Спутники планеты меркурий

Содержание

Содержание

Содержание

Состав атмосферы

Углекислый газ, водород, гелий

Углекислый газ — главный и превалирующий над другими элементами в составе атмосферы. Его процент нахождения равен 95% и это во многое количество раз превышает показатели Земли, поэтому существование на Меркурии живых организмов просто невозможно.  Атмосфера Меркурия также состоит из водорода и гелия, наличие которых осуществляется приходом этих веществ вместе с ветром, а потом эти элементы рассеиваются в космосе. Отмечается незначительное присутствие калия и арагона-40, который образуется в результате распада изотопа калия. Ученые говорят, что газовая оболочка постоянно пополняется из-за различных процессов, происходящих на планете и извне, например распада частиц в коре, солнечных ветров. Атмосферу Меркурия можно сравнить с руслом реки, в которые впадают более мелкие речушки. Например, атом гелия «живет» в атмосфере 200 дней а затем рассеивается, позже опять приходит в оболочку и так по кругу. Основные химические элементы, из которых состоит атмосфера Меркурия, это кислород и натрий, проценты, которых составляют 42 и 29 соответственно. Еще один немаловажный элемент это водород. Он взаимодействует с кислородом и поэтому в оболочке Меркурия можно также найти водяные пары.

Водяные пары

Нахождение водяных паров при изучении атмосферы подсказало ученым, что где-то на планеты можно найти и залежи льда. Mariner 10 нашел их в 2009 году в глубоких кратерах, в местах, где лучи солнца никогда не доходили до них. Таким образом, помимо водяного пара в атмосфере Меркурия находится и водяной лед. Но, несмотря на наличие водяного льда, на планете нет воды, так как на поверхности сохраняется аномально высокая температура и она испаряет всю жидкость. В недрах планеты содержится очень много радиоактивных вещество, что тоже влияет на состав атмосферы.

Кислород

В составе также есть незначительное число кислорода, процент его примерно такой же, как и метана. Еще 4 миллиарда лет назад атмосфера была перенасыщена кислородом, а к сегодняшнему дню его практически не осталось. Процесс исчезновения кислорода, возможно, связан с натисками солнечных ветров, столкновением с метеоритом или другим астероидом или последствием низкой разреженной атмосферой.

Метан и арагон

Интересный факт, что Меркурий — планета с наибольшим числом ударных кратеров. Если смотреть на фотографию поверхности планеты, то ее легко можно спутать с другим объектом Солнечной системы, Луной. Ученые называют Меркурий пассивной планетой, не способной отбиваться от ударов комет и астероидов. Остальные элементы в составе, процент которых довольно низок это криптон, окись азота и метан. Причина проявления последнего — вулканическая активность, нахождение перекиси и хлоратов в почве. Его присутствие мало и требует пополнения, окончательно разрушается метан через год. Аргон, который также имеется в составе, образуется в результате радиоактивного распада, частички натрия у полюсов. Состав атмосферы Меркурия претерпевал незначительные изменения в течение многих миллиардов лет. И сейчас ученые в один голос заявляют, что Меркурий медленно остывает, что повлияет на дальнейшие характеристики атмосферы этой орбиты.

Немного истории

Четырнадцатый век до нашей эры. Астрономы из Ассирии сделали свои первые записи о наблюдении за прыгающей планетой.

В восьмом веке до нашей эры, в Древней Греции имел двойное имя, с утра — Стилбон, а вечером — Гермаон. Прижилось и дошло до наших дней Меркурий, как нарекли его римляне, за скорость движения. Первым астрономом, который проводил наблюдения за Меркурием, с помощью телескопа, считается Галилео Галилей.

А первым астрономом, наблюдающим прохождение Меркурия по солнечному диску, стал французский астроном и священник Пьер Гассенди, произошло это в 1631 году. И уж совсем редкое явление посчастливилось наблюдать английскому астроному и врачу Джону Бевису, в 1737 году. Венера прошла перед Меркурием, закрыв его собой. Такое событие в астрономических кругах прогнозируется теперь только в 2133 году.

