с чем сходно строение и свойства поверхностного слоя меркурия

Планета Меркурий

Меркурий – первая планета от Солнца и самая маленькая планета в Солнечной системе. Это один из наиболее экстремальных миров. Свое название получил в честь посланника римских богов. Его можно отыскать без использования приборов, поэтому Меркурий отметился во многих культурах и мифах.

Однако это также и очень загадочный объект. Меркурий можно наблюдать утром и вечером в небе, а сама планета обладает собственными фазами.

Интересные факты

Давайте узнаем больше интересных фактов о планете Меркурий.

Размер, масса и орбита

Сравнение Меркурия и Земли

Это обладатель самой эксцентричной орбиты. Удаленность Меркурия от Солнца может колебаться от 46 миллионов км (перигелий) до 70 миллионов км (афелий). От этого могут меняться и ближайшие планеты. Средняя орбитальная скорость равна – 47322 км/с, поэтому на прохождения орбитального пути уходит 87.969 дней. Ниже представлена табличка характеристик планеты Меркурий.

Физические характеристики Меркурия

падения на экваторе3,7 м/с²
0,377 gПервая космическая скорость3,1 км/сВторая космическая скорость4,25 км/сЭкваториальная скорость

вращения10,892 км/чПериод вращения58,646 днейНаклон оси2,11′ ± 0,1′Прямое восхождение

северного полюса18 ч 44 мин 2 с
281,01°Склонение северного полюса61,45°Альбедо0,142 (Бонд)
0,068 (геом.)Видимая звёздная величинаот −2,6 m до 5,7 mУгловой диаметр4,5″ – 13″

Эксцентричность и замедленность вращения приводят к тому, что планета тратит 176 дней на то, чтобы вернуться в изначальную точку. Так что один день на планете вдвое длиннее года. Также это обладатель наиболее низкого осевого наклона – 0.027 градусов.

Орбита и вращение Меркурия

орбиты0,20563593Сидерический период

обращения87,969 днейСинодический период

обращения115,88 днейОрбитальная скорость47,36 км/сСредняя аномалия174,795884°Наклонение7,00° относительно плоскости эклиптики
3,38° относительно солнечного экватора
6,34° отн. инвариантной плоскостиДолгота восходящего узла48,33167°Аргумент перицентра29,124279°

Состав и поверхность

Состав Меркурия на 70% представлен металлическим и на 30% силикатным материалам. Считают, что его ядро охватывает примерно 42% всего объема планеты (у Земли – 17%). Внутри располагается ядро из расплавленного железа, вокруг которого сосредоточен силикатный слой (500-700 км). Поверхностный слой – кора с толщиной в 100-300 км. На поверхности можно заметить огромное количество хребтов, которые тянутся на километры.

По сравнению с другими планетами Солнечной системы, ядро Меркурия обладает наибольшим количеством железа. Полагают, что раньше Меркурий был намного больше. Но из-за удара с крупным объектом внешние слои разрушились, оставив главное тело.

Некоторые считают, что планета могла появиться в протопланетном диске до того, как солнечная энергия стала стабильной. Тогда он должен быть вдвое массивнее современного состояния. При нагреве в 25000-35000 К большая часть породы могла просто испариться. Изучите строение Меркурия на фото.

Внутренняя структура Меркурия представлена корой, мантией и ядром

Есть и еще одно предположение. Солнечная туманность могла привести к увеличению частичек, которые набросились на планету. Тогда более легкие отошли и не использовались при создании Меркурия.

Если смотреть издалека, то планета напоминает земной спутник. Такой же кратерный ландшафт с равнинами и следами лавовых потоков. Но здесь отмечено большее разнообразие элементов.

Улучшенные изображения кратеров Манч, Сандер и По среди вулканических равнин (оранжевые), недалеко от бассейна Калори

Магнитное поле Меркурия

Планета обладает глобальным магнитным полем, достигающем 1.1% земной силы. Возможно, что источником служит динамо, напоминая нашу Землю. Оно образуется благодаря вращению жидкого ядра, наполненного железом.

