Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

До начала космических исследований диаметр планеты был известен неточно, а оценка его массы и средней плотности была затруднена из-за отсутствия спутников. Ошибочно считалось, что период вращения планеты совпадает с периодом ее обращения вокруг Солнца, в результате чего она постоянно обращена к светилу одной стороной; утверждалось, что на одном полушарии Меркурия вечный зной, а на другом — вечный космический холод. Но оказалось, что Солнце освещает оба полушария планеты, а единственные области, где оно никогда не восходит — глубокие долины на полюсах Меркурия.

Атмосфера у Меркурия крайне разрежена, в миллионы раз менее плотная, чем у Земли, причем с необычным газовым составом. В 1974 г. американский зонд «Маринер-10» был выведен на орбиту спутника Солнца и в 1974—1975 гг. трижды сблизился с Меркурием. По существу, все основные данные о физике планеты и ее изображения были получены в этих сближениях. Следующим исследователем Меркурия должен стать зонд MESSENGER (MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry and Ranging) запущенный NASA 3 августа 2004 г. Он дважды пролетит мимо Меркурия (в 2008 и 2009 гг.), а затем, в 2011 г., выйдет на орбиту вокруг него.

Ранее высказывались предположения о возможном существовании еще одной небольшой планеты внутри орбиты Меркурия (ее хотели назвать Вулканом). Но такой планеты нет. Меркурий — ближайшая к Солнцу планета.

Особенности движения Меркурия

Первые сомнения по поводу синхронности суточного вращения и орбитального обращения Меркурия принесли наблюдения теплового излучения планеты, выполненные в 1962 г. Если исходить из синхронного вращения, с вечным днем на одной стороне и вечной ночью на другой, то средние температуры полушарий должны составить 880 и 60 К (т.е. около +600°С и —210°С). Принятое от поверхности Меркурия тепловое радиоизлучение (с глубины около 10 см.) показало, что дневная сторона не так горяча, как ожидалось, а от ночной исходит ощутимый поток тепла. Поскольку атмосферы нет, а перенос тепла сквозь твердое тело планеты пренебрежимо мал, был сделан вывод о несинхронном вращении планеты. Но действительность оказалась еще интереснее: Меркурий находится в резонансном, но несинхронном вращении. Эти данные были получены с помощью наземной планетной радиолокации в 1965 г. (она же позволила в 1967 г. определить радиус планеты с ошибкой всего в 5 км.).

Сравнивая период обращения Меркурия вокруг Солнца (87,97 сут.) с периодом его осевого вращения (58,65 сут.), мы видим, что они находятся в точном соотношении 3:2. Значит, за год планета совершает полтора оборота вокруг оси. Проходя через любую конкретную точку орбиты, он через раз подставляет Солнцу одно и то же полушарие, а через раз — ему противоположное.

Поэтому солнечные сутки длятся на Меркурии вдвое дольше его года и втрое дольше его звездных суток (т.е. 176 земных суток). Температура поверхности Меркурия достигает наибольшего значения в двух диаметрально противолежащих областях, которые попеременно оказываются подсолнечными, когда планета проходит перигелий. Одна из них получила название Planitia Caloris (равнина Жары).

До сих пор у нас нет полной карты Меркурия, поскольку сближения «Маринера-10» с ним происходили так, что каждый раз аппарат передавал изображения одного и того же освещенного Солнцем полушария планеты. По этой причине до первого пролета «Мессенджера» (14 января 2008 г.) было картировано только 35% поверхности планеты. Чтобы исправить перегиб в пользу ученых, образовавшийся на картах Луны и Марса, астрономы решили называть детали рельефа Меркурия именами писателей, музыкантов, художников и поэтов. На карте Меркурия можно встретить имена Баха, Толстого, Шекспира, Бетховена…

Близость периодов осевого вращения и орбитального обращения, а также большой эксцентриситет орбиты Меркурия приводят к тому, что Солнце в своем видимом движении по небу планеты останавливается и даже возвращается назад. В некоторых областях восходы и заходы Солнца наблюдаются дважды за одни сутки, причем как на востоке, так и на западе.

Меркурий — маленькая планета, его диаметр всего на 40% больше лунного. Но масса планеты довольно велика, в 4,5 раза больше лунной, поэтому его средняя плотность почти такая же высокая, как у Земли. Можно сказать, что Меркурий объединяет в себе некоторые черты Земли, Луны и даже Марса: хотя поверхность Меркурия внешне почти неотличима от лунной, его внутреннее строение во многом напоминает земное, а ускорение свободного падения на поверхности (3,7 м/с²) практически такое же, как у Марса.

Ошибка Скиапарелли