Как найти длину меркурия

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%80%D0%BA%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%B9

---

У этого термина существуют и другие значения, см. Меркурий (значения).

Меркурий
Меркурий (снимок «Мессенджера»), у правого края в южном полушарии виден кратер Толстой
Меркурий в натуральном цвете (снимок «Маринера-10»)
Орбитальные характеристики[1]
Эпоха: J2000.0
Перигелий	46 001 009 км 0,30749951 а. е.
Афелий	69 817 445 км 0,46670079 а. е.
Большая полуось (a)	57 909 227 км 0,38709927 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e)	0,20563593
Сидерический период обращения	87,969 дней[2]
Синодический период обращения	115,88 дней[2]
Орбитальная скорость (v)	47,36 км/с (средняя)[2]
Средняя аномалия (Mo)	174,795884°
Наклонение (i)	7,00° относительно плоскости эклиптики 3,38° относительно солнечного экватора 6,34° отн. инвариантной плоскости[3]
Долгота восходящего узла (Ω)	48,33167°[2]
Аргумент перицентра (ω)	29,124279°
Спутники	нет
Физические характеристики[1]
Экваториальный радиус	2439,7 км[2]
Полярный радиус	2439,7 км[2]
Средний радиус	2439,7 ± 1,0 км (0,3829 земного)[2]
Окружность большого круга	15 329,1 км
Площадь поверхности (S)	7,48×107 км² 0,147 земной
Объём (V)	6,083×1010 км³ 0,056 земного[2]
Масса (m)	3,33022×1023 кг 0,055274 земной[4][5]
Средняя плотность (ρ)	5,427 г/см³ 0,984 земной[2]
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	3,7 м/с² 0,377 g[2]
Первая космическая скорость (v1)	3,1 км/с
Вторая космическая скорость (v2)	4,25 км/с
Экваториальная скорость вращения	10,892 км/ч (3,026 м/с) (на экваторе)
Период вращения (T)	58,646 дней (1407,5 часов)[2]
Наклон оси	2,11′ ± 0,1′[6]
Прямое восхождение северного полюса (α)	18 ч 44 мин 2 с 281,01°[2]
Склонение северного полюса (δ)	61,45°[2]
Альбедо	0,142 (Бонд)[2][7] 0,068 (геометрическое)[2][7]
Видимая звёздная величина	от −2,6m[8] до 5,7m[2][9]
Угловой диаметр	4,5″ – 13″[2]
Температура
	мин. сред. макс.
0°N, 0°W[10]	100 K (−173 °C) 340 К (67 °C) 700 К[11] (427 °C)
85°N, 0°W[10]	80 К (−193 °C) 200 К (−73 °C) 380 К (107 °C)
Атмосфера[2]
Атмосферное давление	~10−15 бар[2]
Состав: 42,0 % кислород 29,0 % натрий 22,0 % водород 6,0 % гелий 0,5 % калий 0,5 % остальные (вода, углекислый газ, азот, аргон, ксенон, криптон, неон, кальций, магний)[2][5]

Мерку́рий — самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы^[12], обращающаяся вокруг Солнца за 88 земных суток. Продолжительность одних звёздных суток на Меркурии составляет 58,65 земных^[13], а солнечных — 176 земных^[4]. Планета названа в честь древнеримского бога торговли — быстроногого Меркурия, поскольку она движется по небу быстрее других планет.

Меркурий относится к планетам земной группы. После лишения Плутона в 2006 году статуса планеты к Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9^[2] до 5,5, но его нелегко заметить по причине небольшого углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°)^[14]. О планете пока известно сравнительно немного. Только в 2009 году учёные составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер»^[15]. Естественных спутников у планеты не обнаружено.

Радиус Меркурия составляет всего 2439,7 ± 1,0 км^[2], 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 намного больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов. Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с²^[1]. Вторая космическая скорость — 4,25 км/с^[1]. Несмотря на меньший радиус, Меркурий всё же превосходит по массе такие спутники планет-гигантов, как Ганимед и Титан.

Астрономический 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.), таким образом, 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 от 82 до 217 млн км^[16]. Поэтому при наблюдении с Земли, Меркурий за несколько дней изменяет своё положение относительно Солнца от запада (утренняя видимость) к востоку (вечерняя видимость).

Долго 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 четырёхкратному 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^[13]. Такое соотношение 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^[17]. 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^[4].

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^[18].

На Меркурии не существует таких времён года, как на Земле. Это происходит из-за того, что ось вращения планеты находится под почти прямым углом к плоскости орбиты. Как следствие, рядом с полюсами есть области, до которых солнечные лучи не доходят никогда. Обследование, проведённое радиотелескопом в Аресибо, позволяет предположить, что в этой холодной и тёмной зоне есть ледники. Ледниковый слой может достигать 2 м и покрыт слоем пыли^[19].

Комбинация 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 Иисуса Навина, который, согласно Библии, однажды остановил движение Солнца (Нав.10:12—13). 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 других является ближайшей к Земле планетой (поскольку другие отдаляются в большей степени, не будучи столь «привязанными» к Солнцу).

Аномальная прецессия орбиты

Меркурий находится близко к Солнцу, поэтому эффекты общей теории относительности проявляются в его движении в наибольшей мере среди всех планет Солнечной системы. Уже в 1859 году французский математик и астроном Урбен Леверье сообщил, что существует медленная прецессия перигелия Меркурия, которая не может быть полностью объяснена на основе расчёта влияния известных планет согласно ньютоновской механике. Прецессия перигелия Меркурия составляет 574,10 ± 0,65″ (угловых секунд) за столетие в гелиоцентрической системе координат, или 5600 угловых секунд за столетие в геоцентрической системе координат. Расчёт влияния всех других небесных тел на Меркурий согласно ньютоновской механике даёт прецессию соответственно 531,63 ± 0,69 и 5557 угловых секунд за столетие^[20]. Пытаясь объяснить наблюдаемый эффект, он предположил, что существует ещё одна планета (или, возможно, пояс небольших астероидов), орбита которой расположена ближе к Солнцу, чем у Меркурия, и которая вносит возмущающее влияние^[21] (другие объяснения рассматривали неучтённое полярное сжатие Солнца). Благодаря ранее достигнутым успехам в поисках Нептуна с учётом его влияния на орбиту Урана данная гипотеза стала популярной, и искомая гипотетическая планета даже получила название — Вулкан. Однако эта планета так и не была обнаружена^[22].

Так как ни одно из этих объяснений не выдержало проверки наблюдениями, некоторые физики начали выдвигать более радикальные гипотезы, что необходимо изменять сам закон тяготения, например, менять в нём показатель степени или добавлять в потенциал члены, зависящие от скорости тел^[23]. Однако большинство таких попыток оказались противоречивыми. В начале XX века общая теория относительности дала объяснение наблюдаемой прецессии. Эффект очень мал: релятивистская «добавка» составляет всего 42,98 угловой секунды за век, что составляет 1/130 (0,77 %) от общей скорости прецессии, так что потребуется по меньшей мере 12 млн оборотов Меркурия вокруг Солнца, чтобы перигелий вернулся в положение, предсказанное классической теорией. Подобное, но меньшее смещение существует и для других планет — 8,62 угловой секунды за век для Венеры, 3,84 для Земли, 1,35 для Марса, а также астероидов — 10,05 для Икара^[24][25].

Гипотезы образования Меркурия

Основной гипотезой появления Меркурия и других планет является небулярная гипотеза.