Этого поля хватает, чтобы противостоять звездные ветра и формировать магнитосферный слой. Его силы достаточно, чтобы удерживать плазму из ветра, из-за чего происходит поверхностное выветривание.

Атмосфера и температура

Из-за близости к Солнцу планета слишком сильно прогревается, поэтому не способна сберечь атмосферу. Но ученые отметили тонкий слой переменной экзосферы, представленной водородом, кислородом, гелием, натрием, водяным паром и калием. Общий уровень давления приближается к отметке 10-14 бар.

Северный полюс планеты, запечатленный аппаратом MESSENGER. Красным цветом отмечены участки в тени, а желтый – лед

Однако поверхность располагает водяным льдом и органическими молекулами. Дело в том, что полюсные кратеры отличаются глубиной и туда не попадают прямые солнечные лучи. Полагают, что на дне можно обнаружить 10 14 – 10 15 кг льда. Пока нет точных данных о том, откуда на планете взялся лед, но это может быть подарок от упавших комет или же он происходит из-за дегазации воды от внутренней планетарной части.

История изучения планеты

Описание Меркурия не обходится без истории исследований. Эта планета доступна для наблюдения без использования приборов, поэтому фигурирует в мифах и древних легендах. Первые записи обнаружены в табличке Мул Апин, выступающей астрономическими и астрологическими вавилонскими записями.

Эти наблюдения сделаны в 14-м веке до н.э. и рассказывают о «пляшущей планете», потому что Меркурий перемещается быстрее всего. В Древней Греции его именовали Стилбон (переводится как «блеск»). Это был посланник Олимпа. Потом римляне переняли эту идею и дали современное наименование в честь своего пантеона.

Птолемей в работах несколько раз упоминал, что планеты способны проходить перед Солнцем. Но он не записывал в примеры Меркурий и Венеру, потому что считал их слишком маленькими и незаметными.

Китайцы именовали его Чэнь Синь («Часовая звезда») и связывали с водой и северной направленностью. Причем в азиатской культуре до сих пор сохранилось такое представление о планете, которую даже записывают как 5-й элемент.

Для германских племен здесь наблюдалась связь с богом Одином. Майя видели четырех сов, две из которых отвечали за утро, а две других за вечер.

О геоцентрическом орбитальном пути еще в 11 веке написал один из исламских астрономов. В 12-м веке Ибн Баджья отметил транзит двух крошечных темных тел перед Солнцем. Скорее всего он видел Венеру и Меркурий.

Проход Меркурия через солнечный диск, наблюдаемый SOHO в 2006 году. За транзитом можно было смотреть в Восточной Европе и восточном полушарии

Индийский астроном Кералы Сомаяджи в 15 веке создал частичную гелиоцентрическую модель, где Меркурий совершал обороты вокруг Солнца.

Первый обзор в телескоп приходится на 17 век. Это сделал Галилео Галилей. Он тогда внимательно изучал фазы Венеры. Но его аппарату не хватило мощности, поэтому Меркурий остался без внимания. А вот транзит отметил Пьер Гассенди в 1631 году.

Орбитальные фазы в 1639 году заметил Джованни Зупи. Это было важное наблюдение, потому что подтвердило вращение вокруг звезды и правильность гелиоцентрической модели.

Более точные наблюдения в 1880-х гг. предоставил Джованни Скиапарелли. Он считал, что орбитальный путь занимает 88 дней. В 1934 году Юджиос Антониади создал детальную карту поверхности Меркурия.

Карта Меркурия, созданная Антониади

Первый радиолокационный сигнал удалось отбить советским ученым в 1962 году. Через три года американцы повторили эксперимент и закрепили осевой оборот в 59 дней. Обычные оптические наблюдения не смогли дать новых сведений, но интерферометры открыли химические и физические характеристики подповерхностных слоев.

