Этот загадочный Меркурий
Меркурий без преувеличения можно назвать самой загадочной планетой Солнечной системы. Он до сих пор мало изучен из-за своей близости к Солнцу: дело в том, что любой аппарат, отправленный к Меркурию, неминуемо попадает в гравитационную воронку, создаваемую Солнцем:
– и, чтобы подлететь к планете на близкое расстояние, межпланетным станциям приходится совершать несколько гравитационных маневров:
Поэтому о Меркурии до недавнего времени знали совсем мало. С Земли планета видна только при наступлении сумерек, на восходе и на закате, причем Меркурий нельзя увидеть в тот момент, когда он подходит ближе всего к нашей планете:
Вплоть до 1965 года считалось, что он обращается вокруг Солнца подобно Луне вокруг Земли – всегда повернут к светилу одной и той же стороной, поскольку период его обращения вокруг своей оси равен меркурианскому году – 88 земных суток.
Данное заблуждение было связано с тем, что наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия повторяются через период, примерно равный шестикратному периоду вращения этого небесного тела (352 суток). Из-за этого получалось так, что в различное время наблюдался приблизительно один и тот же участок поверхности Меркурия.
Такое положение вещей никого не удивляло: ясно же, что близкое и огромное Солнце должно своим притяжением тормозить вращение планеты, в то время как скорость движения Меркурия по орбите, согласно второму закону Кеплера, - самая высокая – из-за той же близости к светилу:
Недаром Меркурий назван именем быстроногого древнеримского бога, покровителя торговли и путешествий! Скорость его движения вокруг Солнца – 47,36 км/с - поэтому и по земному небосводу он движется быстрее всех других планет. Для сравнения: скорость перемещения Земли по своей орбите – 30 км/с.
В середине 60-х годов XX века, когда были изобретены радиотелескопы, астрономы наконец выяснили, что на самом деле за год Меркурий поворачивается вокруг своей оси на полтора оборота, а не на один, меркурианские сутки равны 58 земным. Такое соотношение периодов вращения вокруг оси уникально в солнечной системе: получается, что если бы мы оказались на Меркурии в какой-то определенной точке, когда планета проходит перигелий (максимально приближается к Солнцу), и увидели бы на черном небе планеты Солнце, то через год в этой точке будет холодная меркурианская ночь. Нам бы понадобился еще год, чтобы снова дождаться дня.
Орбита Меркурия – сравнительно вытянутый эллипс (эксцентриситет 0,205), и в перигелии планета в целых полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии. Этот факт является причиной другого феномена Меркурия: скорость его движения вокруг Солнца в перигелии начинает обгонять скорость вращения вокруг оси. В результате на Меркурианском небосводе можно увидеть Солнце, движущееся в обратном направлении! Только на этой планете бывают восхода и два заката:
По тем же причинам звезды на черном небосводе Меркурия движутся втрое быстрее, чем Солнце. Например, если звезда взошла одновременно с нашим светилом,
то она еще до полудня скроется за горизонтом, и успеет взойти еще раз до того, как Солнце сядет:
Первым аппаратом, отправленным к Меркурию для изучения этой удивительной планеты, стал американский «Маринер-10», старт которого состоялся 3 ноября 1973 года. 29 марта 1974 года «Маринер-10» пролетел мимо Меркурия на расстоянии 703 км, 21 сентября он удалился до 48 069 км, а 16 марта 1975 года приблизился на расстояние всего в 327 км, что ниже орбиты МКС.
«Маринер» отправил на Землю более 2000 снимков, на основании которых была составлена карта 40-45% поверхности Меркурия – ученые увидели, что она очень схожа с поверхностью Луны, так же кратерирована. Были впервые измерены дневная и ночная температуры (+187°С и -183°С соответственно, позже эти данные были скорректированы), а также было обнаружено магнитное поле планеты, которое оказалось в 100 раз слабее земного, но все же оно достаточно сильно, чтобы отбивать солнечный ветер.
Раньше считалось, что Меркурий не должен обладать магнитным полем вовсе, поскольку он гораздо меньше Земли и должен уже сильно остыть – а магнитное поле, как известно, образуется за счет вращения расплавленного железного ядра планеты. На сегодняшний день остается открытым вопрос: расплавлено ли ядро Меркурия, как ядро Земли?
