое из которых привело его в 327 км (203 мили) от поверхности. [194] При первом близком сближении приборы обнаружили магнитное поле, к большому удивлению планетарных геологов — ожидалось, что вращение Меркурия будет слишком медленным, чтобы создать значительный эффект динамо . Второе близкое сближение в основном использовалось для получения изображений, но при третьем сближении были получены обширные магнитные данные. Данные показали, что магнитное поле планеты очень похоже на земное, которое отклоняет солнечный ветер вокруг планеты. В течение многих лет после сближения с Mariner 10 происхождение магнитного поля Меркурия оставалось предметом нескольких конкурирующих теорий. [195] [196]
24 марта 1975 года, всего через восемь дней после последнего сближения, у Mariner 10 закончилось топливо. Поскольку его орбита больше не могла точно контролироваться, диспетчеры миссии дали указание зонду отключиться. [197] Предполагается, что Mariner 10 все еще вращается вокруг Солнца, проходя близко к Меркурию каждые несколько месяцев. [198]
Вторая миссия НАСА к Меркурию под названием MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) была запущена 3 августа 2004 года. Она совершила пролет мимо Земли в августе 2005 года и мимо Венеры в октябре 2006 года и июне 2007 года, чтобы вывести ее на правильную траекторию для выхода на орбиту вокруг Меркурия. [199] Первый пролет мимо Меркурия произошел 14 января 2008 года, второй — 6 октября 2008 года [200] и третий — 29 сентября 2009 года [201] Большая часть полушария, не сфотографированного Mariner 10, была нанесена на карту во время этих пролетов. Зонд успешно вышел на эллиптическую орбиту вокруг планеты 18 марта 2011 года. Первое орбитальное изображение Меркурия было получено 29 марта 2011 года. Зонд завершил годичную миссию по картированию, [200] а затем вошел в однолетнюю расширенную миссию в 2013 году. В дополнение к постоянным наблюдениям и картированию Меркурия, MESSENGER наблюдал солнечный максимум 2012 года . [202]
Миссия была разработана для прояснения шести ключевых вопросов: высокая плотность Меркурия, его геологическая история, природа его магнитного поля, структура его ядра, есть ли лед на его полюсах и откуда берется его разреженная атмосфера. Для этого на зонде были установлены устройства для получения изображений, которые собирали изображения гораздо большего количества Меркурия с гораздо более высоким разрешением, чем Mariner 10 , различные спектрометры для определения содержания элементов в коре, а также магнитометры и устройства для измерения скоростей заряженных частиц. Ожидалось, что измерения изменений орбитальной скорости зонда будут использоваться для получения подробностей о внутренней структуре планеты. [203] Последний маневр MESSENGER состоялся 24 апреля 2015 года, а 30 апреля 2015 года он врезался в поверхность Меркурия. [204] [205] [206] Столкновение космического корабля с Меркурием произошло в 15:26:01 по восточному времени 30 апреля 2015 года, в результате чего образовался кратер, диаметр которого оценивается в 16 м (52 фута). [207]
Европейское космическое агентство и Японское космическое агентство разработали и запустили совместную миссию под названием BepiColombo , которая будет вращаться вокруг Меркурия с двумя зондами: один для картирования планеты, а другой для изучения ее магнитосферы. [208] Запущенный 20 октября 2018 года, BepiColombo , как ожидается, достигнет Меркурия в 2025 году. [209] Он выпустит зонд-магнитометр на эллиптическую орбиту, затем химические ракеты запустятся, чтобы поместить зонд-картограф на круговую орбиту. Оба зонда будут работать в течение одного земного года. [208] Зонд-картограф несет массив спектрометров, аналогичных тем, что установлены на MESSENGER , и будет изучать планету на многих различных длинах волн, включая инфракрасное , ультрафиолетовое , рентгеновское и гамма-излучение . [210] BepiColombo осуществил три из шести запланированных пролетов Меркурия с 1 октября 2021 года [211] по 19 июня 2023 года. [212] [213]
5 марта 2024 года НАСА опубликовало изображения транзитов спутника Деймоса , спутника Фобоса и планеты Меркурий, полученные марсоходом Perseverance на планете Марс.
Эрмис
— греческое название планеты Меркурий, ближайшей к Солнцу планеты. Она названа в честь греческого бога торговли Эрмиса или Гермеса, который также был посланником древнегреческих богов.
См. также греческую статью о планете.
Символ Меркурия представляет собой кадуцей, жезл с двумя обвитыми вокруг него змеями, который носил посланник богов.
Теперь можно проследить средневековые символы по крайней мере для четырех из пяти планет до форм, которые встречаются в некоторых из последних папирусных гороскопов ([ P.Oxy. ] 4272, 4274, 4275 [...]). Меркурий — стилизованный кадуцей.
Кора Меркурия больше похожа на мраморный торт, чем на многослойный торт.
Шон С. Соломон, главный исследователь MESSENGER, сказал, что там было достаточно льда, чтобы покрыть
Вашингтон, округ Колумбия
, замороженным блоком глубиной в две с половиной мили.
хотя в случае
Венеры
либрация по долготе из-за эксцентриситета орбиты составляет всего 47' по обе стороны от среднего положения, в случае Меркурия она составляет 23° 39'
Хокинс, более или менее выпускник и легенда статистики, написал для нас код, который вычислял, какая планета была ближе всего к Земле в каждый день за последние 50 лет, а затем отправил результаты Дэвиду
А. Ротери
, профессору планетарных наук о Земле в Открытом университете.
Мариус отметил в посвящении от 30 июня 1612 г. в Prognosticon auf 1613, «что Меркурий освещается Солнцем так же, как Венера и Луна», и сообщил о своих наблюдениях за яркостью.
Определения из Викисловаря
Медиа из Commons
Цитаты из Викицитатника
Тексты из Викиресурса
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета
Данные из Викиданных