Первое глубокое изучение поверхностных особенностей провели в 2000 году обсерваторией Маунт-Вильсон. Большую часть карты составили при помощи радиолокационного телескопа Аресибо, где расширение достигает 5 км.

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.

Карта поверхности

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Источник

Строение Меркурия

Строение Меркурия

Перед вами поверхность Меркурия, снятая с высоты в 450 км

Поверхность усеяна кратерами и намекает на геологическую активность в прошлом. Период интенсивной астероидной атаки закончился 3.8 миллиардов лет назад. Некоторые отверстия заполнились жидкой лавой, после чего поверхность сокращалась при охлаждении, формируя трещины и хребты. Примерно 700-800 лет назад вулканы прекратили функционировать. Интересно, что по строению Меркурий схож на Луну (фото поверхности иногда можно спутать).

Строение Меркурия: Диаметр

Это показатель в 4879.4 км. Если сравнивать, то достигает всего 38% от земного. Более того, спутник Юпитера Ганимед (5268 км) и Титан у Сатурна (5152 км) превосходят его по параметрам.

Радиус Меркурия – 2439.7 км.

Строение Меркурия: Окружность

Она достигает 15329 км. То есть, именно столько бы вам пришлось проехать, если планетарный экватор станет плоским.

Многие планеты Солнечной системы представляют собою приплюснутые сфероиды. Чем быстрее период вращения, тем сильнее увеличивается дистанция от центра к полюсам. Но Меркурий совершает обороты в замедленном темпе, поэтому окружность остается одинаковой.

Строение Меркурия: Объем Меркурия

Диаметр ядра – 3600 км. Оно находится в расплавленном состоянии и представлено практически одним железом. Движение позволяет создавать слабое магнитное поле. На рисунке можно увидеть сравнение размеров Земли и Меркурия.

Полагают, что ранее планета была крупнее и обладала большим объемом. Скорее всего, в прошлом в Меркурий врезался крупный объект, который и вырвал большую часть поверхностного слоя. Это бы объяснило и высокий показатель объема ядра (42% от общего).

Строение Меркурия: Масса

Масса составляет 3.30 х 10 23 кг (5.5% от земной). Да, кажется, что из-за крошечности планета должна быть легкой. Но не будем забывать, что она на второй позиции по плотности.

Художественная интерпретация аппарата MESSENGER на орбите Меркурия

На 70% состоит из металла и на 30% из силикатов. Есть мнение, что ранее Меркурий обладал равным соотношением материалов, но все изменилось из-за удара космического объекта. Подобное произошло и с нами, из-за чего появился земной спутник. Планета также могла сформироваться до того, как стабилизировалась солнечная энергия. Тогда поверхность просто испарилась, потому что солнечная температура была намного выше.

Строение Меркурия: Гравитация

Гравитация Меркурия охватывает лишь 38% земной. Удивительно, но если бы Меркурий достиг земного размера, то его плотность также увеличилась вдвое. Но пока условия напоминают скорее лунные. Если бы вы оказались на поверхности, то вас вес со 100 кг сократился до 38 кг. Это крайний метод для мечтающих похудеть. Да, там также можно стать рекордсменом по прыжкам в высоту. Мировой рекорд в 2.43 м увеличится до 6.4 м.

Чтобы вырваться от планетарной гравитации, придется разогнаться до 4.3 км/с, а вот на Земле – 11.2 км/с.

Строение Меркурия: Плотность

Меркурий относится к планетам земного типа (внутренняя система). Обладая информацией о плотности, удалось понять и внутреннюю структуру. Внутри не наблюдается сильное сжатие, а ядро располагает огромным запасом железа. На фото видно, как представлена структура планеты.

Внутренний состав Меркурия

Силикатная мантия простирается на 500-700 км. Маринер-10 показал, что толщина коры не охватывает больше 300 км. Количество железа в ядре превышает показатели любой другой планеты.

