Период обращения вокруг своей оси меркурий – Орбитальный период вращения Меркурия составляет 88 дней
Орбитальный период вращения Меркурия составляет 88 дней
Поверхность Меркурия снятая космическим аппаратом MESSENGER
Вращение Меркурия весьма странное, по сравнению с Земным. Он вращается вокруг оси сравнительно медленно, по сравнению со своим орбитальным периодом.
Орбитальные характеристики
Один оборот у планеты занимает 116 земных суток, а орбитальный период вращения равен всего 88 дней. Таким образом, день гораздо длиннее, чем год. Экваториальная скорость вращения планеты составляет 10,892 км/час.
В некоторых местах, на планете, наблюдатель может увидеть весьма необычный восход Солнца. После восхода, Солнце останавливается на один Меркурианский день (это почти 116 земных суток). Это случается примерно за четыре дня до перигелия из-за того, что угловая орбитальная скорость планеты равна его угловой скорости вращения. Это и вызывает видимую нам остановку в небе планеты. После того, как Меркурий добирается до перигелия, его угловая орбитальная скорость превышает угловую скорость и светило снова начинает двигаться в обратном направлении.
Вот еще один способ объяснить это более подробно: Во время одного Меркурианского года, средняя скорость движения Солнца составляет два градуса в день, из-за того, что день дольше, чем период вращения.
Изменение движения в разные времена года
При приближении к афелию, орбитальное движение замедляется, а его движение по небосводу планеты увеличивается более чем на 150% от нормальной угловой скорости (до трех градусов в день). С другой стороны, при приближении его к перигелию, движение Солнца замедляется и останавливается, а затем начинает медленно двигаться на запад, а затем все быстрее и быстрее. В то время, как светило меняет скорость движения по небосклону планеты, его видимый размер становится то больше, то меньше, в зависимости от того, как далеко оно находится от планеты.
Период вращения не был обнаружен до 1965 года. Несколько десятков лет назад считалось, что Меркурий приливными силами повернут к Солнцу всегда одной и той же стороной.
Но в результате радиолокационного исследования планеты в 1962 году, с помощью обсе
spacegid.com
Вращение Меркурия
Солнечная система > Планета Меркурий > Вращение Меркурия
Особенности вращения Меркурия вокруг Солнца: скорость, период, сколько планета тратит времени на орбиту в Солнечной системе, длительность дня и года с фото.
Из всех планет движение и период вращения Меркурия является самым необычным. Дело в том, что сам процесс осевых оборотов проходит замедленно. Если ось вращения Меркурия занимает 175.97 дней, то на облет орбиты вокруг Солнца уходит 88 дней. То есть, день длится в 1.999 раз больше года. Экваториальный скоростной показатель – 10.892 км/ч. Это приводит к солнечным дням, где на оборот тратится 58.647 дней.
Орбита вращения Меркурия
Если бы вы побывали в гостях у планеты, то смогли бы наблюдать, как Солнце поднимается до половины и задерживается на одной точке в течение всего дня. Это случается за 4 дня до момента перигелия из-за того, что орбитальная скорость превышает угловую, а звезда запускает обратное движение.
Вращение Меркурия вокруг Солнца
Давайте детальнее рассмотрим вращение Меркурия вокруг Солнца. Во время одного из меркурианских лет среднее солнечное движение достигает двух градусов в день в западной направленности, из-за чего день увеличивается втрое, чем вращение. В зависимости от года движение будет меняться. А момент афелия оно замедлится и даст 3 градуса в день. Но Солнце также замедлится и приостановит свое смещение к западу, перейдет восточнее и снова вернется к западному направлению. Ниже продемонстрирован наклон оси вращения Меркурия.
Ось вращения Меркурия
Стоит понимать, что в момент перемены солнечной скорости звезда увеличится в наблюдаемых размерах, а затем уменьшится.
Об особенностях и скорости вращения планеты не знали до 1965 года. Тогда полагали, что все зависит от планетарных приливов к Солнцу. Прорыв сделали советские исследователи, которым в 1962 году удалось отбить радиосигналы от поверхности Меркурия. Позже американцы использовали Аресибо и подтвердили результаты, а также период вращения, достигавший 58.647 дней.
