Меркурий: най-малката планета — орбита, структура и атмосфера

Открийте Меркурий — най-малката планета: орбита, вътрешна структура, тънка екзосфера, голямо желязно ядро и екстремни температури. Факти и мисии Mariner 10 и MESSENGER.

Меркурий е най-малката планета в Слънчевата система. Той е най-близката до Слънцето планета. Обикаля около Слънцето веднъж на 87,969 дни.

Меркурий е ярък, когато можем да го видим от Земята. Видимата му звездна величина варира от -2,0 до 5,5. Той не може да се види лесно, защото обикновено е твърде близо до Слънцето. Поради тази причина Меркурий може да се види само в сутрешен или вечерен здрач или когато има слънчево затъмнение.

За Меркурий се знае по-малко, отколкото за другите планети от Слънчевата система. Дори с телескопи може да се види само малък, ярък полумесец. Трудно е също така да се постави спътник в орбита около него. Два космически апарата са посетили Меркурий. Първият беше "Маринър 10". От 1974 г. до 1975 г. той е направил карта само на около 45 % от повърхността на Меркурий. Вторият е космическият кораб MESSENGER, който завърши картографирането на Меркурий през март 2013 г.

Меркурий прилича на земната Луна. Той има много кратери и гладки равнини. Той няма луни и малко атмосфера, каквато познаваме. Въпреки това Меркурий има изключително тънка атмосфера, известна като екзосфера. Меркурий има голямо желязно ядро. Поради това Меркурий има магнитно поле със сила около 1 % от тази на Земята. Той е много плътна планета, тъй като ядрото му е голямо.

Температурата на повърхността може да бъде от около 90 до 700 K (-183 °C до 427 °C, -297 °F до 801 °F), като най-гореща е субслънчевата точка, а най-студени са дъната на кратерите в близост до полюсите.

Известните наблюдения на Меркурий датират от поне първото хилядолетие преди Христа. Преди IV в. пр.н.е. гръцките астрономи са смятали, че Меркурий е два различни обекта: Единият, който виждали само при изгрев, наричали Аполон, а другият, който виждали само при залез, наричали Хермес. Английското име на планетата идва от римляните, които я кръщават на римския бог Меркурий. Символът на Меркурий е базиран на жезъла на Хермес.

Въпреки че Меркурий е най-близката до Слънцето планета, тя не е най-горещата. Това е така, защото няма парников ефект. Топлината, която Слънцето му дава, бързо се разсейва в космоса. Най-горещата планета е Венера.

Орбита и въртене

Меркурий обикаля Слънцето по елиптична орбита с полумажорна ос около 0,387 астрономични единици (AU) и относително голяма ексцентриситет около 0,206. Поради това разстоянието до Слънцето варира значително, което допринася за температурните колебания. Средната му орбитална скорост е около 47 km/s, а наклонът на орбитата към равнината на еклиптиката е приблизително 7°.

По отношение на въртенето си Меркурий показва особен 3:2 спиново-орбитален резонанс: той се върти около оста си три пъти за всеки две обиколки около Слънцето. Сидеричният му период на въртене е около 58,65 земни дни, а слънчевият ден (времето между два последователни изгрева на едно и също място) е около 176 земни дни. Това обяснява защо отделни точки на повърхността остават под слънчево нагряване дълго време.

Структура и физични характеристики

Меркурий е малък, но много плътен свят: радиусът му е около 2440 km, масата — около 0,055 маси на Земята, а средната плътност — около 5,4 g/cm³. Това показва, че в недрата му има голям железен ядрен компонент. Ядрото, вероятно със значителен метален (желязо–никел) дял, заема голяма част от обема на планетата — оценки дават радиус на ядрото около 80–85 % от радиуса на планетата. Над ядрото са по-тънки мантия и кора.

• Повърхностното ускорение е около 3,7 m/s² (приблизително 0,38 от гравитацията на Земята).
• Плътността и наличието на магнитно поле подсказват за частично течно ядро, което може да поддържа динамо процес.