С XIX века существует гипотеза, что Меркурий в прошлом был спутником планеты Венеры, а впоследствии был ею «потерян»^[4]. В 1976 году Том ван Фландерн и К. Р. Харрингтон на основании математических расчётов показали, что эта гипотеза хорошо объясняет большую вытянутость (эксцентриситет) орбиты Меркурия, его резонансный характер обращения вокруг Солнца и потерю вращательного момента как у Меркурия, так и у Венеры (у последней также — приобретение вращения, обратного обычному в Солнечной системе)^[26][27]. Согласно другой модели на заре формирования Солнечной системы прото-Меркурий почти по касательной столкнулся с прото-Венерой, в результате чего значительные части мантии и коры раннего Меркурия были рассеяны в окружающее пространство и потом собраны Венерой^[28].

Сейчас есть несколько версий происхождения огромного ядра Меркурия. Самая распространённая из них говорит, что первоначально отношение массы металлов к массе силикатов у этой планеты было близким к обычному для твёрдых тел Солнечной системы (внутренних планет и самых распространённых метеоритов — хондритов). При этом масса Меркурия превышала нынешнюю приблизительно в 2,25 раз. Затем, согласно этой версии, он столкнулся с планетезималью массой около 1/6 его собственной на скорости ~20 км/с. Большую часть коры и верхнего слоя мантии снесло в космическое пространство, где они и рассеялись. А ядро планеты, состоящее из более тяжёлых элементов, сохранилось^[29].

По другой гипотезе, Меркурий сформировался в уже крайне обеднённой лёгкими элементами внутренней части протопланетного диска, откуда они были выметены Солнцем во внешние области Солнечной системы.

Поверхность

По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну. У него нет естественных спутников, но есть очень разрежённая атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром^[30], являющимся источником магнитного поля, напряжённость которого составляет 0,01 от земной^[31]. Ядро Меркурия составляет 83 % от всего объёма планеты^[32][33]. 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 Меркурия также во многом напоминает лунную — она сильно кратерирована. Плотность кратеров различна на разных участках. Некоторые из них имеют лучистую структуру. 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^[34].

Первые 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^[35].

Кратеры

Кратеры на Меркурии варьируют от маленьких впадин, имеющих форму чаши, до многокольцевых ударных кратеров, имеющих в поперечнике сотни километров. Они находятся на разных стадиях разрушения. Есть относительно хорошо сохранившиеся кратеры с длинными лучами вокруг них, которые образовались в результате выброса вещества в момент удара. Имеются также сильно разрушенные остатки кратеров. Меркурианские кратеры отличаются от лунных тем, что область их покрова от выброса вещества при ударе меньше из-за большей силы тяжести на Меркурии^[36].

Одна из самых заметных деталей поверхности Меркурия — равнина Жары (лат. Caloris Planitia). Эта деталь рельефа получила такое название потому, что расположена вблизи одной из «горячих долгот». Её поперечник составляет около 1550 км^[37].

Вероятно, тело, при ударе которого образовался кратер, имело поперечник не менее 100 км. Удар был настолько сильным, что сейсмические волны, пройдя всю планету и сфокусировавшись в противоположной точке поверхности, привели к образованию здесь своеобразного пересечённого «хаотического» ландшафта. Также о силе удара свидетельствует тот факт, что он вызвал выброс лавы, которая образовала вокруг кратера горы, достигающие высоты более 2 км (горы Жары).

Точка с самым высоким альбедо на поверхности Меркурия — это кратер Койпер диаметром 60 км. Вероятно, это один из наиболее «молодых» крупных кратеров на Меркурии^[38].

В 2012 году ученые обнаружили ещё одну интересную последовательность кратеров на поверхности Меркурия. Их конфигурация напоминает лицо Микки Мауса^[39]. Возможно, в будущем и эта цепь кратеров получит свое название.

См. также статью: Список кратеров Меркурия

Геология и внутреннее строение

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^[40][41].

Процентное 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^[42]. 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. Подобная гипотеза, известная как теория гигантского столкновения, была предложена и для объяснения формирования Луны^[42]. Однако этой версии противоречат первые данные исследования элементного состава поверхности Меркурия с помощью гамма-спектрометра АМС «Мессенджер», который даёт возможность измерить содержание радиоактивных изотопов: оказалось, что на Меркурии много летучего элемента калия (по сравнению с более тугоплавкими ураном и торием), что не согласуется с высокими температурами, неизбежными при столкновении^[43]. 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^[35].

Ядро окружено силикатной мантией толщиной 500—600 км^[44][45]. Согласно данным «Маринера-10» и наблюдениям с Земли толщина коры планеты составляет от 100 до 300 км^[46].
Железно-никелевое ядро Меркурия составляет около 3/4 его диаметра, что примерно равно размеру Луны. Оно очень массивное по сравнению с ядром других планет.

Геологическая история

Как и у Земли, Луны и Марса, геологическая история Меркурия разделена на эры. Они имеют следующие названия (от более ранней к более поздней): дотолстовская, толстовская, калорская, поздняя калорская, мансурская и койперская. Данное разделение периодизирует относительный геологический возраст планеты. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, точно не установлен^[36][47].

После формирования Меркурия 4,6 млрд лет назад происходила интенсивная бомбардировка планеты астероидами и кометами. Последняя сильная бомбардировка планеты окончилась 3,8 млрд лет назад. Часть регионов, например, равнина Жары, формировалась также за счёт их заполнения лавой. Это привело к образованию гладких плоскостей внутри кратеров, наподобие лунных.

Затем, по мере того как планета остывала и сжималась, стали образовываться хребты и разломы. Их можно наблюдать на поверхности более крупных деталей рельефа планеты, таких как кратеры и равнины, что указывает на более позднее время их образования. Период вулканизма на Меркурии закончился, когда толщина коры увеличилась настолько, что лава уже не могла пробиться на поверхность планеты. Это, вероятно, произошло в первые 700—800 млн лет её истории. Все последующие изменения рельефа обусловлены ударами о поверхность планеты внешних тел.

Магнитное поле

Меркурий обладает магнитным полем, напряжённость которого, по результатам измерения «Маринера-10», примерно в 100 раз меньше земного и составляет ~300 нТл^[2]. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру^[48] и в высшей степени симметрично^[34], а его ось всего на 10 градусов отклоняется от оси вращения планеты^[49], что налагает существенное ограничение на круг теорий, объясняющих его происхождение^[34]. Магнитное поле Меркурия, возможно, образуется в результате эффекта динамо, то есть так же, как и на Земле^[50][51]. 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^[44].

Магнитное 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^[48], 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^[48].

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^[52]. 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 разрежённая 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 практически отсутствующей 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^[53].

Средняя 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).^[54]

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.^[4][55] 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 разрежённой 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.

Водород 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 льда, который, возможно, находится в постоянно затенённых полярных кратерах. Нахождение значительного числа связанных с водой ионов, таких как O⁺, OH⁻ и H₂O⁺, стало неожиданностью^[56][57].

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.^[58][59]

5 февраля 2008 года группа астрономов из Бостонского университета под руководством Джеффри Бомгарднера объявила об открытии у Меркурия кометоподобного хвоста 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)^[60]. Видимая длина хвоста для наблюдателя с Земли составляет порядка 3°.

Новые данные о хвосте Меркурия появились после второго и третьего пролёта АМС «Мессенджер» в начале ноября 2009 года^[61]. На основе этих данных сотрудники НАСА смогли предложить модель данного явления^[62].