Уже в наше время ученые могут использовать более современное оборудование, чем телескоп. Планету изучают с помощью радиолокации, радиоастрономии — изучение электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн, а также межпланетных космических станций. В 1974 году первым космическим аппаратом, посетившим Меркурий, стал «Маринер – 10», который три раза пролетел около планеты.

«Мессенджер» в 2008 году стал вторым автоматическим аппаратом, который вышел на орбиту планеты. Благодаря данным многое прояснилось, опровергались или, наоборот, подтвердились многие гипотезы. Но всё равно Меркурий остается чуть ли не самой малоизученной планетой в нашей системе. Он очень неохотно делится своими секретами, чуть приоткрыв одну тайну, тут же подкидывает новые загадки ученым.

Уже скоро на планету отправиться три космических аппарата, которые одновременно будут передавать данные с разных орбит. Запуск планируется на период с октября по ноябрь 2018 года. Называется программа BeriColombo, утвержденная двумя агентствами — Европейским космическим и Японским аэрокосмических исследований.

К Меркурию станции предположительно доберутся в конце 2025 года. С помощью полученных данных ученые планируют узнать подробнее о составе самого Меркурия, а также о пространстве, что его окружает, и, конечно, получить снимки с поверхности планеты

Не обойдут вниманием магнитное поле и многое другое. Может в этот раз планета окажется более гостеприимной, и расскажет о себе больше

И маленький, быстрый Меркурий станет немного ближе нам.

Поверхность напоминает лунную (снимок АМС «Мессенджер»)

Атмосфера

Атмосфера Меркурия предельно разряжена. Ее давление составляет 10-15 бар, что в 5*1023 раз меньше земного. В атмосфере планеты присутствуют:

• Кислород 42%;
• Натрий 29%;
• Водород 22%;
• Гелий 6%;
• Калий 0,5%;
• Остальные вещества 0,5% (углекислый газ, вода, кальций, магний, азот, ксенон, аргон, неон, криптон).

Появление многих веществ обусловлено действием солнечного ветра, представляющего собой ионы гелиево-водородной плазмы. Ударяясь с большой скоростью, эти частицы выбивают из поверхности в атмосферу атомы натрия, калия, кальция, магния, разрыхляя верхний слой грунта. Часть ионов плазмы улетают обратно в космос, часть – захватываются магнитосферой Меркурия. Аргон попадает в атмосферу в результате радиоактивного распада калия, вызванного действием низкоплазменного потока. Водяные пары образуются в реакции взаимодействия оксидов грунта и водорода солнечного ветра, а также появляются в процессе таяния льда в кратерах.

Атом в атмосфере Меркурия живет примерно 200 суток. Несмотря на гравитацию и наличие магнитного поля, газы легко рассеиваются в космическое пространство.

Немного о поверхности и не только

С помощью всё — той же станции «Маринер – 10» были получены снимки поверхности и ученые смогли узнать, как выглядит Меркурий. Оказалось, что очень много есть схожего с лунной поверхностью. Присутствуют старые и более молодые кратеры, есть равнины, горы, долины.

Самая большая по размерам равнина получила название Жара, ее просторы впечатляют 1530 на 1320 км. Образовалась она в кратере, вал которого в высоту превышает два километра. Ученые обнаружили интересной формы кратерную цепочку, которая напоминает мордочку мультяшного мышонка — Микки Мауса. Пока рассматриваются варианты для названия, но вполне возможно, что свой Микки появится и на Меркурии.

По мнению ученых нынешний вид поверхности планеты создавался поэтапно. После того как планета сформировалась, произошла атака астероидами, чем и объясняют появление кратеров, которые по размерам очень сильно отличаются. Есть маленькие всего от нескольких километров, до самых огромных, свыше ста километров. различных по своей сохранности. Затем пошел период активных вулканов, что в впоследствии извержений привели к образованию лавовых равнин. При остывании, после вулканических извержений, стали образовываться характерные складки и наплывы на поверхности, напоминающие набегающие волны, но только состоящие из каменных пород.

И хотя считается, что Луна похожа на Меркурий, поверхность планеты все же отличается и имеет только ей присущие пейзажи. Такими характерными чертами и являются грабены — больше сотни очень длинных впадин, которые имеют плоское дно, и эскарпы —уступы, похожие на лопасти, достигающие высоты больше двух метров.