Полезные статьи:
Положение и движение Меркурия
Строение Меркурия
Поверхность Меркурия
v-kosmose.com
меркурий вращается вокруг своей оси?
Долгое время считалось, что Меркурий вращается вокруг своей оси синхронно с движением вокруг Солнца и поэтому обращен к нему всегда одним полушарием, как Луна к Земле.Но в 1965 г. с помощью радиолокации было установлено, что период вращения этой планеты составляет только 58,6 суток, то есть за 2/3 своего года он завершает полный оборот вокруг своей оси относительно далеких звезд.
Карта Меркурия составленная Ловеллом
Карта Меркурия составленная Антониади
Движение Меркурия интереснейшим образом связано с движением Земли: в течение одного земного года Меркурий успевает совершить почти точно 4 оборота вокруг Солнца и 6 раз повернуться вокруг своей оси. В течение земного года с точки зрения земного наблюдателя Меркурий успевает сделать почти точно 3 оборота вокруг Солнца и 5 раз повернуться вокруг своей оси. Судя по всему, это совпадение и стало причиной того, что астрономы первой половины XX в. были уверены, что Меркурий всегда обращен к Солнцу одним и тем же полушарием.
Это заблуждение произошло оттого, что наблюдать Меркурий в средних широтах можно лишь в течение одного сравнительно короткого периода в году — в летние месяцы, когда после захода Солнца планета видна сравнительно высоко над горизонтом. Составитель первых карт Меркурия знаменитый итальянский астроном Дж. Скиапарелли первые наблюдения этой планеты провел в 1881 г. и повторил их ровно через год. Разумеется, никаких изменений во внешнем виде Меркурия он не заметил и решил, что планета всегда ориентирована к Солнцу одной стороной.
В конце XIX в. астрономы даже пытались зарисовать темные и светлые детали, наблюдаемые на поверхности Меркурия. Наиболее известны работы Скиапарелли (1881-1889) и американского астронома П. Ловелла (1896-1897). А в 1901 г. астроном Т. Дж. Си даже объявил о том, что он видел кратеры на Меркурии. Тогда мало кто поверил в это. Однако, впоследствии 625-километровый кратер (Бетховен) оказался в тот месте, которое было отмечено Си.
Попытки составить карту «видимого полушария» Меркурия с Земли (мы помним считалось, что всегда освещено лишь одно его полушарие) астрономы не оставляли и позже. Французский астроном Э. Антониади составил такую карту в 1934 году. Названия некоторых деталей на этой карте используются и на современных картах.
Благодаря запущенному в 1973 году космическому зонду «Маринер-10» удалось составить действительно надежные карты планеты и увидеть мелкие детали рельефа поверхности планеты.
Зонд трижды сближался с Меркурием и передавал телевизионные изображения освещенных участков его поверхности. Тогда было снято в общей сложности 45% поверхности планеты, в основном — западное полушарие. На некоторых фотографиях, сделанных «Маринером-10» хорошо видны следы излияния лавы и уступы, названные эскарпами. Вероятно, интенсивная метеоритная бомбардировка поверхности Меркурия в прошлом иногда приводила к таким излияниям, а появление эскарпов связывают со сжатием коры Меркурия.
Перепады высот различных форм рельефа на Меркурии в среднем меньше, чем на Луне. Профили высот изучаются и строятся также по наземным радиолокационным исследованиям. Благодаря им удалось выявить несколько крупных кольцевых структур диаметром более 300 км на участке, еще не снятом космическими зондами.
Всего Меркурий исследовали 2 космических зонда: запущенный в 1973 году «Маринер-10» и запущенный в 2004 году КА — «Мессенджер» .
«Маринер 10» (Mariner 10) облетал Меркурий в 1974 и 1975 годах. В его программу входило облететь эту планету три раза для того, чтобы сделать снимки ее усеянной кратерами поверхности. Однако, космический аппарат в основном наблюдал за одной и той же стороной планеты во время каждого из своих прохождений.
И до сих пор бoльшая часть Меркурия остается для нас загадкой.
otvet.mail.ru
Планета Меркурий: описание и характеристика
Солнечная система > Планета Меркурий
Исследование | Фотографии
- Введение
- Размер, масса и орбита
- Состав и поверхность
- Атмосфера и температура
- История изучения
- Исследование
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 о планете Меркурий
Давайте узнаем больше интересных фактов о планете Меркурий.