Исследования

Особенности наблюдения с Земли

Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9^[2] до 5,5, но его нелегко заметить по причине небольшого углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°)^[14]. В высоких широтах планету никогда нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий виден в течение очень небольшого промежутка времени после наступления сумерек^[63]. Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год).

Наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия — в низких широтах и вблизи экватора: это связано с тем, что продолжительность сумерек там наименьшая. В средних широтах найти Меркурий гораздо труднее и возможно только в период наилучших элонгаций, а в высоких широтах невозможно вообще. Наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия в средних широтах обоих полушарий складываются около равноденствий (продолжительность сумерек при этом минимальная).

Древние и средневековые наблюдения

Наиболее раннее известное наблюдение Меркурия было зафиксировано в таблицах «Муль апин» (сборник вавилонских астрологических таблиц). Это наблюдение, скорее всего, было выполнено ассирийскими астрономами примерно в XIV веке до н. э.^[64] Шумерское название, используемое для обозначения Меркурия в таблицах «Муль апин», может быть транскрибировано в виде UDU.IDIM.GUU₄.UD («прыгающая планета»)^[65]. Первоначально планету ассоциировали с богом Нинуртой^[66], а в более поздних записях её называют «Набу» в честь бога мудрости и писцового искусства^[67].

В Древней Греции во времена Гесиода планету знали под именами Στίλβων («Стилбон») и Ἑρμάων («Гермаон»)^[68]. Название «Гермаон» является формой имени бога Гермеса^[69]. Позже греки стали называть планету «Аполлон».

Существует гипотеза, что название «Аполлон» соответствовало видимости на утреннем небе, а «Гермес» («Гермаон») на вечернем^[70][71]. Римляне назвали планету в честь быстроногого бога торговли Меркурия, который эквивалентен греческому богу Гермесу, за то, что он перемещается по небу быстрее остальных планет^[72][73]. Римский астроном Клавдий Птолемей, живший в Египте, написал о возможности прохождения планеты по диску Солнца в своей работе «Гипотезы о планетах». Он предположил, что такое прохождение никогда не наблюдалось потому, что Меркурий слишком мал для наблюдения или потому, что это явление случается нечасто^[74].

В Древнем Китае Меркурий назывался Чэнь-син (辰星), «Утренняя звезда». Он ассоциировался с направлением на север, чёрным цветом и элементом воды в У-син^[75]. По данным «Ханьшу», синодический период Меркурия китайскими учёными признавался равным 115,91 дней, а по данным «Хоу Ханьшу» — 115,88 дней^[76]. В современной китайской, корейской, японской и вьетнамской культурах планета стала называться «Водяная звезда» (水星).

Индийская мифология использовала для Меркурия имя Будха (санскр. बुधः). Этот бог, сын Сомы, был главенствующим по средам. В германском язычестве бог Один также ассоциировался с планетой Меркурий и со средой^[77]. Индейцы майя представляли Меркурий как сову (или, возможно, как четыре совы, причём две соответствовали утреннему появлению Меркурия, а две — вечернему), которая была посланником загробного мира^[78]. На иврите Меркурий был назван «Коха́в Хама́» (ивр. כוכב חמה‎, «Солнечная планета»)^[79].

В индийском астрономическом трактате «Сурья-сиддханта», датированном V веком, радиус Меркурия был оценён в 2420 км. Ошибка по сравнению с истинным радиусом (2439,7 км) составляет менее 1 %. Однако эта оценка базировалась на неточном предположении об угловом диаметре планеты, который был принят за 3 угловые минуты.

В средневековой арабской астрономии астроном из Андалусии Аз-Заркали описал деферент геоцентрической орбиты Меркурия как овал наподобие яйца или кедрового ореха. Тем не менее, эта догадка не оказала влияния на его астрономическую теорию и его астрономические вычисления^[80][81]. В XII веке Ибн Баджа наблюдал две планеты в виде пятен на поверхности Солнца. Позднее астрономом марагинской обсерватории Аш-Ширази было высказано предположение, что его предшественником наблюдалось прохождение Меркурия и (или) Венеры^[82]. В Индии астроном кералийской школы Нилаканса Сомаяджи (англ.)русск. в XV веке разработал частично гелиоцентрическую планетарную модель, в которой Меркурий вращался вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращалось вокруг Земли. Эта система была похожа на систему Тихо Браге, разработанную в XVI веке^[83].

Средневековые наблюдения Меркурия в северных частях Европы затруднялись тем, что планета всегда наблюдается в заре — утренней или вечерней — на фоне сумеречного неба и довольно низко над горизонтом (особенно в северных широтах). Период его наилучшей видимости (элонгация) наступает несколько раз в году (продолжаясь около 10 дней). Даже в эти периоды увидеть Меркурий невооружённым глазом непросто (относительно неяркая звёздочка на довольно светлом фоне неба). Существует история о том, что Николай Коперник, наблюдавший астрономические объекты в условиях северных широт и туманного климата Прибалтики, сожалел, что за всю жизнь так и не увидел Меркурий. Эта легенда сложилась исходя из того, что в работе Коперника «О вращениях небесных сфер» не приводится ни одного примера наблюдений Меркурия, однако он описал планету, используя результаты наблюдений других астрономов. Как он сам сказал, Меркурий всё-таки можно «изловить» с северных широт, проявив терпение и хитрость. Следовательно, Коперник вполне мог наблюдать Меркурий и наблюдал его, но описание планеты делал по чужим результатам исследований^[84].

Наблюдения с помощью телескопов

Первое телескопическое наблюдение Меркурия было сделано Галилео Галилеем в начале XVII века. Хотя он наблюдал фазы Венеры, его телескоп не был достаточно мощным, чтобы наблюдать фазы Меркурия. 7 ноября 1631 года Пьер Гассенди сделал первое телескопическое наблюдение прохождения планеты по диску Солнца^[85]. Момент прохождения был вычислен до этого Иоганном Кеплером. В 1639 году Джованни Зупи с помощью телескопа открыл, что орбитальные фазы Меркурия подобны фазам Луны и Венеры. Наблюдения окончательно продемонстрировали, что Меркурий обращается вокруг Солнца^[13].

Очень редко случается покрытие одной планетой диска другой, наблюдаемое с Земли. Венера покрывает Меркурий раз в несколько столетий, и это событие наблюдалось только один раз в истории — 28 мая 1737 года Джоном Бевисом в Королевской Гринвичской обсерватории^[86]. Следующее покрытие Венерой Меркурия будет 3 декабря 2133 года^[87].

Трудности, сопровождающие наблюдение Меркурия, привели к тому, что он долгое время был изучен хуже остальных планет. В 1800 году Иоганн Шрётер, наблюдавший детали поверхности Меркурия, объявил о том, что наблюдал на ней горы высотой 20 км. Фридрих Бессель, используя зарисовки Шрётера, ошибочно определил период вращения вокруг своей оси в 24 часа и наклон оси в 70°^[88]. В 1880-х годах Джованни Скиапарелли картографировал планету более точно и предположил, что период вращения составляет 88 дней и совпадает с сидерическим периодом обращения вокруг Солнца из-за приливных сил^[89]. Работа по картографированию Меркурия была продолжена Эженом Антониади, который в 1934 году выпустил книгу, где были представлены старые карты и его собственные наблюдения^[48]. Многие детали поверхности Меркурия получили своё название согласно картам Антониади^[90].