У Меркурия довольно массивное ядро, по предположениям находится в жидком состоянии и составляет 82% от общего объема планеты. Генерирует достаточно слабое магнитное поле, по напряженности в сто раз меньше напряженности магнитного поля нашей планеты.

Продолжение следует.

См. также

Другие версии относительно того, куда делись спутники Меркурия и Венеры

Самой экстравагантной версией относительно природы спутников Венеры, служит и такая: Спутник у Венеры был, причем он есть и сейчас, только вот… он уже перестал быть спутником, а стал самостоятельной планетой. Ну да, это про Меркурий.

На самом деле, ничего невозможного тут нет. Во-первых Меркурий довольно мал для планеты, его радиус: 2439 км, против 1738 км у нашей Луны, во-вторых само место его расположения около Солнца выглядит довольно странно с точки зрения классической теории появления Солнечной системы. В третьих – значительный нагрев Венеры, температура на поверхности которой достигает почти 400 градусов, тоже не так просто объяснить, а вот если бы в прошлом Венера имела крупный спутник, который своим приливным взаимодействием разогревал недра планеты, все стало бы понятнее и проще.

Однако пока этой гипотезе никаких подтверждений не нашлось. Впрочем, найти их проблематично вообще, учитывая расстояния и в высшей степени экстремальные условия на поверхности обоих планет.

Впрочем, не стоит грустить! С некоторой натяжкой, к спутникам, а точнее к квазиспутникам Венеры можно отнести астероид 2002 VE68, обращающийся вокруг Солнца таким образом, что между ним и Венерой существует орбитальный резонанс, в результате которого на протяжении многих периодов обращения он остаётся вблизи планеты.

Если у Меркурия и был когда-то спутник, он давно уже упал на поверхность этой планеты или… улетел

Что касается Меркурия, то эта планета даже если и обладала раньше каким-то собственным естественным спутником, то обладание это явно не длилось продолжительное время. Дело в том, что у Меркурия самые маленькие значения полуоси и отношения массы планеты к Солнцу, что даёт совсем небольшой набор устойчивых орбит на  которых мог бы оказаться гипотетический спутник.

Радиус сферы Хилла у Меркурия в 7 раз меньше земного и потому те спутники, которые гипотетически могли у него быть в прошлом, давным-давно должны были или упасть на его поверхность или “улететь” на околосолнечную орбиту.

Подготавливаем посадочное место

Паукообразная обезьяна. Образ жизни и среда обитания паукообразной обезьяны

Исследование планеты

До момента первого полета беспилотных аппаратов мы многого не знали о морфологических характеристиках. Первым к Меркурию отправился Маринер в 1974-1975 гг. Он трижды приблизился и сделал ряд масштабных фото.

Космический аппарат НАСА Маринер-10, который в 1970-х гг. исследовал Венеру и Меркурий

Но аппарат обладал длительным орбитальным периодом, поэтому при каждом приближении подходил к одной и той же стороне. Так что карта составляла лишь 45% всей площади.

При первом сближении удалось зафиксировать магнитное поле. Последующие подходы показали, что оно сильно напоминает земное, отклоняющее звездные ветры.

В 1975 году у аппарата кончилось топливо, и мы потеряли связь. Однако Маринер-10 и сейчас может вращаться вокруг Солнца и наведываться к Меркурию.

Вторым посланником стал MESSENGER. Он должен был разобраться в плотности, магнитном поле, геологии, структуре ядра и атмосферных особенностях. Для этого установили специальные камеры, гарантирующие высшее разрешение, а спектрометры отмечали составляющие элементы.

Аппарат MESSENGER вращается вокруг Меркурия с марта 2011 года

MESSENGER стартовал в 2004 году и выполнил три пролета с 2008 года, компенсировав упущенную Маринером-10 территорию. В 2011 году он перешел на эллиптическую планетарную орбиту и начал снимать поверхность.

После этого стартовала следующая годичная миссия. Последний маневр пришелся на 24 апреля 2015 года. После этого закончилось топливо, и 30 апреля спутник разбился об поверхность.

В 2016 году ЕКА и JAXA объединились для создания BepiColombo, который должен добраться к планете в 2024 году. У него есть два зонда, которые будут изучать магнитосферу, а также поверхность во всех длинах волн.