Год на Меркурии длится всего 88 дней
- Один солнечный день (промежуток между полуднями) охватывает 176 дней, а сидерический день (осевое вращение) – 59 дней. Меркурий наделен наибольшим орбитальным эксцентриситетом, а удаленность от Солнца – 46-70 млн. км.
Это наименьшая планета в системе
- Меркурия входит в пятерку планет, которые можно найти без использования инструментов. В экваторе простирается на 4879 км.
Стоит на втором месте по плотности
- Каждый см3 наделен показателем в 5.4 грамма. Но Земля стоит на первом месте, потому что Меркурий представлен тяжелыми металлами и горными породами.
- Когда железное планетарное ядро остыло и сжалось, поверхностный слой покрылся морщинками. Они способны вытягиваться на сотни миль.
- Исследователи считают, что железное ядро Меркурия способно пребывать в расплавленном состоянии. Обычно у маленьких планет оно быстро теряет нагрев. Но сейчас думают, что оно вмещает серу, которая снижает температуру плавления. Ядро охватывает 42% планетарного объема.
На втором месте по раскаленности
- Хотя Венера проживает дальше, но ее поверхность стабильно удерживает наивысшую поверхностную температуру из-за парникового эффекта. Дневная сторона Меркурия прогревается на 427°C, а на ночной температура падает к -173°C. Планета лишена атмосферного слоя, поэтому не способна обеспечивать равномерное распределение нагрева.
Наиболее кратерная планета
- Геологические процессы помогают планетам обновлять поверхностный слой и сглаживать кратерные шрамы. Но Меркурий лишен такой возможности. Все его кратеры именуются в честь художников, писателей и музыкантов. Ударные формирования, превышающие в диаметре 250 км, называют бассейнами. Крупнейший – Равнина Жары, простирающаяся на 1550 км.
Его посещали лишь два аппарата
- Меркурий слишком близко находится к Солнцу. Трижды его облетел Маринер-10 в 1974-1975 гг., отобразив чуть меньше половины поверхности. В 2004 году туда отправился MESSENGER.
Имя дали в честь посланника у римского божественного пантеона
- Точная дата обнаружения планеты неизвестна, потому что о ней писали еще шумеры в 3000 г. до н.э.
Есть атмосфера (кажется)
- Гравитация составляет лишь 38% от земной, но этого мало, чтобы удержать стабильную атмосферу (разрушается солнечными ветрами). Газ выходит, но его пополняют солнечные частички и пыль.
Размер, масса и орбита планеты Меркурий
При радиусе в 2440 км и массе 3.3022 х 10
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 |
| Экваториальный радиус | 2439,7 км |
|---|---|
| Полярный радиус | 2439,7 км |
| Средний радиус | 2439,7 км |
| Окружность большого круга | 15 329,1 км |
| Площадь поверхности | 7,48·107 км² 0,147 земной |
| Объём | 6,083·1010 км³ 0,056 земного |
| Масса | 3,33·1023 кг 0,055 земной |
| Средняя плотность | 5,427 г/см³ 0,984 земной |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 3,7 м/с² 0,377 g |
| Первая космическая скорость | 3,1 км/с |
| Вторая космическая скорость | 4,25 км/с |
| Экваториальная скорость вращения | 10,892 км/ч |
| Период вращения | 58,646 дней |
| Наклон оси | 2,11′ ± 0,1′ |
| Прямое восхождение северного полюса | 18 ч 44 мин 2 с 281,01° |
| Склонение северного полюса | 61,45° |
| Альбедо | 0,142 (Бонд) 0,068 (геом.) |
| Видимая звёздная величина | от −2,6m до 5,7m |
| Угловой диаметр | 4,5″ – 13″ |
Скорость оборота оси составляет 10.892 км/ч, поэтому сутки на Меркурии длятся 58.646 дней. Это говорит о том, что планета находится в резонансе 3:2 (3 осевых вращения на 2 орбитальных).