Итальянский астроном Джузеппе Коломбо (англ.)русск. заметил, что период вращения составляет 2/3 от сидерического периода обращения Меркурия, и предположил, что эти периоды попадают в резонанс 3:2^[91]. Данные с «Маринера-10» впоследствии подтвердили эту точку зрения^[92]. Это не означает, что карты Скиапарелли и Антониади неверны. Просто астрономы видели одни и те же детали планеты каждый второй оборот её вокруг Солнца, заносили их в карты и игнорировали наблюдения в то время, когда Меркурий был обращён к Солнцу другой стороной, так как из-за геометрии орбиты в это время условия для наблюдения были плохими^[88].

Близость Солнца создаёт некоторые проблемы и для телескопического изучения Меркурия. Так, например, телескоп «Хаббл» никогда не использовался и не будет использоваться для наблюдения этой планеты. Его устройство не позволяет проводить наблюдения близких к Солнцу объектов — при попытке сделать это аппаратура получит необратимые повреждения^[93].

Исследования Меркурия современными методами

Меркурий — наименее изученная планета земной группы.
К телескопическим методам его изучения в XX веке добавились радиоастрономические, радиолокационные и исследования с помощью космических аппаратов. Радиоастрономические измерения Меркурия были впервые проведены в 1961 году Ховардом, Барреттом и Хэддоком с помощью рефлектора с двумя установленными на нём радиометрами^[94]. К 1966 году на основе накопленных данных получены неплохие оценки температуры поверхности Меркурия: 600 К в подсолнечной точке и 150 К на неосвещённой стороне. Первые радиолокационные наблюдения были проведены в июне 1962 года группой В. А. Котельникова в ИРЭ, они выявили сходство отражательных свойств Меркурия и Луны. В 1965 году подобные наблюдения на радиотелескопе в Аресибо позволили получить оценку периода вращения Меркурия: 59 дней^[95].

Развитие электроники и информатики сделало возможным наземные наблюдения Меркурия с помощью приёмников излучения ПЗС и последующую компьютерную обработку снимков. Одним из первых серии наблюдений Меркурия с ПЗС-приёмниками осуществил в 1995—2002 годах Йохан Варелл в обсерватории на острове Ла Пальма на полуметровом солнечном телескопе^{[уточнить]}. Варелл выбирал лучшие из снимков, не используя компьютерное сведе́ние. Сведение начали применять в Абастуманской астрофизической обсерватории к сериям фотографий Меркурия, полученным 3 ноября 2001 года, а также в обсерватории Скинакас Ираклионского университета к сериям от 1—2 мая 2002 года; для обработки результатов наблюдений применили метод корреляционного совмещения. Полученное разрешённое изображение планеты обладало сходством с фотомозаикой «Маринера-10», очертания небольших образований размерами 150—200 км повторялись. Так была составлена карта Меркурия для долгот 210—350°^[96].

Только два космических аппарата были направлены для исследования Меркурия. Первым был «Маринер-10», который в 1974—1975 годах трижды пролетел мимо Меркурия; максимальное сближение составляло 320 км. В результате было получено несколько тысяч снимков, покрывающих примерно 45 % поверхности планеты. Дальнейшие исследования с Земли показали возможность существования водяного льда в полярных кратерах.

В настоящее время НАСА осуществляет вторую миссию к Меркурию под названием «Мессенджер». Аппарат был запущен 3 августа 2004 года, а в январе 2008 года впервые совершил облёт Меркурия.
17 марта 2011 года, совершив ряд гравитационных манёвров вблизи Меркурия, Земли и Венеры, зонд «Мессенджер» вышел на орбиту Меркурия. Предполагалось, что с помощью аппаратуры, установленной на нём, зонд сможет исследовать ландшафт планеты, состав её атмосферы и поверхности; также оборудование «Мессенджера» позволит вести исследования энергичных частиц и плазмы.^[97].

17 июня 2011 года стало известно, что, по данным первых исследований, проведённых КА «Мессенджер», магнитное поле планеты не симметрично относительно полюсов; таким образом, северного и южного полюса Меркурия достигает различное количество частиц солнечного ветра. Также был проведён анализ распространённости химических элементов на планете^[98].

Перспективы

Европейским космическим агентством (ESA) совместно с японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) разрабатывается миссия «Бепи Коломбо», состоящая из двух космических аппаратов: Mercury Planetary Orbiter (MPO) и Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Европейский аппарат MPO будет исследовать поверхность Меркурия и его глубины, в то время как японский MMO будет наблюдать за магнитным полем и магнитосферой планеты. Запуск BepiColombo планируется на 2015 год, а в 2021 году он выйдет на орбиту вокруг Меркурия, где и разделится на две составляющие.

Россия отправить на планету первую посадочную станцию «Меркурий-П». Реализация проекта планировалась на 2019 год, но была значительно отодвинута.

Особенности номенклатуры

Правила именования деталей рельефа Меркурия утверждены на XV Генеральной ассамблее Международного астрономического союза в 1973 году^[4][99]:

• За крупнейшим объектом на поверхности Меркурия, диаметром около 1500 км, закрепилось название «равнина Жары», поскольку она располагается в области максимальных температур. Это многокольцевая структура ударного происхождения, залитая застывшей лавой. Другая равнина, находящаяся в области минимальных температур, у северного полюса, названа Северной равниной. Остальные подобные формирования получили название планеты Меркурий или аналога римского бога Меркурия в языках разных народов мира. Например: равнина Суйсей (планета Меркурий по-японски) и равнина Будх (планета Меркурий на хинди), равнина Собкоу (планета Меркурий у древних египтян), равнина Одина (скандинавского бога) и равнина Тир (древнее персидское название Меркурия)^[100][99].
• Кратеры Меркурия (за двумя исключениями) получают название в честь известных людей в гуманитарной сфере деятельности (архитекторы, музыканты, писатели, поэты, философы, фотографы, художники)^[99]. Например: Барма, Белинский, Глинка, Гоголь, Державин, Лермонтов, Мусоргский, Пушкин, Репин, Рублёв, Стравинский, Суриков, Тургенев, Феофан Грек (Theophanes), Фет, Чайковский, Чехов. Исключение составляют два кратера: Койпер по имени одного из главных разработчиков проекта «Маринер-10» и Хун Каль, что означает число «20» на языке народа майя, который использовал двадцатеричную систему счисления. Последний кратер находится у экватора на меридиане 20° западной долготы и был избран в качестве удобного ориентира для отсчёта в системе координат поверхности Меркурия. Первоначально кратерам большего размера присваивались имена знаменитостей, которые, по мнению МАС, имели соответственно большее значение в мировой культуре. Чем крупнее кратер — тем сильнее влияние личности на современный мир^[101][102]. В первую пятёрку вошли Бетховен (диаметром 643 км), Достоевский (430 км), Шекспир (400 км), Толстой (355 км) и Рафаэль. Спустя 30 лет, когда «Мессенджер» заснял ранее неизвестные области планеты, на первое по размеру место вышел 715-километровый кратер, получивший имя Рембрандт.
• Цепочки кратеров на поверхности Меркурия получают названия в честь крупных радиообсерваторий, как признание значения метода радиолокации в исследовании планеты. Например, цепочка Хайстек (радиотелескоп в США)^[100][99].
• Уступы (эскарпы) получают названия кораблей исследователей, вошедших в историю, поскольку бог Меркурий/Гермес считался покровителем путешественников. Например: Бигль, Заря, Санта-Мария, Фрам, Восток, Мирный^[99][102].
• Горы получают названия от слова «жара» на разных языках, а гряды именуются в честь астрономов, исследовавших Меркурий. По состоянию на 2014 год на Меркурии наименована одна горная система (горы Жары) и две гряды: гряда Антониади и гряда Скиапарелли.
• Долины называют именами заброшенных древних поселений (например, долина Ангкор).
• Борозды называют в честь великих архитектурных сооружений. Единственный пока пример — борозды Пантеон на равнине Жары.