Расширенное изображение Меркурия, созданное на основе снимков камер MESSENGER

Меркурий – интересная планета, раздираемая крайностями и противоречиями. Обладает расплавленной поверхностью и льдом, нет атмосферы, зато присутствует магнитосфера. Мы надеемся, что будущие технологии позволят узнать больше интригующих подробностей. Обязательно рассмотрите, как выглядит современная карта поверхности Меркурия в высоком разрешении.

Естественные спутники

Как уже неоднократно упоминалось выше, у Меркурия нет естественных спутников. Чтобы они возникли, необходимо или падение на планету огромного количества астероидов, которые от нее отскочили бы и стали летать на орбите, или же привлечь к себе кометы, удержав их гравитацией. Предположительно, по второму сценарию появилось сопровождение у Марса и некоторых газовых планет.

По мнению многих ученых, у Меркурия не может быть сопровождения из-за его малой гравитационной силы: она не способна удержать на орбите космические тела. Кроме того, если в зону, где объект мог бы задержаться, вошел бы крупный астероид, то он обязательно попал бы под воздействие Солнца и попросту растворился.

Пытаясь найти фото и названия спутников Меркурия, можно отыскать только информацию об искусственном сопровождении планеты, которое было разработано на Земле. Вот так Меркурию и Венере приходится коротать свой век в гордом одиночестве, летая вокруг Солнца без сопровождения.

Единственный искусственный спутник

К 2019 г. за всю историю космических исследований людьми вокруг планеты Меркурий вращался только 1 искусственный спутник. Это космический аппарат под названием “Messenger”. Он был запущен американцами в 2004 г. и достиг расположенного вблизи Солнца небесного тела только в 2008 г. Стационарную позицию на орбите он занял в 2011 г. с помощью маневров, совершенных в атмосфере.

Межпланетный зонд «Messenger» — искусственный спутник Меркурия. Credit: thedailybeast.com.

Основной целью этого запуска было:

• получение снимков высокого разрешения;
• определение угла наклона планетарной оси;
• точное измерение периода обращения планеты;
• изучение рельефа.

Устойчивость орбит спутников Меркурия

Радиус сферы Хилла приблизительно равен R_x≈A•(⅓•M_☿/M_☉)⅓, где A — большая полуось орбиты Меркурия, а M_☿ и M_☉ — массы планеты и Солнца. Из всех планет Солнечной системы у него наименьшие значения и полуоси и отношения массы планеты к Солнцу, что даёт относительно небольшой набор устойчивых орбит и они просто случайно не были заселены во время формирования Солнечной системы.

Кроме того, даже в системе Земля-Луна не является абсолютно стабильной и устойчивой — Луна постепенно (примерно на 4 см в год) отдаляется от Земли. У Меркурия радиус сферы Хилла меньше земного в 7 раз и спутники, которые в далёком прошлом могли существовать у него, могли сойти с орбиты — либо упасть на планету (что происходит в системе Марс—Фобос), либо перейти на околосолнечную орбиту.

О чем рассказали предшественники BepiColombo?

«Маринер-10» был первым аппаратом, отправленным к Меркурию. Он стартовал с мыса Канаверал во Флориде 3 ноября 1973 года. «Маринер-10» сближался с Меркурием всего три раза (29 марта 1974 года — на расстоянии 703 км, 21 сентября 1974 года — на расстоянии 48 069 км и 16 марта 1975 года — на расстоянии 327 км) и сумел запечатлеть всего около 45% поверхности планеты (рис. 2).

Тем не менее, этот космический аппарат собрал большое количество интересных данных: около 2 300 черно-белых фотографий, некоторые — с очень высоким по тем временам разрешением 140 метров/пиксель, получил данные об атмосфере и экзосфере планеты, а также обнаружил у Меркурия магнитное поле, похожее на поле Земли. 24 марта 1975 года у «Маринера-10» закончилось топливо, но, возможно, он до сих пор вращается вокруг Солнца.

