ОТ АВТОРА: Евгению Арзамасцеву и всем любителям Астрономии и Космоса.
МЕЖПЛАНЕТНЫЙ ВОЯЖ. МЕРКУРИЙ.
Уважаемые читатели сайта! После длительного технического перерыва, мы снова вместе! Друзья, многие из нас смотрели фильмы, путешествия "аля по планетам". К сожалению редакции, большинство западного производства и не отображают знаний научных. Пытаемся восполнить эту потерю. Солнце это наша волшебная звезда, а мы не ищем пятен на Солнце) Простите за каламбур, отдельно по нашей звезде статью информационно готовят астрофизики. О планетах и максимально простым языком попробует рассказать вам наш сайт. И так: Меркурий, вестник богов. Читатель должен понимать, что наше повествование зиждется строго на науке, теоретических и практических знаниях накопленных за век космической эры, и немного воображения самого читателя.
КОРОТКАЯ СПРАВКА ПО ПЛАНЕТЕ МЕРКУРИЙ:
Меркурий
Меркурий ближайшая к Солнцу и восьмая по величине планета. Меркурий меньше в диаметре чем Ганимед и Титан, но более массивный.
орбита: 57,910,000 км (0.38 АЕ) от Солнца
диаметр: 4,880 км
масса: 3.30e23 кг
В Римской мифологии Меркурий это бог торговли, путешествий и воровства. Меркурий был известен науке еще со времени Самаритян (3-е тысячелетие до н.э). В Древней Греции он имел два имени: Аполлон для утренней видимости и Гермес для вечерней. Греческие астрономы знали, однако, что эти два имени соответствуют одному и тому же небесному телу. Гераклит считал, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, а не Земли.
Греческой мифологии ему соответствует бог Гермес, посланник Богов. Возможно, планета получила свое название из-за своего быстрого движения по небу.
Меркурий посещался только одной межпланетной станцией, Mariner 10. В ХХ веке. Она облетала его три раза с 1974 по 1975. Только 45% поверхности было картографировано (к сожалению он находится слишком близко к Солнцу для получения хороших изображениях на космическом телескопе Хаббла).
Исследования в 21 веке пополнились работой АМС "Мессенджер".
"MESSENGER": в августе 2004 г состоялся старт второй в истории автоматической станции, направленной к Меркурию, - работающей по настоящее время.
"БЕПИКОЛОМБО": принять эстафету у «Мессенджера» и начать в 2019 году изучение Меркурия с помощью сразу двух станций призван совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) - «БепиКоломбо». 3десь изыскательские работы планируется вести с помощью одновременно двух искусственных спутников, а также посадочного аппарата. В планируемом полете плоскости орбит обоих спутников пройдут через полюса планеты, что позволит охватить наблюдениями всю поверхность Меркурия. Основной спутник в виде невысокой призмы массой 360 кг будет двигаться по слабовытянутой орбите, то приближаясь к планете до 400 км, то удаляясь от нее на 1 500 км.
Орбита Меркурия обладает заметным эксцентриситетом; в перигелии она составляет всего лишь 46 миллионов км от Солнца, а в афелии она 70 миллионов. Перигелий орбиты очень медленно прецессирует вокруг Солнца. Астрономы 19-ого века вели внимательные наблюдения за орбитальными параметрами Меркурия, но не могли дать им точного объяснения, используя Ньютоновскую механику. Небольшие различия между наблюдаемыми и вычисленными значениями были маленькой, но не дающей покоя проблемой на многие десятилетия. Чтобы объяснить это несоответствие, считали, что на орбите около Меркурия существует другая планета (иногда называемая Вулкан). Настоящий ответ на этот вопрос был намного эффектнее: Общая Теория Относительности Эйнштейна! Правильное предсказание движения Меркурия сыграло важную роль в становлении этой теории.
До 1962 считалось, что длина дня на Меркурии совпадает с длиной его года, так, чтобы одна сторона постоянно была обращена к Солнцу, также как Луна обращена к Земле. Но радарные наблюдения доплеровского сдвига доказали в 1965 году ложность этого утверждения. Сейчас достоверно известно, что Меркурий совершает три оборота вокруг своей оси за два года. Меркурий это единственное тело в солнечной системе, о котором известно, что его орбитально/вращательный резонанс отличается от 1:1.