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 |
| Перигелий | 46 001 009 км 0,38709927 а. е. |
|---|---|
| Афелий | 69 817 445 км 0,46670079 а. е. |
| Большая полуось | 57 909 227 км 0,38709927 а. е. |
| Эксцентриситет орбиты | 0,20563593 |
| Сидерический период обращения | 87,969 дней |
| Синодический период обращения | 115,88 дней |
| Орбитальная скорость | 47,36 км/с |
| Средняя аномалия | 174,795884° |
| Наклонение | 7,00° относительно плоскости эклиптики 3,38° относительно солнечного экватора 6,34° отн. инвариантной плоскости |
| Долгота восходящего узла | 48,33167° |
| Аргумент перицентра | 29,124279° |
Состав и поверхность планеты Меркурий
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.
Меркурий сформировался 4.6 миллиардов лет назад и попал под обстрел целой армии астероидов и мусорных осколков. Атмосферы не было, поэтому удары оставили заметные следы. Но планета оставалась активной, так что лавовые потоки создали равнины.
Улучшенные изображения кратеров Манч, Сандер и По среди вулканических равнин (оранжевые), недалеко от бассейна Калори
Размеры кратеров варьируются от небольших ям до бассейнов с шириною в сотни километров. Самый крупный – Калорис (равнина Жары) с диаметром в 1550 км. Удар был настолько сильным, что привел к лавовому извержению на противоположной планетарной стороне. А сам кратер окружен концентрическим кольцом высотой в 2 км. На поверхности можно отыскать примерно 15 крупных кратерных образований. Внимательно рассмотрите схему магнитного поля Меркурия.
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 планеты Меркурий
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
Без атмосферного слоя солнечное тепло не накапливается, поэтому на Меркурии отмечают серьезные температурные колебания: на солнечной стороне – 427°С, а на темной опускается до -173°С.
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 1014 – 1015 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 Меркурий
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 Меркурий
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 планеты Меркурий
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Полезные статьи:
Положение и движение Меркурия
Строение Меркурия
Поверхность Меркурия
Ссылки
v-kosmose.com
Меркурий | Астрофишки
Меркурий — самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы, обращающаяся вокруг Солнца за 88 земных суток. Продолжительность одних звёздных суток на Меркурии составляет 58,65 земных, а солнечных — 176 земных. Планета названа древними римлянами в честь бога торговли быстроногого Меркурия, поскольку она движется по небу быстрее других планет.
Меркурий относится к внутренним планетам, так как его орбита лежит внутри орбиты Земли. После лишения Плутона в 2006 году статуса планеты, Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9 до 5,5, но его нелегко заметить по причине небольшого углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°). О планете пока известно сравнительно немного. Только в 2009 году учёные составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер». Наличие каких-либо естественных спутников у планеты не обнаружено.
Меркурий — самая маленькая планета земной группы. Его радиус составляет всего 2439,7 ± 1,0 км, что меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана. Масса планеты равна 3,3·1023 кг. Средняя плотность Меркурия довольно велика — 5,43 г/см3, что лишь незначительно меньше плотности Земли. Учитывая, что Земля больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов. Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с2. Вторая космическая скорость — 4,25 км/с. Несмотря на меньший радиус, Меркурий всё же превосходит по массе такие спутники планет-гигантов, как Ганимед и Титан.
Планеты земной группыАстрономический символ Меркурия представляет собой стилизованное изображение крылатого шлема бога Меркурия с его кадуцеем.
Движение планеты
Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а. е.). В перигелии Меркурий находится в 45,9 млн км от Солнца (0,3 а. е.), в афелии — в 69,7 млн км (0,46 а. е.) В перигелии Меркурий более чем в полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. На один оборот по орбите Меркурий затрачивает 87,97 земных суток. Средняя скорость движения планеты по орбите 48 км/с. Расстояние от Меркурия до Земли меняется в пределах от 82 до 217 млн км.
Движение МеркурияВ течение долгого времени считалось, что Меркурий постоянно обращён к Солнцу одной и той же стороной, и один оборот вокруг оси занимает у него те же 87,97 земных суток. Наблюдения деталей на поверхности Меркурия не противоречили этому. Данное заблуждение было связано с тем, что наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия повторяются через период, примерно равный шестикратному периоду вращения Меркурия (352 суток), поэтому в различное время наблюдался приблизительно один и тот же участок поверхности планеты. Истина раскрылась только в середине 1960-х годов, когда была проведена радиолокация Меркурия.