Меркурий в оккультизме

В оккультизме Меркурий соотносится со сфирой Ход. (См. также Халдейский ряд) ^[103].

Меркурий в искусстве

Основная статья: Меркурий в искусстве

Планета Меркурий фигурирует в ряде художественных произведений, в литературе, кино и мультипликации.

Примечания

Литература

• Витковский В. В. Меркурий, планета // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. (см. ISBN )

• Гребеников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет. — М.: Наука, 1975. — 216 с. — 65 000 экз. (см. ISBN )

• Ксанфомалити Л. В. Неизвестный Меркурий // В мире науки. — 2008. — № 2.
• Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. — 2-е изд. — М.: Наука, 1986. — 320 с. (см. ISBN )

• Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — М.: Физматлит, 2008. — 400 с. — ISBN 978-5-9221-0989-5. (см. ISBN )

• Бурба Г.А. Номенклатура деталей рельефа Меркурия. — М.: Наука, 1982. — 56 с. (см. ISBN )

Ссылки

• Тайны и загадки Меркурия
• Г. Бурба. И дольше года длится день // Научно-популярная статья в журнале «Вокруг света»
• Сайт о миссии MESSENGER (англ.)
  • Фотографии Меркурия, сделанные «Мессенджером» (англ.)
• Раздел о миссии BepiColombo (англ.) на сайте JAXA
• Астрономы обнаружили у Меркурия расплавленное ядро
• А. Левин. Железная планета. Популярная механика № 7, 2008
• Самый близкий. Лента.ру, 5 октября 2009, фотографии Меркурия, сделанные «Мессенджером».
• Опубликованы новые снимки Меркурия. Лента.ру, 4 ноября 2009, о сближении в ночь с 29 на 30 сентября 2009 года «Мессенджера» и Меркурия.
• Mercury: Facts & Figures. NASA. — Сводные физические характеристики планеты.
• Космический зонд впервые в истории вышел на орбиту Меркурия

Ошибка Lua в Модуль:External_links на строке 226: attempt to index field ‘wikibase’ (a nil value).

---

Википедия Меркурий адрес Викисловарь — адрес Викицитатник — адрес Викиучебник — адрес Викитека — адрес Викиновости — адрес Викиверситет — адрес Викигид — адрес

Выделить Меркурий и найти в: Вокруг света адрес Академик адрес Астронет адрес Элементы адрес Научная Россия адрес Кругосвет адрес Научная Сеть Традиция — адрес Циклопедия — адрес Викизнание — адрес

Google Bing Yahoo Яндекс Mail.ru Рамблер Нигма.РФ Спутник Google Scholar Апорт Онлайн-переводчик Архив Интернета Научно-популярные фильмы на Яндексе Документальные фильмы

Список ru-вики Вики-сайты на русском языке Список крупных русскоязычных википроектов Каталог wiki-сайтов Русскоязычные wiki-проекты Викизнание:Каталог wiki-сайтов Научно-популярные сайты в Интернете Лучшие научные сайты на нашем портале Лучшие научно-популярные сайты Каталог научно-познавательных сайтов НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов

---

• Страница 0 — краткая статья
• Страница 1 — энциклопедическая статья
• Разное — на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
• Прошу вносить вашу информацию в «Меркурий 1», чтобы сохранить ее

Комментарии читателей:

История изучения

Точная дата обнаружения Меркурия неизвестна, поскольку планету описывали еще шумеры в 3000 году до нашей эры. Знали о планете также вавилонские и древнеегипетские жрецы, прекрасные астрономы древнего мира.

Название планеты идет от римлян, которые дали ей имя в честь античного бога Меркурия (в греческом варианте Гермеса), покровителя торговли, ремесел и посланца других олимпийских богов.

Также астрономы прошлого Меркурий порой поэтически называли утренней или вечерней зарей, по времени его появления на звездном небосводе.

Античные астрономы полагали, что Меркурий и его ближайшая соседка планета Венера вращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли. А вот Солнце уже в свою очередь вращается вокруг Земли

Точный возраст Меркурия неизвестен. Но он, вероятно, образовался примерно в тот же период, что и остальные планеты солнечной системы. На это указывают результаты радиоуглеродного анализа. На основе данных ученые установили, что Меркурий появился приблизительно 4,6 млрд лет назад.

Изучению планеты мешает близость расположения к Солнцу. Первые четкие фотографии планеты были получены в 1974 году, когда космический зонд «Маринер-10» осуществил 3 пролета над ней. Спустя более чем 40 лет до Меркурия добрался аппарат «Мессенджер», который тоже совершил облет планеты и через 7 лет он закрепился на ее орбите. Благодаря этому зонду ученые получили информацию о магнитном поле, атмосфере и особенностях рельефа планеты.

Первый обзор планеты в телескоп сделал в 17 веке Галилео Галилей. Но несовершенство его оптики не помогло получить сколько-нибудь существенных данных. Транзит планеты в 1631 году отметил Пьер Гассенди. Астроном Джованни Зупи заметил орбитальные фазы Меркурия. Случилось это в 1639 году и подтвердило вращение вокруг звезды и правильность гелиоцентрической модели.

Более точные сведения о планете представил в 1880 году Джованни Скиаперелли, который высчитал длительность орбитального пути Меркурия. В 1934 году Юджиос Антониади создал детально прорисованную карту поверхности планеты.

В 1962 году советские ученые смогли отбить первый радиолокационный сигнал Меркурия. А через 3 года американские астрономы повторили этот эксперимент и закрепили осевой оборот в 59 дней.

Но обычные оптические наблюдения не позволили рассмотреть особенности поверхности планеты. При этом с помощью интерферометров ученым удалось открыть физические и химические характеристики подповерхностных слоев.

Первые серьезные сведения о характеристиках поверхности Меркурия были получены только в начале 2000 годов. Сотрудники обсерватории Маунт-Вильсон составили большую часть карты планеты с помощью радиолокационного телескопа Аресибо с расширением 5 км.

Расположение и размер планеты

Меркурий – первая планета от Солнца. От небесного светила его отделяет 58 млн км. Вместе с Венерой, Землей и Марсом он составляет земную группу планет, которые объединяет некоторое сходство в размерах и строении.

Диаметр Меркурия примерно в 3 раза меньше земного и составляет 4879 км. По размерам данная планета уступает некоторым спутникам, которые встречаются в Солнечной системе.

Строение

Как и большинство планет солнечной системы, Меркурий состоит из 3 основных частей:

1. 

   Кора толщиной до 300 км. Состоит из реголита — сыпучего, рыхлого грунта. Твердая кора довольно тонкая – 100-200 километров по разным оценкам. По некоторым данным она может быть толщиной всего в несколько десятков километров. Она довольно хрупкая.

2. Мантия толщиной до 600 км. Представляет собой переходную субстанцию из расплавленных составляющих ядра с одной стороны и застывшими слоями коры с другой.
3. Ядро радиусом до 1800 км. Состоит из смеси железа и никеля. Ядро очень массивное по сравнению с другими планетами и составляет около 3⁄4 всего диаметра, что примерно равно размеру Луны.

Поверхность

Долгое время ученые не могли узнать, как выглядит поверхность Меркурия. Увидеть его можно только на закате или на восходе, и то недолго. И при этом он расположен очень низко над горизонтом, где самые плохие условия из-за толстой земной атмосферы. Так что в телескопы увидеть ничего не удавалось.