Этот факт и большой эксцентриситет Меркурианской орбиты создают очень странный эффект для наблюдателя на поверхности Меркурия. На некоторых долготах наблюдатель видел бы восход Солнца, которое затем, увеличиваясь в размерах, медленно двигалось бы к зениту. Там Солнце останавливалось бы, и быстро изменяло направление движения по небу на противоположное. Заме Солнце остановилось бы еще раз перед тем как снова начать свое движение к горизонту, сопровождающееся уменьшением его видимого размера. За это время звезды совершили бы три оборота. Наблюдатели в других точках Меркурианской поверхности видели бы другие, но не менее причудливые движения.
О чем автор подробнее расскажет ниже.
Изменения температуры на Меркурии самые большие в солнечной системе и находятся в пределах от 90 K до 700 K. Температура на Венере немного больше, но гораздо стабильнее.
Меркурий во многом сходен с Луной: его поверхность изрыта кратерами и очень стара; там отсутствуют тектонические плиты. С другой стороны Меркурий значительно плотнее Луны (5.43 г/см3 против 3.34 г/см3 у Луны). Меркурий второе по плотности большое тело в солнечной системе после Земли. Высокая плотность Земли частично объясняется гравитационным сжатием, если бы не это, то Меркурий был бы плотнее Земли. Данный факт указывает на то, что плотное железное ядро у Меркурия больше Земного, и возможно составляет большую часть планеты. Из-за этого Меркурий имеет относительно тонкую силикатную мантию и кору.
Основное место внутри Меркурия занимает большое железное ядро радиусом 1800-1900 км. Толщина поверхностных силикатных оболочек (аналогичные Земной мантии и коре) составляет 500-600 км. По крайней мере часть ядра вероятно расплавлена.
Меркурий обладает очень тонкой атмосферой, состоящей из атомов выбитых из его поверхности солнечным ветром. Поскольку Меркурий очень горячий, эти атомы быстро уходят в космическое пространство. Таким образом, в отличие от Земли и Венеры, чьи атмосферы устойчивы, атмосфера Меркурия постоянно обновляется.
На поверхности Меркурия видны огромные откосы, некоторые до сотен километров длиной и более трех километров высотой. Некоторые из этих обрывов пересекают кратеры и другие детали рельефа таким образом, что позволяет сделать вывод о их происхождении в результате сжатия. Можно считать, что площадь поверхности Меркурия сократилась на 0.1% (или, что радиус планеты уменьшился на 1 км).
Одной из самых больших деталей поверхности Меркурия является Caloris Basin (справа). Он около 1300 км в диаметре и подобен большим бассейнам (морям) на Луне. Как и моря на Луне он образовался в результате сильного столкновения на заре образования солнечной системы. Это же столкновение, по-видимому, ответственно за необычный ландшафт строго на противоположной стороне планеты (слева).
Кроме сильно изрытой кратерами поверхности Меркурий имеет также относительно гладкие равнины. Некоторые из них могли образоваться в результате древней вулканической активности.
Повторный анализ данных полученных Mariner свидетельствует о недавней вулканической активности на Меркурии. Однако для подтверждения этого факта необходимо больше данных.
Удивительно, но радарные наблюдения северного полюса Меркурия (регион не картографированный Mariner 10) показывают присутствие водяного льда в тени некоторых кратеров.
Меркурий имеет небольшое магнитное поле, напряженность которого составляет около 1% Земного.
У Меркурия нет известных спутников.
Mеркурий можно наблюдать в бинокль или не вооруженным глазом, но он всегда находится близко к Солнцу и поэтому его трудно увидеть на сумеречном небе.
Возможно, для кого то информация исчерпывающая, но для нашего пытливого читателя. В вопросе что увидит наблюдатель с поверхности ближайшей планеты к светилу, нужно задать условия как в геометрической задаче: ДАНО, МЫ НА МЕРКУРИИ. Как уже знаем - Внеземные небеса ― вид космоса с поверхности космического тела, отличного от Земли. Этот вид может отличаться от наблюдаемого с поверхности Земли — по многим причинам. Важнейшим фактором является атмосфера космического тела или её отсутствие. Цвет неба зависит от плотности и химического состава атмосферы. Облака могут присутствовать или отсутствовать, могут отличаться по цвету. Другими факторами могут быть астрономические объекты, видимые с поверхности, такие как звёзды, спутники, планеты и кольца. (в последующих статьях из этой серии редакция этих условий, как само собой разумеещуеся оговаривать не будет.)