Оказалось, что меркурианские звёздные сутки равны 58,65 земных суток, то есть 2/3 меркурианского года. Такая соизмеримость периодов вращения вокруг оси и обращения Меркурия вокруг Солнца является уникальным для Солнечной системы явлением. Оно, предположительно, объясняется тем, что приливное воздействие Солнца отбирало момент количества движения и тормозило вращение, которое было первоначально более быстрым, до тех пор, пока оба периода не оказались связаны целочисленным отношением. В результате за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота. То есть если в момент прохождения Меркурием перигелия определённая точка его поверхности обращена точно к Солнцу, то при следующем прохождении перигелия к Солнцу будет обращена в точности противоположная точка поверхности, а ещё через один меркурианский год Солнце снова вернётся в зенит над первой точкой. В результате солнечные сутки на Меркурии длятся два меркурианских года или трое меркурианских звёздных суток.
В результате такого движения планеты на ней можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридиана, которые попеременно обращены к Солнцу во время прохождения Меркурием перигелия, и на которых из-за этого бывает особенно горячо даже по меркурианским меркам.
На Меркурии не существует таких времён года, как на Земле. Это происходит из-за того, что ось вращения планеты находится под прямым углом к плоскости орбиты. Как следствие, рядом с полюсами есть области, до которых солнечные лучи не доходят никогда. Обследование, проведённое радиотелескопом «Аресибо», позволяет предположить, что в этой студёной и тёмной зоне есть ледники. Ледниковый слой может достигать 2 м и покрыт слоем пыли.
Обсерватория АресибоКомбинация движений планеты порождает ещё одно уникальное явление. Скорость вращения планеты вокруг оси — величина практически постоянная, в то время как скорость орбитального движения постоянно изменяется. На участке орбиты вблизи перигелия в течение примерно 8 суток угловая скорость орбитального движения превышает угловую скорость вращательного движения. В результате Солнце на небе Меркурия останавливается и начинает двигаться в обратном направлении — с запада на восток. Этот эффект иногда называют эффектом Иисуса Навина, по имени главного героя Книги Иисуса Навина из Библии, остановившего движение Солнца. Для наблюдателя на долготах, отстоящих на 90° от «горячих долгот», Солнце при этом восходит (или заходит) дважды.
Интересно также, что, хотя ближайшими по расположению орбит к Земле являются Марс и Венера, Меркурий чаще других является ближайшей к Земле планетой (поскольку другие отдаляются в большей степени, не будучи столь «привязанными» к Солнцу).
Поверхность Меркурия
По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну. У планеты нет естественных спутников, но есть очень разреженная атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля по своей совокупности составляющим 0,01 от земного. Ядро Меркурия составляет 83 % от всего объёма планеты. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 90 до 700 К (от −180 до +430 °C). Солнечная сторона нагревается гораздо больше, чем полярные области и обратная сторона планеты.
Поверхность МеркурияПоверхность Меркурия также во многом напоминает лунную — она сильно кратерирована. Плотность кратеров различна на разных участках. Предполагается, что более густо усеянные кратерами участки являются более древними, а менее густо усеянные — более молодыми, образовавшимися при затоплении лавой старой поверхности. В то же время крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого голландского живописца Рембрандта, его поперечник составляет 716 км. Однако сходство неполное — на Меркурии видны образования, которые на Луне не встречаются. Важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов, простирающихся на сотни километров, — эскарпов. Изучение их структуры показало, что они образовались при сжатии, сопровождавшем остывание планеты, в результате которого площадь поверхности Меркурия уменьшилась на 1 %. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3—4 млрд лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности, последнее почти полностью исключает возможность существования в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы.
В ходе исследований, проводимых зондом «Мессенджер», было сфотографировано свыше 80 % поверхности Меркурия и выявлено, что она однородна. Этим Меркурий не схож с Луной или Марсом, у которых одно полушарие резко отличается от другого.
Межпланетная станция МессенджерПервые данные исследования элементного состава поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра аппарата «Мессенджер» показали, что она бедна алюминием и кальцием по сравнению с плагиоклазовым полевым шпатом, характерным для материковых областей Луны. В то же время поверхность Меркурия сравнительно бедна титаном и железом и богата магнием, занимая промежуточное положение между типичными базальтами и ультраосновными горными породами типа земных коматиитов. Обнаружено также сравнительное изобилие серы, что предполагает восстановительные условия формирования планеты.
