Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы, названная в честь римского бога торговли и путешественников. Расположенное ближе всех к Солнцу, это небесное тело обращается вокруг нашей звезды быстрее остальных планет, развивая среднюю скорость около 170 тысяч километров в час. Но это лишь верхушка айсберга. Здесь - 10 фактов, которые доказывают, что раскаленный карлик, давно известный всем по школьным учебникам, намного интереснее, чем нам кажется.
10. На полюсах Меркурия есть водяной лед, несмотря на близость к Солнцу
Кажется невероятным, что на планете, расположенной так близко к Солнцу, что-то может замёрзнуть. Тем не менее, на полюсах ближайшего соседа нашей звезды находятся миллиарды тонн водяного льда.
Этот феномен объясняется уникальной особенностью расположения кратеров в полярных регионах. Глубокие кратеры на северном и южном полюсах находятся в зоне вечной тени. Солнечные лучи никогда не достигают дна этих кратеров из-за незначительного наклона оси планеты, который составляет менее 0,03 градуса (для сравнения, наклон Земли — 23,4 градуса). В результате температура в этих областях может опускаться до -170°C и ниже, что позволяет воде оставаться в замороженном состоянии на протяжении миллиардов лет.
Первые доказательства наличия льда были получены космическим аппаратом MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging), который совершил несколько пролетов над планетой между 2008 и 2015 годами. Радарные измерения выявили высокоотражающие участки в полярных регионах, характерные для водяного льда. Дальнейшие исследования подтвердили, что эти отражающие материалы действительно являются водяным льдом, а не другими веществами с похожими свойствами.
Присутствие воды на этой планете имеет огромное значение для понимания истории формирования Солнечной системы. Ученые полагают, что вода могла попасть туда с кометами и астероидами, которые сталкивались с поверхностью на протяжении миллиардов лет. Эта теория подтверждает гипотезу о том, что вода на Земле и других планетах также могла иметь космическое происхождение.
9. Поверхностные температуры колеблются от экстремально высоких до экстремально низких
Будучи ближайшей планетой к Солнцу, Меркурий испытывает невероятные перепады температур. В освещенных Солнцем областях температура поверхности может достигать 430°C — достаточно, чтобы расплавить свинец.
Однако из-за отсутствия атмосферы, которая могла бы удерживать тепло, ночные температуры падают до -180°C. Для сравнения, абсолютный ноль, самая низкая возможная температура во Вселенной, составляет -273°C. Таким образом, разница между дневной и ночной температурами на планете составляет более 600 градусов — самый большой перепад температур среди всех планет Солнечной системы.
Этот экстремальный температурный режим оказывает существенное влияние на геологические процессы. При дневных температурах поверхностные породы расширяются, а ночью сжимаются, что приводит к механическому выветриванию. В результате такого "термического стресса" на поверхности образуются трещины и разломы, которые со временем превращаются в пыль.
Интересно, что из-за медленного вращения вокруг своей оси, одна "солнечная сутка" (от восхода до восхода) на этой планете длится примерно 176 земных дней. Это означает, что некоторые области могут находиться под палящим солнцем почти три месяца непрерывно, а затем столько же времени пребывать в леденящем холоде ночи.
8. У Меркурия нет атмосферы, но есть тончайшая экзосфера
В отличие от Земли, ближайшая к Солнцу планета не имеет настоящей атмосферы. Это объясняется двумя основными факторами: слабой гравитацией и близостью к нашей звезде.
Гравитация составляет лишь около 38% от земной, что недостаточно для удержания газовой оболочки. Кроме того, находясь так близко к Солнцу, планета постоянно подвергается интенсивному солнечному излучению и солнечному ветру — потоку заряженных частиц от нашей звезды.
Солнечный ветер буквально "сдувает" частицы с поверхности. Эти атомы, вместе с частицами, выбитыми при метеоритных ударах, образуют крайне разреженную оболочку вокруг планеты — экзосферу. В её состав входят кислород, натрий, водород, гелий и калий.
Экзосфера Меркурия настолько разрежена, что её плотность составляет менее одной триллионной доли земной атмосферы. В такой среде атомы практически не сталкиваются друг с другом. Натрий в экзосфере создает характерное свечение, которое можно наблюдать с Земли при спектральном анализе.
Состав этой тонкой газовой оболочки постоянно меняется под воздействием солнечного ветра и метеоритной бомбардировки. Исследование этих изменений позволяет ученым лучше понять взаимодействие поверхности безатмосферных планет с космической средой.
7. Поверхность усеяна огромными ударными кратерами
На протяжении миллиардов лет бесчисленные метеориты, астероиды и кометы сталкивались с Меркурием, превратив его поверхность в изрытый ландшафт, усеянный кратерами различных размеров.
Самый крупный кратер — бассейн Калорис, диаметр которого составляет около 1530 км, что соответствует примерно 40% диаметра самой планеты. Для сравнения, это как если бы на Земле был кратер размером с Австралию. Удар, создавший бассейн Калорис, был настолько мощным, что вызвал сейсмические волны, прошедшие через всю планету и деформировавшие поверхность на противоположной стороне.