Все изменилось в 1974 году, когда около Меркурия трижды пролетел «Маринер-10». Он сфотографировал почти половину поверхности, и люди наконец-то получили возможность взглянуть на эту планету.

Сделанные Маринером показали снимки, что поверхность Меркурия сплошь покрыта кратерами. Как предполагают ученые, около миллиарда лет назад рельеф планеты был сформирован в виде равнин. Однако из-за отсутствия защитного атмосферного слоя поверхность Меркурия сильно пострадала от столкновений с космическими телами, которые оставили после себя многочисленные и достаточно глубокие воронки.

В 3D-модели Меркурия использованы текстуры с сайта НАСА, полученные зондом «Мессенджер». Не везде они хорошо стыкуются, но это лучшее, что есть на сегодняшний день.

На планете много кратеров, оставшихся после падения астероидов и мелких метеоритов. Но есть на поверхности и ровные долины, образованные текущей когда-то лавой. Это говорит о том, что ранее на планете была геологическая активность.

Еще одна характерная черта поверхности Меркурия – скалы, иногда растянувшиеся на тысячи километров. В высоту они бывают и 100 метров, и 2 километра.

Такое разнообразие верхнего слоя планеты на сегодняшний день не совсем понятно. Множество кратеров, накопившихся за миллиарды лет, говорит о том, что никакой активности планета Меркурий не проявляет. Однако лавовые поля говорят об обратном. Это противоречие пока ждет решения.

Ядро Меркурия постепенно сокращается – ученые считают, что за все время оно сократилось примерно на полтора километра. Это вызывает сжатие всей планеты, поэтому происходят подвижки тектонических плит. Кора выпячивается наружу, образуя скальные гряды.

При сжатии коры плиты наползали друг на друга, образуя выступы длиною в сотни километров. Образование такой «чешуи» должно было выглядеть катаклизмом немалого масштаба с сильными землетрясениями. Верхний край, наползающий на нижний, изгибался в виде волны, обрываясь с другой стороны глубокой пропастью. Такая местность типична для Меркурия.

Орбита и движение

У Меркурия крайне эксцентричная орбита. Он вращается в 46 млн. км от Солнца, на один оборот у него уходит 88 дней.

Орбита Меркурия овальной формы и сильно вытянута эпилептически, вследствие чего планета, то приближается к Солнцу на 47 миллионов километров, то отдаляется на 70 миллионов километров.

Если бы мы могли наблюдать Солнце с поверхности Меркурия, то оттуда оно выглядело бы в три раза больше, чем с Земли.

Экваториальная скорость вращения планеты составляет 10,892 км/час. Скорость движения вокруг Солнца, составляет 180 000 км в час. Один год на Меркурии равен 88 земным суткам.

Ось Меркурия отклонена от орбиты всего на 7 градусов. Данная особенность приводит к тому, что на планете не наблюдается смены времен года. По той же причине в районе полюсов есть зоны, на которые совсем не попадает солнечный свет.

Ученые установили, что Меркурий со временем постепенно смещается относительно Солнца. Данный эффект известен как прецессия. Смещение орбиты Меркурия по отношению Солнца было одной из неразрешимых загадок, с которой столкнулись астрономы в 19 веке. Чтобы объяснить данный эффект, ученые даже выдвинули предположение, что здесь располагается неизвестная планета, расположенная ближе к звезде.

Прецессия была объяснена только в 20 годах прошлого века. В это вредя Альберт Эйнштейн опубликовал свой труд «Общая теория относительности». Именно это позволяло понять, почему орбита Меркурия со временем смещается. Позднее данное предположение удалось подтвердить во время солнечного затмения.

Смена дня и ночи на Меркурии происходит крайне редко. Данный процесс занимает существенно больше времени, чем на других планетах Солнечной системы, поскольку он медленно вращается вокруг своей оси. Одно из полушарий планеты в течение продолжительного срока обращено в сторону Солнца. День и ночь на Меркурии длятся столько же, сколько и год

Особенности атмосферы

Для Меркурия характерна разреженная гелиевая атмосфера, в которой содержится малая концентрация неона, аргона и водорода. В основном они приносятся «солнечным ветром» и им же выбиваются.

Атомы газов находятся на огромных расстояниях друг от друга и не способны вступать в устойчивые связи из-за слабого магнитного поля планеты. Как следствие, выраженной атмосферы на Меркурии нет.

По этой причине температура на поверхности Меркурия очень сильно колеблется — гораздо сильнее, чем на любой другой планете Солнечной системы.

В экваториальных областях дневная температура составляет в среднем +427 градусов Цельсия, а ночью опускается до −173 градусов. Полярные регионы погружены в постоянный холод: температура здесь не поднимается выше −93 градуса.

Проведенные исследования показывают, что тонкий слой над поверхностью планеты состоит из кислорода (42%), натрия (29%), водорода (22%), гелия (6%) и калия (0,5%).

Магнитное поле

Согласно проведенным расчетам, магнитное поле Меркурия появилось примерно 3,7-3,9 млрд лет назад. Оно характеризуется дипольной структурой и высокой симметричностью. Оно незначительно (всего на 10 градусов) отклоняется от оси вращения, что усложняет определение природы его появления. Считается, что образованию магнитного поля Меркурия способствует эффект динамо, который обусловлен тем же процессом, который наблюдается на Земле.

При этом напряженность магнитного поля Меркурия составляет примерно 300 нТл, что в 100 раз меньше земного. Но несмотря на сравнительно малую напряженность, магнитное поле Меркурия способно оказывать влияние на движение солнечного ветра. Из-за этого возникает так называемая магнитосфера, которая также отличается небольшими размерами.

Ученые считают, что магнитное поле сформировано из-за циркуляции веществ в жидком ядре планеты. Причем из-за близкого расположения Меркурия к Солнцу возникает очень сильный приливной эффект. Благодаря этому ядро планеты остается жидким, что необходимо для образования магнитного поля.

В 2003 году, после запуска на Меркурий спутника «Мессенджер», ученым стало известно, что из-за близкого расположения к Солнцу его ветер образует над поверхностью необычные эффекты. Солнечный ветер вызывает образование завихрений, которые представляют собой сплетенные узлы магнитного поля планеты. Они вытягиваются на расстояние в 800 км. Кроме того, были выявлены так называемые «окна», или зоны, появление которых обусловлено снижением напряженности поля

Как найти Меркурий на небе

Меркурий всегда виден яркой звездой. Фактически, он будет первой из звезд, которые можно обнаружить на ночном небе. Но чтобы увидеть Меркурий, необходим открытый, чистый и ясный горизонт, без светового загрязнения.

Чтобы увидеть эту планету, нужно смотреть на восток утром, до восхода, или на запад вечером, после захода Солнца. В первой половине дня Меркурий стоит искать в восточной части небе, но из-за очень близкого расстояния до Солнца, планета никогда не отходит далеко от светила.

Необходимо быстро сориентироваться, и начать его искать вскоре после захода или восхода Солнца. Важно запомнить, что планета всегда находится в пределах 28 градусов от светила.

В умеренных широтах северного полушария Меркурий можно обнаружить с января по апрель, для вечерних наблюдений, и с июля по октябрь — для утренних.

Для южного полушария эти сроки нужно поменять местами. Посмотрите примерно на десять градусов выше нашей звезды, за сорок пять минут до восхода. Меркурий будет яркой, белой точкой, хотя в вечернее время может выглядеть розовым.