Геология и внутреннее строение
1. Кора, толщина — 100—300 км.2. Мантия, толщина — 600 км.
3. Ядро, радиус — 1800 км.
До недавнего времени предполагалось, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, содержащее 60 % массы планеты, так как КА «Маринер-10» обнаружил слабое магнитное поле, и считалось, что планета с таким малым размером не может иметь жидкого ядра. Но в 2007 году группа Жана-Люка Марго подвела итоги пятилетних радарных наблюдений за Меркурием, в ходе которых были замечены вариации вращения планеты, слишком большие для модели с твёрдым ядром. Поэтому на сегодняшний день можно с высокой долей уверенности говорить, что ядро планеты именно жидкое.
Межпланетная станция Маринер-10Процентное содержание железа в ядре Меркурия выше, чем у любой другой планеты Солнечной системы. Было предложено несколько теорий для объяснения этого факта. Согласно наиболее широко поддерживаемой в научном сообществе теории, Меркурий изначально имел такое же соотношение металла и силикатов, как в обычном метеорите, имея массу в 2,25 раза больше, чем сейчас.
Однако в начале истории Солнечной системы в Меркурий ударилось планетоподобное тело, имеющее в 6 раз меньшую массу и несколько сот километров в поперечнике. В результате удара от планеты отделилась большая часть изначальной коры и мантии, из-за чего относительная доля ядра в составе планеты увеличилась. Подобный процесс, известный как теория гигантского столкновения, был предложен и для объяснения формирования Луны.
Однако первые данные исследования элементного состава поверхности Меркурия с помощью гамма-спектрометра АМС «Мессенджер» не подтверждают эту теорию: изобилие радиоактивного изотопа калий-40 умеренно летучего химического элемента калия по сравнению с радиоактивными изотопами торий-232 и уран-238 более тугоплавких элементов урана и тория не стыкуется с высокими температурами, неизбежными при столкновении. Поэтому предполагается, что элементный состав Меркурия соответствует первичному элементному составу материала, из которого он сформировался, близкому к энстатитовым хондритам и безводным кометным частицам, хотя содержание железа в исследованных к настоящему времени энстатитовых хондритах недостаточно для объяснения высокой средней плотности Меркурия.
Ядро окружено силикатной мантией толщиной 500—600 км. Согласно данным от «Маринера-10» и наблюдениям с Земли толщина коры планеты составляет от 100 до 300 км.
Магнитное поле Меркурия
Меркурий обладает магнитным полем, напряжённость которого в 100 раз меньше земного. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 10 градусов отклоняется от оси вращения планеты, что налагает существенное ограничение на круг теорий, объясняющих его происхождение. Магнитное поле Меркурия, возможно, образуется в результате эффекта динамо, то есть так же, как и на Земле. Этот эффект является результатом циркуляции жидкого ядра планеты. Из-за выраженного эксцентриситета планеты возникает чрезвычайно сильный приливный эффект. Он поддерживает ядро в жидком состоянии, что необходимо для проявления эффекта динамо.
Магнитное поле МеркурияМагнитное поле Меркурия достаточно сильное, чтобы изменять направление движения солнечного ветра вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и настолько мала, что может поместиться внутри Земли, достаточно мощная, чтобы поймать плазму солнечного ветра. Результаты наблюдений, полученные «Маринером-10», обнаружили низкоэнергетическую плазму в магнитосфере на ночной стороне планеты. В хвосте магнитосферы были обнаружены взрывы активных частиц, что указывает на динамические качества магнитосферы планеты.
Во время второго пролёта планеты 6 октября 2008 года «Мессенджер» обнаружил, что магнитное поле Меркурия может иметь значительное количество окон. Космический аппарат столкнулся с явлением магнитных вихрей — сплетённых узлов магнитного поля, соединяющих корабль с магнитным полем планеты. Вихрь достигал 800 км в поперечнике, что составляет треть радиуса планеты. Данная вихревая форма магнитного поля создаётся солнечным ветром.