Следующей миссией стал «Мессенджер», запущенный 3 августа 2004 года с того же космодрома, что и «Маринер-10». Так же, как и предшественник, «Мессенджер» использовал гравитационные маневры, чтобы достигнуть Меркурий. Путь занял у него почти семь лет: на околопланетную орбиту он вышел в марте 2011 года. Она была сильно вытянутой и проходила мимо полюсов планеты. В течение основной миссии «Мессенджер» делал два оборота вокруг Меркурия каждые 24 часа, максимально приближаясь к его поверхности на расстояние 200 км и максимально отдаляясь более чем на 15 000 км. «Мессенджер» летал вокруг Меркурия четыре года, пока у него не кончилось топливо. Аппарат упал на поверхность планеты 30 апреля 2015 года.

«Мессенджеру» удалось получить изображение почти всей поверхности Меркурия, используя лазерный альтиметр и мультиспектральную систему визуализации (см. Картографирование Меркурия). Выяснилось, что большая часть Меркурия покрыта не кратерами, а следами вулканической активности, образовавшими гладкие равнины. «Мессенджер» обнаружил мелкие, нерегулярные впадины в кратерах и на равнинах планеты. Происхождение этих впадин до сих пор остается загадкой.

Различные спектрометры «Мессенджера» определяли элементный и минеральный состав пород на поверхности Меркурия. Несмотря на высокую плотность планеты и предполагаемое наличие железного ядра, на поверхности Меркурия, по-видимому, находится небольшое количество железа, но зато там высокое содержание летучих элементов (серы, натрия, хлора). Также «Мессенджер» обнаружил на Меркурии воду — в виде льда, залегающего в затененных полярных кратерах (см. Messenger: надо льдом и пламенем).

History

Особенности орбиты Меркурия

Как уже говорилось выше, вокруг Солнца планета делает полный оборот за 88 суток. Вокруг своей оси она вращается за 59 земных дней. Средняя скорость составляет 48 км в секунду. На некоторых участках орбиты Меркурий движется медленнее, на некоторых быстрее. Максимальная его скорость в перигелии – 59 км в секунду. Планета старается проскочить ближайший участок к Солнцу как можно скорее. В афелии скорость Меркурия составляет 39 км в секунду. Взаимодействие скорости вокруг оси и скорости по орбите дает поражающий эффект. На протяжении 59 суток любой участок планеты находится в одном положении к звездному небу. К Солнцу этот участок возвращается через 2 меркурианских года или 176 дней. Из этого получается, что солнечные сутки на планете равны 176 дням. В перигелии наблюдается интересный факт. Здесь скорость вращения по орбите становится больше движения вокруг оси. Так возникает эффект Иисуса Навина (предводителя евреев, который остановил Солнце) на долготах, которые повернуты к светилу.

Восход на планете

Солнце останавливается, а потом начинает движение в обратную сторону. Светило стремится на Восток, полностью игнорируя предначертанное ему западное направление. Так продолжается 7 суток, пока Меркурий не проходит самый близкий участок орбиты к Солнцу. Затем его орбитальная скорость начинает уменьшаться, а движение Солнца замедляться. В месте, где скорости совпадают, светило останавливается. Немного времени проходит, и оно начинает двигаться в противоположную сторону – с востока на запад. По поводу долгот картина еще удивительнее. Если бы здесь жили люди, они бы наблюдали два заката и два восхода. Изначально Солнце бы взошло, как и полагается, на востоке. В момент оно бы остановилось. После начало движение назад и скрылось бы за горизонтом. Через 7 дней оно снова бы засияло на востоке и без препятствий проделало путь к высшей точке на небе. Про такие поразительные особенности орбиты планеты стало известно в 60-х годах. Раньше ученые считали, что она всегда повернута к Солнцу одной стороной, а вокруг оси движется с такой же скоростью, что и вокруг желтой звезды.

Краткая характеристика и особенности планеты

Среди всех восьми планет Солнечной системы у Меркурия самая необычная орбита. Ввиду незначительного расстояния планеты от Солнца, орбита у нее самая короткая, однако по своей форме это сильно вытянутый эллипс. В сравнении с орбитальным путем других планет, у первой планеты самый высокий эксцентриситет – 0,20 е. Другими словами, движение Меркурия напоминает гигантские космические качели. В перигелий стремительный сосед Солнца приближается к нему на расстояние 46 млн. км, раскаляясь до красна. В афелии Меркурий отдается от нашего светила на расстояние 69,8 млн. км, успевая за это время немного остыть в просторах космоса.