Меркурий можно наблюдать невооруженным глазом, но гораздо интересней использовать небольшой телескоп. Планета видна как маленький диск размером от 5 до 15 угловых секунд в поперечнике. Диск показывает фазы, то есть виден в форме серпа, как Луна.

Общее наблюдение Меркурия в телескоп в целом не отличаются от наблюдений других планет, но требует отличного оборудования. Лучше использовать рефлектор. Увидеть фазы Меркурия можно в 80-мм телескоп с увеличением 100х.

Но разглядеть какие-то детали на поверхности, хотя бы пятна, гораздо труднее. Для этого надо иметь не только отличный телескоп, но и опыт. Лучше делать это с апертурой от 100 мм. Телескоп в 250 мм позволит потренироваться в поиске деталей не только по терминатору, но и по противоположной стороне.

Интересные факты

Частые вопросы

Видео-обзор научных фактов о планете Меркурий

Меркурий (планета)

У этого термина существуют и другие значения, см. Меркурий.

Меркурий  

Меркурий (снимок MESSENGER)
Орбитальные характеристики
Эпоха: J2000.0
Афелий	69 816 927 км 0,46669733 а. е.
Перигелий	46 001 210 км 0,30749909 а. е.
Большая полуось	57 909 068 км 0,38709821 а. е.
Орбитальный эксцентриситет	0,20530294
Сидерический период	87,969 дней[1]
Синодический период	115,88 дней
Орбитальная скорость	47,87 км/с
Средняя аномалия	174,795884°
Наклонение	3,38° (относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла	48,330541°
Аргумент перицентра	29,124279°
Число спутников	нет
Физические характеристики[2]
Сжатие	< 0,0006
Экваториальный радиус	2439,7 км
Средний радиус	2439,7 ± 1,0 км
Длина окружности	15329,1 км
Площадь поверхности	7,48×107 км² 0,147 Земных
Объём	6,08272×1010 км³ 0,056 Земных
Масса	3,3022×1023 кг 0,055 Земных
Средняя плотность	5,427 г/см³ 0,984 Земных
Ускорение свободного падения на экваторе	3,7 м/с² 0,38 g
Вторая космическая скорость	4,25 км/с
Скорость вращения (на экваторе)	10,892 км/ч
Период вращения	58,646 дней (1407,5 часов)
Наклон оси вращения	0,01°
Прямое восхождение на северном полюсе	18 ч 44 мин 2 с 281.01°
Склонение на северном полюсе	61,45°
Альбедо	0,119 (Бонд) 0,106 (геом. альбедо)
Температура поверхности мин сред макс 0°N, 0°W 90 К (-183 °C) 340 К (67 °C) 700 К[3] (427 °C) 85°N, 0°W 80 К (-193 °C) 200 К (-73 °C) 380 К (107 °C)
Атмосфера
Состав атмосферы	31,7 % калий 24,9 % натрий 9,5 %, А. кислород 7,0 % аргон 5,9 % гелий 5,6 %, М. кислород 5,2 % азот 3,6 % углекислый газ 3,4 % вода 3,2 % водород

Мерку́рий — самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы, обращается вокруг Солнца за 88 земных суток. Меркурий относится к внутренним планетам, так как его орбита проходит ближе к Солнцу, чем основной пояс астероидов. После лишения Плутона в 2006 году статуса планеты Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −2,0 до 5,5, но его нелегко заметить по причине очень маленького углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°). В высоких широтах планету никогда нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий всегда скрывается в утренней или вечерней заре. Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год).

Наблюдать Меркурий удобно в низких широтах и вблизи экватора: это связано с тем, что продолжительность сумерек там наименьшая. В средних широтах найти Меркурий гораздо труднее и только в период наилучших элонгаций, а в высоких широтах невозможно вообще.

О планете пока известно сравнительно немного. Аппарат Маринер-10, изучавший Меркурий в 1974—1975 годах, успел картографировать лишь 40—45 % поверхности. В январе 2008 года мимо Меркурия пролетела межпланетная станция MESSENGER, которая выйдет на орбиту вокруг планеты в 2011 году.

По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну, сильно кратерирован. У планеты нет естественных спутников, но есть очень разреженная атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля по своей совокупности составляющим 0,1 от земного.^[4] Ядро Меркурия составляет 70 процентов 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.

Несмотря на меньший радиус, Меркурий всё же превосходит по массе такие спутники планет-гигантов, как Ганимед и Титан.

Астрономический символ Меркурия представляет собой стилизованное изображение крылатого шлема бога Меркурия с его кадуцеем.

История и название

Самые древние свидетельства наблюдения Меркурия можно найти ещё в шумерских клинописных текстах, датируемых третьим тысячелетием до н. э. Планета названа в честь бога римского пантеона Меркурия, аналога греческого Гермеса и Вавилонского Набу. Древние греки времён Гесиода называли Меркурий «Στίλβων» (Стилбон, Блестящий). До V века до н. э. греки полагали, что Меркурий, видимый на вечернем и утреннем небе — два различных объекта. В Древней Индии Меркурий именовали Будда (बुध) и Рогинея. В китайском, японском, вьетнамском и корейском языках Меркурий называется Водяная звезда (水星) (в соответствии с представлениями о «Пяти элементах». На иврите название Меркурия звучит как «Коха́в Хама́» (כוכב חמה) («Солнечная планета»).

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 суток. Средняя скорость движения планеты по орбите 48 км/с.

В 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 суток. Наблюдения деталей на поверхности Меркурия, выполненные на пределе разрешающей способности, казалось, не противоречили этому. Данное заблуждение было связано с тем, что наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия повторяются через тройной синодический период, то есть 348 земных суток, что примерно равно шестикратному периоду вращения Меркурия (352 суток), поэтому в различное время наблюдался приблизительно один и тот же участок поверхности планеты. С другой стороны, некоторые астрономы полагали, что меркурианские сутки примерно равны земным. 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 и обращения Меркурия 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.^[5] 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.

Комбинация 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 скорость орбитального движения превышает 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 (Нав., X, 12-13). 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, именно Меркурий является бо́льшую часть времени ближайшей к Земле планетой, чем любая другая (поскольку другие отдаляются в большей степени, не будучи столь «привязанными» к Солнцу).

Физические характеристики

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 — 4,3 км/с.

Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также отсутствие атмосферы приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Средняя 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 сильно отражающего радиоволны вещества, наиболее вероятным кандидатом в которое является 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.

До недавнего времени предполагалось, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, содержащее 60 % массы планеты, окружённое силикатной оболочкой толщиной 500—600 км, 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.

Поверхность

Поверхность Меркурия во многом напоминает лунную — она усеяна множеством кратеров. 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 немецкого композитора Бетховена, его поперечник составляет 625 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 поверхность Меркурия уменьшилась на 1 %. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3—4 миллиардов 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 MESSENGER, было сфотографировано свыше 80 % поверхности Меркурия и выявлено, что она однородна, что отличает Меркурий от Луны или Марса, у которых одно полушарие резко отличается от другого.^[6]

Одна из самых заметных деталей поверхности Меркурия — Равнина Жары (лат. Caloris Planitia). Этот кратер получил своё название, потому что расположен вблизи одной из «горячих долгот». Его поперечник составляет около 1300 км. Вероятно, тело, при ударе которого образовался кратер, имело поперечник не менее 100 км. Удар был настолько сильным, что сейсмические волны, пройдя всю планету и сфокусировавшись в противоположной точке поверхности, привели к образованию здесь своеобразного пересечённого «хаотического» ландшафта.