Повърхностни особености

Повърхността на Меркурий е силно кретирана и прилича на Луната, но има и уникални характеристики:

• Кратери: множество ударни кратери с различни размери, от малки до гигантски басейни.
• Caloris Basin: един от най-големите известни ударни басейни в Слънчевата система — с диаметър около 1 550 km; той е свързан с характерни радиални и концентрични структури.
• Гладки равнини: разглеждани като потоци разтопена скала (вулканичен материал), запълнили по-старите кратерни понижения.
• Лобати скарпи (скали): издигащи се брегове и срязвания в кората, вероятно образувани при охлаждането и свиването на планетата след формирането ѝ.

Атмосфера (екзосфера) и магнитно поле

Меркурий няма трайна плътна атмосфера. Неговата екзосфера е изключително рядка и се състои от атоми и молекули, освободени от повърхността чрез въздействието на слънчевия вятър, фотонна десорбция и микрометеоритни удари. Основни компоненти, откривани от мисии като MESSENGER, включват натрий, калий, кислород, водород, хелий и калций.

Планетата притежава магнитно поле, което е около 1 % от силата на земното. Наличието на такова поле предполага, че част от вътрешното ѝ ядро е течно и поддържа геодинамо процеса. Магнитосферата на Меркурий е сравнително компактна, но интересна за изучаване поради близостта ѝ до Слънцето и силните потоци на слънчевия вятър.

Температури и полярни ледове

Поради липсата на гъста атмосфера температурните крайности на Меркурий са големи. В слънчевите дни повърхността може да достигне до ~427 °C, докато в най-студените, дълбоко осенчени региони — до около -183 °C (стойности, които могат варират в зависимост от конкретното място и условия). Някои дълбоки кратери на полюсите остават постоянно в сянка и там с помощта на радарни наблюдения и данни от MESSENGER е открита вода под формата на лед, покрита с прах и реагентни материали.

Проучване с космически апарати

Както е отбелязано, първият посетител беше Маринър 10 (1974–1975), който картографира около 45 % от повърхността. По-късно MESSENGER влезе в орбита около Меркурий и между 2011 и 2015 г. подробно изследва планетата, картографирайки и изучавайки състава, магнитното поле и полярните ледове.

Европейско–японската мисия BepiColombo (стартирана 2018 г.) в момента извършва серия гравитационни маневри и корекции и се предполага да достигне системата на Меркурий през 2025 г.; тя ще включва два отделни апарата, предназначени за изучаване на магнитосферата, състава и геологията в още по-голяма детайлност.

Видимост и исторически наблюдения

Меркурий е наблюдаван още от древността. Поради близостта си до Слънцето древните цивилизации често са го виждали само сутрин при изгрев или вечер при залез. Гръцките астрономи са го интерпретирали като два различни обекта (Аполон и Хермес), а римляните са го кръстили в чест на бога Меркурий. Планетата понякога преминава пред диска на Слънцето (т.нар. транзити на Меркурий), явление, което може да се наблюдава от Земята с подходяща защита за очите и оборудване.

Защо Меркурий не е най-горещата планета?

Въпреки че Меркурий е най-близо до Слънцето, той не е най-горещата планета в системата — това звание принадлежи на Венера. Причината е гъстата атмосфера на Венера и силният парников ефект, който задържа топлината. Меркурий няма такава атмосфера и затова нагрятата от Слънцето повърхност бързо отдава топлина в космоса, освен на места, които остават дълго време изложени на слънчевото лъчение.

Орбита и въртене

Меркурий има най-ексцентричната орбита от всички планети в Слънчевата система. Ексцентрицитетът ѝ е 0,21. Отдалечена е от Слънцето на разстояние от 46 000 000 до 70 000 000 km (29 000 000 до 43 000 000 mi). Обиколката на Меркурий около Слънцето отнема 87,969 земни дни. Осевият наклон на Меркурий е 0,027 градуса.