Магнитное поле Меркурия тоже необычно: его ось не совпадает с осью планеты, центр магнитного момента почему-то сдвинут:
Также «Маринер» выяснил, что Меркурий, несмотря на не такую уж маленькую силу тяготения (38% от земной) практически лишен атмосферы – имеется только крайне разряженная оболочка, в основном – из гелия. Этот факт, впрочем, вполне объясним: из-за медленного вращения Меркурия вокруг своей оси ночная половина планеты успевает остыть до экстремально низких температур, при которых газы обращаются в жидкое и твердое состояние.
Кроме того, была измерена плотность поверхности и рассчитана средняя плотность планеты. Оказалось, что Меркурий при небольшой плотности своей поверхности имеет среднюю плотность, почти что равную земной: 5,43 грамма на куб. см (средняя плотность Земли – 5,52 г на куб. см). Так был установлен еще один необычный факт: у Меркурия очень большое ядро, диаметр которого должен составлять около 3600 км, в то время как сама планета имеет диаметр всего в 4878 км. Ни одна из 4-х планет земной группы не обладает столь внушительным ядром:
Ученые стали предполагать, что прежде Меркурий был больше и потерял часть своей поверхности из-за столкновения с каким-нибудь небесным телом.
Так или иначе, стало очевидно, что у Меркурия много загадок – и для дальнейшего его изучения уже в нашем столетии была запущена АМС «Мессенджер». Стартовав 3 августа 2004 года, она достигла орбиты Меркурия только через 6,5 лет – 18 марта 2011 года, сделав во время полета несколько гравитационных маневров:
Для сравнения: полет станции «Новые горизонты» к куда более далекому Плутону продолжался 9,5 лет.
«Мессенджер» сделал новые открытия:
Во-первых, был определен химический состав планеты и обнаружено большое количество серы (1-4% от массы планеты) и калия (до 0,24%). Но при такой близости к Солнцу этих летучих элементов должно было быть значительно меньше! Стало быть, раньше их было еще больше – но для этого планета должна была находиться дальше от Солнца.
Так теория столкновения Меркурия с астероидом или другой планетой получила продолжение и развитие: ученые считают, что раньше Меркурий находился где-то между Марсом и Юпитером, а после катастрофы, в результате которой он потерял значительную часть своей оболочки – был отброшен ближе к Солнцу.
Во-вторых, «Мессенджер» обнаружил на дне кратеров Меркурия слабые блики, похожие на отражения света от поверхности водяного льда.
На планете, где дневная температура, по современным данным, превышает отметку в 400 градусов Цельсия, трудно было предположить наличие воды. Однако это не так уж невероятно, если вспомнить, что ось вращения Меркурия не наклонена по отношению к орбите, как на Земле:
Меркурий, подобно Юпитеру, вращается «прямо» - а, значит, на полярные области солнечные лучи круглый год падают под крайне низким углом и могут очень слабо разогревать поверхность. Поэтому на планете вполне можно предположить наличие воды, особенно на дне кратеров.
Для ответа на все эти вопросы – о наличии воды, о химическом составе, о температуре ядра планеты, о происхождении и истории Меркурия – в 2018 году была отправлена еще одна АМС – «БепиКоломбо». Это совместный проект Европы и Японии; прибытие аппарата к Меркурию ожидают в 2025 году. Для экономии топлива «БепиКоломбо» совершит целых девять гравитационных маневров: 1 раз у Земли, дважды – у Венеры и 6 раз у самого Меркурия, поэтому станции предстоит такой долгий полет. Аппарат оснащен всеми необходимыми инструментами, которых не было у «Мессенджера» – в частности, «БепиКоломбо» сможет дать точный ответ на вопрос, есть ли на Меркурии вода, и даже измерить ее количество.
Может быть, новая миссия к Меркурию раскроет нам тайны этой планеты. Но не исключено, что астрономы получат новую порцию загадок.
Если понравилась статья - подписывайтесь, делитесь публикацией, заходите на мой канал на Дзене "Космическое путешествие".
Ссылка на эту мою статью на Яндекс Дзен: Этот загадочный Меркурий.