Второй по величине кратер называется Рахманинов, его диаметр составляет около 306 км. Оба эти гигантских кратера были созданы в ранние дни Солнечной системы, когда космические столкновения были гораздо более частыми.
Интересно, что многие кратеры названы в честь известных деятелей искусства — писателей, художников, композиторов. Среди них есть кратер, названный в честь детского писателя Доктора Сьюза, автора знаменитых книг "Кот в шляпе" и "Гринч, похититель Рождества".
В отличие от Земли, где эрозия, тектоническая активность и атмосферные явления постоянно изменяют поверхность, на этой планете кратеры сохраняются практически неизменными на протяжении миллиардов лет. Это делает её своеобразным музеем ранней истории Солнечной системы.
6. Меркурий больше всего напоминает земную Луну
Из-за испещренной кратерами поверхности, отсутствия атмосферы и небольшого размера, ближайшая к Солнцу планета внешне больше всего похожа на земную Луну. При первом взгляде на фотографии даже опытному наблюдателю будет сложно их различить.
Однако, несмотря на внешнее сходство, между этими небесными телами существуют фундаментальные различия. В отличие от Луны, Меркурий постоянно подвергается воздействию интенсивного солнечного излучения. За миллиарды лет это привело к специфическим изменениям в химическом составе поверхностных пород.
Кроме того, ядро планеты все еще остается частично расплавленным или полностью жидким, в то время как ядро Луны давно остыло. Это различие объясняет, почему первая имеет магнитное поле, а вторая — нет.
На поверхности Меркурия также обнаружены необычные геологические формации, которых нет на Луне, например, "необъяснимые территории" — обширные равнины с необычным составом и структурой поверхности. Эти области могли быть образованы в результате древней вулканической активности, которая на Луне проявлялась совершенно иначе.
Гравитация на поверхности первой планеты от Солнца составляет около 38% земной, тогда как на Луне — всего 16,5%. Это различие существенно влияет на процессы эрозии и формирования поверхности обоих небесных тел.
5. Металлическое ядро необычайно велико
Одна из самых удивительных особенностей Меркурия — его непропорционально большое металлическое ядро, которое составляет около 85% радиуса планеты. Для сравнения, ядро Земли занимает только около 30% радиуса нашей планеты.
Долгое время популярным объяснением этого феномена была теория о том, что многочисленные столкновения с астероидами на протяжении миллиардов лет сорвали значительную часть каменистой коры, оставив планету с непропорционально большим металлическим ядром.
Однако недавние исследования предложили альтернативное объяснение. Согласно новой гипотезе, ближайшая к Солнцу планета обязана своим массивным ядром нашей звезде и её гигантскому магнитному полю. В ранние дни формирования Солнечной системы магнитное поле Солнца захватывало железные частицы и притягивало их ближе к себе. В результате протопланетные диски, расположенные ближе к Солнцу, собрали больше железных частиц, чем диски внешних планет.
Ядро Меркурия, вероятно, до сих пор остается частично расплавленным или полностью жидким, несмотря на то, что с момента формирования прошли миллиарды лет. Из-за постепенного остывания и сжатия ядра планета медленно уменьшается в размерах. По оценкам ученых, диаметр сократился примерно на 7 км с момента формирования.
Это сжатие приводит к образованию на поверхности характерных геологических структур — тектонических уступов, некоторые из которых достигают сотен километров в длину и более километра в высоту. Эти особенности делают ближайшего соседа Солнца уникальной планетой с точки зрения геологической активности.
4. Планета обладает необычно сильным магнитным полем
Массивное металлическое ядро Меркурия, которое, вероятно, все еще остается жидким, создает магнитное поле, необычайно сильное для такого небольшого небесного тела. Хотя оно составляет лишь около 1,1% от силы земного поля, его достаточно, чтобы замедлить солнечный ветер и сформировать магнитосферу.
Открытие магнитного поля стало сюрпризом для ученых. Согласно существовавшим ранее теориям, для генерации магнитного поля необходимо быстрое вращение планеты, чего у ближайшей к Солнцу планеты нет — она совершает один оборот вокруг своей оси за 58,6 земных суток. Это открытие заставило пересмотреть модели планетарных магнитных полей.
Находясь так близко к Солнцу, магнитное поле взаимодействует с солнечным ветром, создавая гигантские магнитные вихри — своеобразные торнадо, бушующие над поверхностью. Эти магнитные вихри могут достигать в высоту до 800 км и перемещаться со скоростью до 700 км/с.
Магнитосфера имеет необычную структуру. В отличие от земного диполя, она смещена к северу почти на 20% радиуса планеты. Эта асимметрия остается загадкой для планетологов и может быть связана с особенностями внутреннего строения или с влиянием солнечного ветра.