Первой миссии удалось отобразить лишь 44% поверхности. Поэтому недостающие детали получили с полетом аппарата MESSENGER.

Строение Меркурия: Планетарная ось

Меркурий также отклонен от плоскости эклиптики. Но у него показатель наклона оси вращения достигает всего 2.11 градусов. Да, это наименьшая отметка, которая влияет на его климатические условия. Наклон – позиция планеты по отношению к солнечной плоскости. Важно понять, что все планеты не вытягиваются по струнке, а вращаются слегка под изгибом. Это даже заметно на современных глобусах.

У Земли – 23.4 градусов, а Уран – 97.8 градусов. Только представьте, он как будто лежит на боку. Осевой наклон приводит к смене сезонов. Однако Меркурий в этом плане остается практически стабильным. К тому же, его тонкий атмосферный слой не позволяет удерживать тепло. Повернутая к звезде сторона нагревается на 700 К, а ночная остывает до 100 К.

Источник

Меркурий

Эта самая близкая к Солнцу планета во многом похожа на Луну, которую Меркурий лишь немного превосходит по размерам. Так же как и на Луне, бо́льшую часть поверхности занимают неровные возвышенные материки. Низменностей, заполненных застывшей лавой, ещё меньше, чем на Луне. Крупнейшая из них — Море Зноя — имеет диаметр 1300 км. Самыми многочисленными и характерными являются кратеры метеоритного происхождения. На снимках наиболее высокого качества различаются объекты диаметром 50 м (рис. 4.10, 4.11). Обнаружены также следы тектонических процессов — эскарпы — уступы, которые образовались вследствие вертикальных смещении коры вдоль ее трещин. Протяженность одного из них достигает 500 км. Строение и свойства поверхностного слоя также показывают сходство с Луной. Помимо участков, покрытых мелкораздробленным веществом, выявлены выходы скальных пород.

Космические аппараты, пролетавшие вблизи планеты, измерили магнитное поле, которое оказалось в 100 раз слабее земного. Обнаружение незначительного количества газов (аргона, неона, гелия и водорода) лишь подтвердило мнение об отсутствии стабильной атмосферы. Перепады температуры на поверхности планеты в течение продолжительных «меркурианских» суток (176 земных суток) ещё больше, чем на Луне. Вследствие значительного эксцентриситета орбиты заметно изменяется расстояние Меркурия от Солнца. Поэтому на дневной стороне планеты в той точке, для которой Солнце находится в зените, температура в афелии составляет 560 К, а в перигелии достигает 690 К. При такой температуре плавится свинец, олово и даже цинк. На ночной стороне она падает ниже 100 К (—173 °С).

Источник

Меркурий (mercury) — планета, которая из всех представителей Солнечной системы является ближайшей к Солнцу. В скорости движения по небесной сфере она существенно превосходит своих собратьев. В 2006 году научным сообществом было принято решение лишить небесное тело под названием Плутон планетарного статуса. С этого момента Меркурий официально является самой маленькой планетой Солнечной системы.

Характеристики Меркурия

Меркурий находится в 58 миллионах километров от Солнца. Это расстояние соответствует 0,38 астрономической единицы. Это среднее расстояние. Ближайшая к центру Солнечной системы точка орбиты Меркурия (Перигелий) расположена в 46 миллионах километров от Солнца. Афелий — наиболее удаленная точка орбиты Меркурия — в 69,8 миллионах километров от Солнца.

Период, за который Меркурий облетает полный круг вокруг Солнца, равняется 88 земным суткам. Передвижение его по орбите совершается со скоростью 48 км/с.

Естественных спутников планета Меркурий не имеет. Из всей Солнечной системы их лишены только он и Венера.