Представим себя на Солнечной стороне, то есть на дневной. В среднем, видимый диаметр Солнца при виде с Меркурия в 2.5 раза больше, чем при виде с Земли, его яркость в 6 раз выше. Из-за эксцентричности орбиты вид Солнца может колебаться от 2.2 вида с Земли в афелии (с яркостью в 4.8 раза выше), до 3.2 в перигелии (яркость в 10.2 раза выше). Для сравнения видимый диаметр Солнца с Земли 0.5 градуса, это значит, что ваш большой палец никак светила не закроет. Само Солнце наблюдателя в современных скафандрах не ослепит, но создаст серьёзные проблемы. Оcвещённость поверхности будет колебаться от земной орбиты (150 000 люкс от 500 000 люкс до даже 1 000 000 !) Поток радиационного излучения при слабой магнитосфере Меркурия оставляем в области астрофизиков. Интересное замечание, с поверхности Меркурия Полярная звезда центром мира не будет. Меркурий не имеет атмосферы, вид неба на Меркурии не отличается от вида из космоса. Южная полярная звезда Меркурия — Альфа Живописца, имеющая звездную величину 3.2. Она слабее Земной Полярной звезды. Альбедо Меркурия ниже альбедо Луны, (в среднем 6% против 7.3 Луны). Однако из за параметров падающего освещения, на некоторых участках эта планета наблюдателю покажется достаточно яркой и сопоставимой с вечерним солнцем Земли, учитывая яркость, естественно кроме атмосферы. Нужно подчеркнуть и цвет и топографию нашего героя. Цвет буро фиолетовый, и во многом похож на нашу спутницу Гекату. Меркурий опалённая Солнцем пустыня, по предположению учёных, планета лишённая атмосферы и коры с верхней мантией в результате импакта, но устоявшая на орбите.
На ночной стороне планеты увидим несколько интереснейших эффектов. Когда Солнце раз в меркурианский год недолго движется в обратном направлении, отличном от обычного движения с востока на запад. Эффект наблюдается с любой точки Меркурия, но на определённых меридианах наблюдатель может увидеть, как Солнце восходит приблизительно наполовину, потом заходит и восходит снова, в течение одного меркурианского утра. Это происходит потому, что приблизительно за четыре дня до прохождения перигелия, угловая скорость движения Меркурия по орбите сравнивается со скоростью его вращения, так что относительное движение Солнца исчезает; в перигелии, угловая скорость движения Меркурия по орбите превышает скорость его вращения; поэтому Солнце по небу движется в обратном направлении. Через четыре дня после прохождения перигелия, Солнце переходит к обычному движению. Существуют две точки на поверхности Меркурия, в которых Солнце осуществляет своё ретроградное движение по небу возле зенита; одна из них называется Бассейн Калорис, в этих местах поверхность разогревается особенно сильно. Нaблюдатель с поверхности ночного Меркурия может видеть как выглядит наша Земля и другие планеты. Вторым по яркости объектом в небе Меркурия является Венера, которая здесь выглядит значительно ярче, чем с Земли. Когда Венера ближе всего к Земле, она находится между Землёй и Солнцем, и мы видим только ночную её сторону. Даже когда Венера достигает максимума яркости в земном небе, в действительности мы видим всего лишь узкий серп. Для меркурианского наблюдателя Венера в своей ближайшей точке находится в оппозиции к Солнцу и показывает полный свой диск. Звёздная величина Венеры в таких случаях −7.7.