В бъдеще, поради голямата ексцентричност на орбитата на Меркурий и огромната гравитация на Юпитер, орбитата му може да стане нестабилна и да се случат следните неща:

• Разбива се в Слънцето
• То навлиза бавно в границата на Рош на Слънцето и се разкъсва.
• Разбива се във Венера
• Тя се разбива в Земята
• Тя е изхвърлена от Слънчевата система и се превръща в странстваща планета.

 
Анимация на Меркурий и Земята в орбита около Слънцето  

Списък на спътниците, изпратени до Меркурий

Към Меркурий са изпратени много изкуствени спътници, за да го изследват. Те са:

Маринър 10

Първият космически апарат, посетил Меркурий, е "Маринър 10" на НАСА. Той остава в орбитата на Меркурий от 1974 до 1975 г. Маринър 10 направи първите снимки отблизо на повърхността на Меркурий. Те показаха много особености, като например кратерите. За съжаление, всеки път, когато "Маринър 10" прелиташе близо до Меркурий, една и съща страна на Меркурий беше дневна. Това направи невъзможно наблюдението на двете страни на Меркурий. В крайна сметка бяха картографирани по-малко от 45 % от повърхността на Меркурий.

"Маринър 10" се доближи до Меркурий три пъти. Първия път той откри магнитно поле, което изненада планетарните геолози, тъй като въртенето на Меркурий е твърде бавно, за да създаде магнитно поле. Вторият път беше използван главно за заснемане на повърхността на Меркурий. При третия път той получи повече информация за магнитното поле. Той показа, че магнитното поле на Меркурий е подобно на земното магнитно поле.

На 24 март 1975 г., осем дни след последното близко прелитане, горивото на "Маринър 10" свършва. Тъй като орбитата ѝ вече не можеше да бъде контролирана, ръководителите на мисията изключиха сондата. Смята се, че "Маринър 10" все още обикаля около Слънцето.

MESSENGER

Вторият спътник, посетил Меркурий, е MESSENGER на НАСА. Съкращението означава MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (повърхност на Меркурий, космическа среда, геохимия и обхват). Той беше изстрелян на 3 август 2004 г. През август 2005 г. той прелетя покрай Земята. През октомври 2006 г. направи още едно прелитане до Венера. Първото си прелитане до Меркурий направи на 14 януари 2008 г., второто - на 6 октомври 2008 г., а третото - на 29 септември 2009 г. Той направи карта на по-голямата част от Меркурий, която "Маринър 10" не е картографирал. Първата снимка на Меркурий, обикалящ около Слънцето, е получена на 29 март 2011 г.

MESSENGER е създаден, за да изследва високата плътност на Меркурий, историята на геологията на Меркурий, магнитното му поле, структурата на ядрото му, дали има лед на полюсите му и откъде идва тънката му атмосфера. MESSENGER се разби в повърхността на Меркурий на 30 април 2015 г.

Bepicolombo

Европейската космическа агенция и Японската космическа агенция създадоха и изстреляха космически апарат, наречен BepiColombo. Той ще обикаля около Меркурий с две сонди: едната за картографиране на планетата, а другата за изследване на магнитосферата ѝ. Той беше изстрелян на 20 октомври 2018 г. Очаква се BepiColombo да достигне Меркурий през 2025 г. Той ще пусне сондата, която ще изучава магнитосферата, в елиптична орбита. След това ще пусне сондата, която ще направи карта на Меркурий, в кръгова орбита.

 
Маринър 10  


MESSENGER  


Bepicolombo  

Въпроси и отговори

В: Как се нарича най-малката планета в Слънчевата система?

В: Колко време е необходимо на Меркурий, за да направи една обиколка около Слънцето?

В: Каква е звездната величина на Меркурий, когато се вижда от Земята?

В: Какъв вид атмосфера има Меркурий?

В: Има ли Меркурий магнитно поле?

В: Какви са някои температури на повърхността на Меркурий?

В: Кой е дал името и символа на тази планета?

Търсене по буква