Особенности строения: 83% объёма небесного тела составляет ядро, состоящее из железа с примесями никеля. Оно же является источником магнитного поля, напряженность которого приблизительно в 100 раз ниже магнитного поля Земли. Масса ядра Меркурия составляет 60% от массы всей планеты. Постепенное охлаждение железно-никелевого центра небесного тела приводит к сжатию его коры и уменьшению размеров.

Силикатная мантия, являющаяся окружением ядра, имеет толщину около 550 километров, а кора планеты — от 100 до 300 километров.

Площадь поверхности самой маленькой планеты 74797000 квадратных километров, что составляет около 15% поверхности Земли.

Масса Меркурия 30,3010*10 в 23 степени кг. Это около 5,5% от массы Земли.

Атмосфера сильно разрежена.

Диаметр Меркурия — 4879,4 километра. Радиус Меркурия составляет 2440 километров, что существенно меньше радиуса Земли, а также спутников Юпитера (Ганимед) и Сатурна (Титан). Однако, имея довольно высокую плотность, превосходит эти космические тела по массе.

Поверхность Меркурия визуально несколько схожа с поверхностью Луны Это связано с тем, что она покрыта большим количеством кратеров, оставшихся от ударов метеоритов. Из всего множества кратеров, оставленных ударами метеоритов на поверхности Меркурия, самым большим является Равнина Жары, имеющая диаметр более полутора тысяч километров.

Продолжительность суток на планете Меркурий в пересчете на земное время длится почти 2 месяца (58,65 земных суток).

Исследования ученых

Планета Меркурий давно привлекает к себе внимание учёных.

Из всех планет она является наименее изученной. Однако ученым уже известно, что это небесное тело имеет существенные отличия от своих ближайших соседей:

Но количество завершенных исследований невелико. На сегодняшний день лишь двум космическим аппаратом NASA удалось провести исследование самой маленькой планеты Солнечной системы:

Пролетая мимо Меркурия повторно, аппарат снова сделал снимок относительно хорошего качества, на котором подробно отобразил ландшафт самой маленькой планеты, который до этого момента был исследован лишь приблизительно при помощи радара. Предполагается, что поверхность Меркурия имеет серый или коричневый цвет.

Сведения, полученные этой же автоматической станцией «Messenger», помогли установить и некоторую периодичность метеоритных воздействий на поверхность. Наиболее частое воздействие на поверхность регистрируется на той стороне, что освещена Солнцем, то есть метеориты чаще падают на поверхность утром и днем.

Однако исследователи не намерены останавливаться на достигнутом.

К концу 2021 года самой миниатюрной планеты достигнет европейско-японское устройство, начавшее свою миссию в октябре 2018 года.

Вопрос происхождения планеты Меркурий дискутабелен. Одной из наиболее вероятных версий учёным кажется формирование планеты из скопления планетезималей, которые, в свою очередь, возникли из испаряющихся при экстремально высоких температурах материалов, сконденсировавшихся впоследствии.

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.

Именно уточнить результаты предыдущих исследований, а также продолжить исследование — цель миссии «bepicolombo» (2018−2021гг).

Интересные факты

Солнце с поверхности Меркурия, находящегося на максимальном приближении к звезде, выглядит в 3 раза более крупным объектом по сравнению с его визуальным размером, видимым с поверхности Земли.

Масса предметов на поверхности Меркурия существенно меньше. В частности, 100-килограммовая гиря, попав на самую маленькую планету, весила бы всего 37,7 кг.

Большинство планет Солнечной системы имеют один или несколько естественных спутников. Соседствующих с ними космических объектов лишены только две планеты:

Ближайшая к Солнцу планета является еще и самой быстрой: по скорости обращения по орбите она превосходит все остальные.

Приведённые сведения довольно наглядно демонстрируют, насколько самая маленькая планета Солнечной системы непохожа на Землю.

Благодаря своим особенностям, этот космический объект еще долго будет будоражить фантазию ученых, и не раз еще его название встретится в рассказах фантастов.

Источник