Взаимодействие магнитного поля с солнечным ветром приводит к формированию сложных процессов в магнитосфере, включая магнитные суббури — явления, похожие на полярные сияния на Земле, но значительно более интенсивные из-за близости к Солнцу. Исследование этих процессов помогает ученым лучше понимать взаимодействие планет с солнечным ветром во всей Солнечной системе.
3. Некоторые спутники в Солнечной системе больше Меркурия
Несмотря на то, что Меркурий официально классифицируется как планета, он действительно очень мал. С радиусом всего 2440 км, ширина этого небесного тела составляет чуть более трети ширины Земли, радиус которой равен 6378 км.
Фактически, планета настолько мала, что два спутника в нашей Солнечной системе — Ганимед (спутник Юпитера, крупнейший спутник в Солнечной системе) и Титан (спутник Сатурна) — оба превосходят её по размеру.
Диаметр Меркурия составляет 4880 км, в то время как диаметр Ганимеда — 5262 км, а Титана — 5149,46 км. Это уникальная ситуация в нашей Солнечной системе, когда спутники планет превосходят по размеру одну из планет.
Однако по массе ближайшая к Солнцу планета значительно превосходит оба эти спутника. Её масса составляет около 3,3 × 10^23 кг, что более чем в 2,5 раза превышает массу Ганимеда и более чем в 4,5 раза — массу Титана. Это различие объясняется металлическим составом ядра, которое имеет гораздо большую плотность, чем водяной лед и каменистые материалы, из которых в основном состоят Ганимед и Титан.
Интересно также, что по размеру первая планета от Солнца лишь немного больше Луны, диаметр которой составляет 3474 км. Если бы Луна была немного больше или Меркурий немного меньше, у нас в Солнечной системе был бы еще один случай, когда спутник превосходит планету по размеру.
2. Один солнечный день длится как два меркурианских года
Одна из самых удивительных особенностей Меркурия — соотношение между его орбитальным и вращательным периодами. Один день на планете, время, необходимое для полного оборота вокруг своей оси, составляет около 58,6 земных суток. Один год, равный одному полному обороту вокруг Солнца, составляет 88 земных дней.
Однако солнечный день, определяемый как интервал между двумя прохождениями Солнца через меридиан (от восхода до восхода), длится 176 земных дней, что равно двум меркурианским годам! Это уникальное явление в Солнечной системе.
Такая странная ситуация возникает из-за особого соотношения между вращением планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Ближайшая к Солнцу планета вращается вокруг своей оси в резонансе 3:2 с её обращением вокруг Солнца. Это означает, что она делает ровно три оборота вокруг своей оси за два оборота вокруг Солнца.
Из-за этого резонанса определенные области на экваторе испытывают экстремальные температурные условия. Когда Солнце находится в зените в этих регионах, планета также находится в перигелии (ближайшей точке к Солнцу на своей орбите), что приводит к максимально возможной солнечной радиации.
Интересно, что долгое время астрономы полагали, что Меркурий всегда обращен к Солнцу одной стороной, подобно тому, как Луна всегда обращена одной стороной к Земле. Только в 1965 году благодаря радарным наблюдениям ученые обнаружили, что это не так, и выявили настоящий период вращения планеты.
1. К Меркурию было отправлено всего три миссии
Несмотря на свою близость к Земле, ближайшая к Солнцу планета долгое время оставалась малоизученной. За всю историю космонавтики к ней было отправлено всего три миссии: Mariner 10, MESSENGER и BepiColombo.
Первая миссия, Mariner 10, посетила Меркурий в 1974 году и предоставила первые детальные изображения поверхности. Аппарат совершил три пролета и смог картографировать около 45% поверхности с разрешением до 1 км. Благодаря этой миссии ученые впервые обнаружили магнитное поле и получили данные о атмосфере и поверхности.
Вторая миссия, MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging), выполнила несколько пролетов, первый из которых состоялся 14 января 2008 года. Между 2008 и 2015 годами этот аппарат отправил на Землю огромные объемы данных и картографировал всю поверхность. Миссия предоставила беспрецедентные данные о химическом составе поверхности, геологической истории и внутренней структуре планеты.
Третья миссия, BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства и Японского космического агентства, в настоящее время находится в пути к цели. Два зонда (Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter) будут изучать магнитосферу и картографировать поверхность. Ожидается, что они прибудут в ноябре 2026 года после выполнения шести пролетов планеты.
Сложность исследования обусловлена несколькими факторами. Во-первых, из-за близости к Солнцу космические аппараты подвергаются интенсивному солнечному излучению и высоким температурам. Во-вторых, для перехода на орбиту вокруг Меркурия требуется значительное торможение, что усложняет миссию с технической точки зрения.
Будущие миссии могут включать в себя посадочные аппараты для непосредственного изучения поверхности. Однако экстремальные температурные условия и отсутствие атмосферы делают посадку крайне сложной технической задачей, требующей разработки новых материалов и технологий.