Так как солнечный ветер обтекает магнитное поле планеты, оно связывается и проносится с ним, завиваясь в вихреподобные структуры. Эти вихри магнитного потока формируют окна в планетарном магнитном щите, через которые солнечный ветер проникает и достигает поверхности Меркурия. Процесс связи планетного и межпланетного магнитных полей, названный магнитным пересоединением, — обычное явление в космосе. Оно возникает и у Земли, когда она генерирует магнитные вихри. Однако, по наблюдениям «Мессенджера», частота пересоединения магнитного поля Меркурия в 10 раз выше.
Условия на Меркурии
Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также крайне слабая атмосфера приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Этому способствует также рыхлая поверхность Меркурия, которая плохо проводит тепло (а при полностью отсутствующей или крайне слабой атмосфере тепло может передаваться вглубь только за счёт теплопроводности). Поверхность планеты быстро нагревается и остывает, но уже на глубине в 1 м суточные колебания перестают ощущаться, а температура становится стабильной, равной приблизительно +75 °C.
МеркурийСредняя температура его дневной поверхности равна 623 К (349,9 °C), ночной — всего 103 К (−170,2 °C). Минимальная температура на Меркурии равна 90 К (−183,2 °C), а максимум, достигаемый в полдень на «горячих долготах» при нахождении планеты близ перигелия, — 700 К (426,9 °C).
Несмотря на такие условия, в последнее время появились предположения о том, что на поверхности Меркурия может существовать лёд. Радарные исследования приполярных областей планеты показали наличие там участков деполяризации от 50 до 150 км, наиболее вероятным кандидатом отражающего радиоволны вещества может являться обычный водяной лёд. Поступая на поверхность Меркурия при ударах о неё комет, вода испаряется и путешествует по планете, пока не замёрзнет в полярных областях на дне глубоких кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где лёд может сохраняться практически неограниченно долго.
При пролёте космического аппарата «Маринер-10» мимо Меркурия было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5·1011 раз меньше давления земной атмосферы. В таких условиях атомы чаще сталкиваются с поверхностью планеты, чем друг с другом. Атмосферу составляют атомы, захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром с поверхности, — гелий, натрий, кислород, калий, аргон, водород. Среднее время жизни отдельного атома в атмосфере — около 200 суток.
Концентрация натрия в атмосфере МеркурияВодород и гелий, вероятно, поступают на планету с солнечным ветром, диффундируя в её магнитосферу, и затем уходят обратно в космос. Радиоактивный распад элементов в коре Меркурия является другим источником гелия, натрия и калия. Присутствуют водяные пары, выделяющиеся в результате ряда процессов, таких как удары комет о поверхность планеты, образование воды из водорода солнечного ветра и кислорода камней, сублимация изо льда, который находится в постоянно затенённых полярных кратерах. Нахождение значительного числа родственных воде ионов, таких как O+, OH− и H2O+, стало неожиданностью.
Так как значительное число этих ионов было найдено в окружающем Меркурий космосе, учёные предположили, что они образовались из молекул воды, разрушенных на поверхности или в экзосфере планеты солнечным ветром.
5 февраля 2008 года группой астрономов из Бостонского университета под руководством Джеффри Бомгарднера было объявлено об открытии кометоподобного хвоста у планеты Меркурий длиной более 2,5 млн км. Обнаружили его при наблюдениях с наземных обсерваторий в линии натрия. До этого было известно о хвосте длиной не более 40 тыс. км. Первое изображение данной группой было получено в июне 2006 года на 3,7-метровом телескопе Военно-воздушных сил США на горе Халеакала (Гавайи), а затем использовали ещё три меньших инструмента: один на Халеакала и два на обсерватории Макдональд (штат Техас). Телескоп с 4-дюймовой апертурой (100 мм) использовался для создания изображения с большим полем зрения. Изображение длинного хвоста Меркурия было получено в мае 2007 года Джоди Вилсоном (старший научный сотрудник) и Карлом Шмидтом (аспирант). Видимая длина хвоста для наблюдателя с Земли составляет порядка 3°.