Такая особенность орбитального полета легко объясняет широкий диапазон перепада температур на планете, который является самым значительным в Солнечной системе. Однако главной отличительной чертой астрофизических параметров маленькой планеты является смещение орбиты относительно положения Солнца. Этот процесс в физике называется прецессия, и чем он вызван, до сих пор остается загадкой. В XIX веке была даже составлена таблица изменений орбитальных характеристики Меркурия, однако объяснить подобное поведение небесного тела до конца не удалось. Уже в середине XX было сделано предположение о существовании вблизи Солнца некой планеты, влияющей на положение орбиты Меркурия. Подтвердить эту теорию в данный момент техническими средствами наблюдения с помощью телескопа не представляется возможным, ввиду близкого расположения исследуемой области к Солнцу.

Самое подходящее объяснение этой особенности орбиты планеты — рассматривать прецессию с точки зрения теории относительности Эйнштейна. Предварительно орбитальный резонанс Меркурия оценивался как 1 к 1. На деле оказалось, что этот параметр имеет значение 3 к 2. Ось планеты располагается под прямым углом к орбитальной плоскости, а комбинация скорости вращения солнечного соседа вокруг собственной оси с орбитальной скоростью приводит к возникновению любопытному явлению. Светило, дойдя до зенита, начинает обратный ход, поэтому на Меркурии восход и закат Солнца происходят в одной части меркурианского горизонта.

Что касается физических параметров планеты, то они следующие и выглядят довольно скромно:

• средний радиус планеты Меркурий составляет 2439,7 ± 1,0 км;
• масса планеты составляет 3,33022·1023 кг;
• плотность Меркурия равна 5,427 г/см³;
• ускорение свободного падения на меркурианском экваторе 3,7 м/с2.

Относительно Земли первая планета Солнечной системы занимает разное положение. Самое близкое расстояние между двумя планетами составляет8 2 млн. км, тогда как максимальная удаленность равна 217 млн. км. Если лететь с Земли к Меркурию, то космический корабль может достичь планеты быстрее, чем отправившись на Марс или на Венеру. Это происходит ввиду того, что маленькая планета чаще расположена к Земле ближе, чем ее соседи.

У Меркурия очень высокая плотность, и по этому параметру он ближе к нашей планете, превосходя Марс почти в два раза — 5,427 г/см3 против 3,91 г/см2 у Красной планеты. Однако ускорение свободного падения у обеих планет, у Меркурия и у Марса, практически одинаково – 3,7 м/с2. Долгое время ученые считали, что первая планета Солнечной системы была в прошлом спутником Венеры, однако получение точных данных о массе и плотности планеты, развенчало эту гипотезу. Меркурий вполне самостоятельная планета, сформировавшаяся в процессе образования Солнечной системы.

Особенности ближайшей к Солнцу планеты

Причинами существенных отличий Меркурия от соседствующих с ним планет учёные называют ранние сроки формирования небесного тела и весьма высокую плотность его мантии, которая может содержать более высокие концентрации железа, чем демонстрируют измерения на поверхности небесного тела, произведенные американской автоматической межпланетной станцией «Messenger».

На сегодняшний день известно, что кора планеты имеет магматическое происхождение. Предположительные сроки ее формирования — 3,5 — 4,5 миллиардов лет назад. Около 3,5 миллиардов лет назад Меркурий утратил свою магматическую активность, став в результате наиболее быстро застывающей планетой Солнечной системы.

Охлаждение недр, приводящее к их сжатию, влечет за собой образование складок на коре небесного тела, а также формирование линий разлома. Ученые, исследующие космос, считают, что именно таков механизм образования Великой долины Меркурия, ограниченной двумя огромными уступами, образовавшимися по причине охлаждения внутренней части космического тела. Особенностью этого элемента рельефа является то, что дно Великой долины существенно ниже уровня окружающей ее местности.

Причиной возникновения такой особенности учёные называют прогибание наружного слоя коры в результате охлаждения внутренностей этого космического объекта. Этот же процесс прогиба горы в области дна Великой долины явился и причиной опущения периферической части бассейна Рембрандт.