Земля и Луна тоже выглядят ярко, их звёздные величины составляют −5 и −1.2 соответственно. Максимальное угловое расстояние между Землёй и Луной около 15′. Все остальные планеты видны почти так же как и с Земли, но немного тусклее в оппозиции. КОРОТКАЯ СПРАВКА О ЗВЁЗДНЫХ ВЕЛИЧИНАХ: Звёздная величина́ (блеск) — безразмерная числовая характеристика яркости объекта. Обычно понятие применяется к небесным светилам. Звёздная величина характеризует поток энергии от рассматриваемого светила (энергию всех фотонов в секунду) на единицу площади. Таким образом, видимая звёздная величина зависит и от физических характеристик самого объекта (то есть светимости), и от расстояния до него. Чем меньше значение звёздной величины, тем ярче данный объект. Понятие звёздной величины используется при измерении потока энергии в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне. Для сравнения наблюдателю Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе −12,71
Вот как описывает Георгий Бурба подробно подобные эффекты в журнале "Вокруг света":
"Самым впечатляющим зрелищем на меркурианском небосводе является Солнце. Там оно выглядит в 2-3 раза больше, чем на земном небе. Особенности сочетания скоростей вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также сильная вытянутость ее орбиты приводят к тому, что видимое перемещение Солнца по черному меркурианскому небу совсем не такое, как на Земле. При этом путь Солнца выглядит неодинаково на разных долготах планеты. Так, в районах меридианов 0° и 180° з.д. рано утром в восточной части неба над горизонтом воображаемый наблюдатель мог бы увидеть "маленькое" (но в 2 раза большее, чем на небе Земли), очень быстро поднимающееся над горизонтом Светило, скорость которого по мере приближения к зениту постепенно замедляется, а само оно становится ярче и жарче, увеличиваясь в размерах в 1,5 раза - это Меркурий подходит по своей сильно ближе к Солнцу. Едва пройдя точку зенита, Солнце замирает, немного пятится назад в течение 2-3 земных суток, еще раз замирает, а затем начинает уходить вниз со все возрастающей скоростью и заметно уменьшаясь в размерах - это Меркурий отдаляется от Солнца, уходя в вытянутую часть своей орбиты - и с большой скоростью скрывается за горизонтом на западе.
ПУТЬ СОЛНЦА ПО НЕБУ МЕРКУРИЯ В РАЙОНЕ МЕРИДИАНА 180° З.Д.
Проход Солнца по небу 180° меридиана
Небо над Меркурием черно и днем, и ночью, усыпано звездами, а все потому, что там практически нет атмосферы. Меркурий окружен лишь так называемой экзосферой - пространством настолько разряженном, что составляющие его нейтральные атомы никогда не сталкиваются. В нем согласно наблюдениям в телескоп с Земли, а также в процессе пролетов около планеты станции "Маринер-10" были обнаружены атомы гелия (они преобладают), водорода, кислорода, неона, натрия и калия. Составляющие экзосферу атомы "выбиты" из поверхности Меркурия фотонами и ионами, частицами, прилетающими от Солнца, а также микрометеоритами. Отсутствие атмосферы приводит к тому, что на меркурии нет и звуков, поскольку нет упругой среды - воздуха, передающего звуковые волны.
Совсем по-иному выглядит ход Солнца вблизи 90° и 270° з.д. Здесь Светило выписывает совсем удивительные пируэты - за сутки происходит по три восхода и по три заката. Утром из-за горизонта на востоке очень медленно появляется яркий светящийся диск громадного размера (в 3 раза больше, чем на земном небосводе), он немного поднимается над горизонтом,останавливается, а затем идет вниз и ненадолго скрывается за горизонтом. Вскоре следует повторный восход, после которого Солнце начинает медленно ползти по небу вверх, постепенно ускоряя свой ход и при этом быстро уменьшаясь в размерах и тyскнея. Точку зенита это «маленькое» Солнце пролетает на большой скорости, а потом замедляет свой бег, растет в размерах и медленно скрывается за вечерним горизонтом. Вскоре после первого заката Солнце поднимается вновь на небольшую высоту, ненадолго застывает на месте, а затем снова опускается к горизонту и заходит окончательно. Такие «зигзаги» солнечного хода происходят оттого, что на коротком отрезке орбиты при прохождении перигелия (минимального расстояния от Солнца угловая скорость движения Меркурия по орбите вокруг Солнца становится больше, чем угловая скорость его вращения вокруг оси, что приводит к перемещению Солнца на небосводе планеты в течении короткого промежутка времени (около двух земных суток) вспять его обычному ходу. А вот звезды на небе Меркурия перемещаются втрое быстрее, чем Солнце. Звезда, появившаяся одновременно с Солнцем над утренним горизонтом, зайдет на западе еще до полудня, то есть раньше, чем Солнце доберется до зенита, и успеет еще раз взойти на востоке, пока Солнце не село." [1]
В заключение автор подчеркивает, что планета Меркурий пока еще слабо изучена и наверняка таит в себе много загадок. А в следующей статье мы отправимся к Венере.
В статье использована информация с официальных ресурсов НАСА, АСТРОНЕТ.РУ, http://galspace.spb.ru/
1) ГЕОРГИЙ БУРБА - кандидат географических наук, "Вокруг света"
с ув. автор Р.Д.И. Стрельцов.