Хвост МеркурияНовые данные о хвосте Меркурия появились после второго и третьего пролёта АМС «Мессенджер» в начале ноября 2009 года. На основе этих данных сотрудники НАСА смогли предложить модель данного явления/
Похожие записи
astrofishki.net
Вращение планеты Меркурий по своей орбите
Вращение Меркурия весьма странное, по сравнению с Земным. Он вращается вокруг оси сравнительно медленно, по сравнению со своим орбитальным периодом.
Орбитальные характеристики
Один оборот у планеты занимает 116 земных суток, а орбитальный период вращения равен всего 88 дней. Таким образом, день гораздо длиннее, чем год. Экваториальная скорость вращения планеты составляет 10,892 км/час.
В некоторых местах, на планете, наблюдатель может увидеть весьма необычный восход Солнца. После восхода, Солнце останавливается на один Меркурианский день (это почти 116 земных суток). Это случается примерно за четыре дня до перигелия из-за того, что угловая орбитальная скорость планеты равна его угловой скорости вращения. Это и вызывает видимую нам остановку в небе планеты. После того, как Меркурий добирается до перигелия, его угловая орбитальная скорость превышает угловую скорость и светило снова начинает двигаться в обратном направлении.
Вот еще один способ объяснить это более подробно: Во время одного Меркурианского года, средняя скорость движения Солнца составляет два градуса в день, из-за того, что день дольше, чем период вращения.
Изменение движения в разные времена года
При приближении к афелию, орбитальное движение замедляется, а его движение по небосводу планеты увеличивается более чем на 150% от нормальной угловой скорости (до трех градусов в день). С другой стороны, при приближении его к перигелию, движение Солнца замедляется и останавливается, а затем начинает медленно двигаться на запад, а затем все быстрее и быстрее. В то время, как светило меняет скорость движения по небосклону планеты, его видимый размер становится то больше, то меньше, в зависимости от того, как далеко оно находится от планеты.
Период вращения не был обнаружен до 1965 года. Несколько десятков лет назад считалось, что Меркурий приливными силами повернут к Солнцу всегда одной и той же стороной.
Но в результате радиолокационного исследования планеты в 1962 году, с помощью обсерватории Аресибо, было установлено, что планета вращается и звездный период вращения планеты составляет 58,647 день.
lfly.ru
Вращение Меркурия
Солнечная система > Планета Меркурий > Вращение Меркурия
Из всех планет движение и вращение Меркурия является самым необычным. Эта планета имеет орбитальный период меньший, по сравнению с длительностью вращения вокруг своей оси. По существующим статистическим данным эта длительность составляет менее ста восьмидесяти земных дней. В тоже время, орбитальный период вдвое меньший. Экваториальная скорость для вращения у Меркурия составляет чуть более 10 км/ч. Если периоды исчислять в звездных днях, то можно сказать, что Меркурий оборачивается меньше, чем за шестьдесят дней, и проходит две орбиты за три своих оборота.
Наглядное изображение орбиты Меркурия
В отдельных местах поверхности Меркурия, воображаемый наблюдатель сможет увидеть восход Солнца, а затем, на половине дневной траектории, оно резко изменит свое направление. Дело в том, что за четыре дня до момента перигелия, угловая скорость орбитального движения сравнивается со скоростью углового вращения. При этом кажущееся движение Солнца замедляется и даже останавливается.
Этот эффект возникает и продолжается до момента перигелия. После его прохождения, орбитальная угловая скорость снова будет превышать скорость углового вращения. Тогда кажущее движение Солнца изменится на обратное направление.
Ось вращения Меркурия
Но это только упрощенное представление. На самом деле, в течение года Меркурий, в разные времена меняет скорость своего движения. Эта скорость связана не только с достижением перигелия. При движении к западным созвездиям, угловое движение ускоряется более чем на три градуса в день. А затем, когда кажущееся движение Солнца замедляется, при относительном движении на восток, угловая скорость относительно Солнца снова принимает прежнее значение.
Данные особенности вращения Меркурия до 1965 г. были не известны. Наиболее популярная до тех пор теория ученых оставалась незыблемой. Считалось, что Солнце просто закрывает прямолинейное движение Меркурия. И только начиная с 1962 года, советские ученые, с использованием отраженных от других планет радиолокационных сигналов, определили сидерический период вращения. А затем, особенности движения Меркурия были полностью определены.
Положение и движение Меркурия
Строение Меркурия
Поверхность Меркурия
o-kosmose.net