Точка с самым высоким альбедо на поверхности Меркурия — это кратер Койпера диаметром 60 км. Вероятно, это один из наиболее «молодых» крупных кратеров на Меркурии.^[7]

Атмосфера и физические поля

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. Её составляют атомы, захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром с поверхности — гелий, натрий, кислород, калий, аргон, водород. Среднее время жизни определённого атома в атмосфере около 200 суток.

Меркурий обладает магнитным полем, напряжённость которого в 300 раз меньше напряжённости магнитного поля Земли. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 2 градуса отклоняется от оси вращения планеты, что налагает существенное ограничение на круг теорий, объясняющих его происхождение.^[6]

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 40 000 км. Первое изображение данной группой было получено в июне 2006 года на 3,7-метровом телескопе Военно-воздушных сил США на горе Халеакала (Гавайи, США), а затем использовали еще три меньших инструмента: один на Халеакала и два на обсерватории МакДональд (Техас, США). 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).^[8] Видимая длина хвоста для наблюдателя с Земли составляет порядка 3°.

Новые данные о хвосте Меркурия появились после второго и третьего пролета АМС MESSENGER в начале ноября 2009 года.^[9] На основе этих данных сотрудники НАСА смогли предложить модель образования данного явления.^[10]

Исследования

Меркурий — наименее изученная планета земной группы. Только два аппарата были направлены для его исследования. Первым был «Маринер-10», который в 1974—1975 годах трижды пролетел мимо Меркурия; максимальное сближение составляло 320 км. В результате было получено несколько тысяч снимков, охватывающих примерно 45 % поверхности планеты. Дальнейшие исследования с Земли показали возможность существования водяного льда в полярных кратерах.

В настоящее время НАСА осуществляет вторую миссию к Меркурию под названием MESSENGER. Аппарат был запущен 3 августа 2004 года, а в январе 2008 года аппарат впервые совершил пролёт мимо своей цели — Меркурия. Для выхода на орбиту вокруг планеты в 2011 году аппарат проделал ещё два гравитационных манёвра мимо Меркурия: в октябре 2008 года и в сентябре 2009 года. MESSENGER также выполнил один пролёт мимо Земли в 2005 году и два пролёта мимо Венеры: в октябре 2006 и в июне 2007 года, в ходе которых производил проверку оборудования.

Европейским космическим агентством (ESA) совместно с японским аэрокосмическим исследовательским агентством (JAXA) разрабатывается миссия BepiColombo, состоящая из двух космических аппаратов Mercury Planetary Orbiter (MPO) и Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Европейский аппарат MPO будет исследовать поверхность Меркурия и его глубины, в то время, как японский MMO будет наблюдать за магнитным полем и магнитосферой планеты. Запуск BepiColombo планируется на 2013 год, а в 2019 году он достигнет орбиты Меркурия, где и разделится на две составляющие.

Развитие электроники и информатики сделало возможным наземные наблюдения Меркурия с помощью приёмников излучения ПЗС и последующую компьютерную обработку снимков. Одним из первых серии наблюдений Меркурия с ПЗС-приёмниками осуществил в 1995—2002 годах Йохан Варелл в обсерватории на острове Ла Пальма на полуметровом солнечном телескопе. Варелл выбирал лучшие из снимков, не используя компьютерное сведе́ние. Сведение начали применять в Абастуманской астрофизической обсерватории к сериям фотографий Меркурия, полученным 3 ноября 2001 года, а также в обсерватории Скинакас Ираклионского университета к сериям от 1—2 мая 2002 года; для обработки результатов наблюдений применили метод корреляционного совмещения. Полученное разрешённое изображение планеты обладало сходством с фотомозаикой Маринера-10, очертания небольших образований размерами 150—200 км повторялись. Так была составлена карта Меркурия для долгот 210—350°^[11].

Меркурий в искусстве

• В научно-фантастическом рассказе Бориса Ляпунова «Ближайшие к Солнцу» (1956 г.) советские космонавты впервые высаживаются на Меркурий и Венеру для их изучения.
• В повести Айзека Азимова «Большое солнце Меркурия» (серия о Лакки Старре) действие происходит на Меркурии.
• В рассказах Айзека Азимова «Хоровод» (Runaround) и «Ночь, которая умирает» (The Dying Night), написанных соответственно в 1941 и 1956 годах, описывается Меркурий, повёрнутый к Солнцу одной стороной. При этом во втором рассказе на этом факте строится разгадка детективного сюжета.
• В научно-фантастическом романе Франсиса Карсака «Бегство Земли», наряду с основным сюжетом, описывается научная станция по изучению Солнца, расположенная на Северном полюсе Меркурия. Учёные живут на базе, расположенной в вечной тени глубоких кратеров, а наблюдения ведутся с постоянно освещённых светилом гигантских башен.
• В научно-фантастической повести Алана Нурса «Через Солнечную сторону» главные герои пересекают сторону Меркурия обращённую к Солнцу. Повесть написана в соответствии с научными взглядами своего времени, когда предполагалось, что Меркурий постоянно обращён к Солнцу одной стороной.
• В аниме-мультсериале «Сейлор Мун» планету олицетворяет девушка-воительница Сейлор Меркурий, она же Ами Мицуно. Ее атака заключается в силе воды и льда.
• В научно-фантастической повести Клиффорда Саймака «Однажды на Меркурии», основным полем действия является Меркурий, а энергетическая форма жизни на нем — шары, превосходит человечество на миллионы лет развития, давно пройдя стадию цивилизации.

Интересные факты

• Меркурий — самая быстрая планета в Солнечной системе, она движется по орбите вокруг Солнца со средней скоростью 47,87 км/с, что почти в 2 раза больше скорости движения Земли. Такая скорость и тот факт, что Меркурий расположен ближе к Солнцу, чем Земля, приводят к тому, что один год на Меркурии (время его полного оборота вокруг Солнца) составляет всего 87,99 дней.
• Меркурий — довольно сложный объект для наблюдения в высоких широтах Земли из-за того, что он всегда наблюдается в заре — утренней или вечерней — на фоне сумеречного неба, и довольно низко над горизонтом (особенно в северных широтах). Период его наилучшей видимости (элонгация) наступает несколько раз в году (продолжаясь около 10 дней). Даже в эти периоды увидеть Меркурий невооружённым глазом непросто (относительно неяркая звёздочка на довольно светлом фоне неба). Существует история о том, что Николай Коперник, наблюдавший астрономические объекты в условиях северных широт и туманного климата Прибалтики, сожалел, что за всю жизнь так и не увидел Меркурий. В низких же широтах Меркурий виден хорошо.
• На Меркурии не существует времён года в том смысле, который мы вкладываем в это понятие 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.^[12]
• Из всех планет, видных невооружённым глазом, только Меркурий никогда не имел собственного искусственного спутника. Выход АМС MESSENGER на орбиту Меркурия запланирован на 2011 год.
• Телескоп Хаббл никогда не использовался и не будет использован для наблюдения Меркурия. Конструкция телескопа не допускает наблюдения объектов, близких к Солнцу, при попытке сделать это аппаратура будет необратимо повреждена.^[13]

Примечания

См. также

• Список кратеров на Меркурии

Литература

• Бронштэн В. Меркурий — ближайший к Солнцу // Аксёнова М. Д. Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия — М.: Аванта+, 1997. — С. 512—515. — ISBN 5-89501-008-3
• Ксанфомалити Л. В. Неизвестный Меркурий // В мире науки. — 2008. — № 2.

Ссылки

• Тайны и загадки Меркурия
• Статья в журнале «Вокруг света»
• Сайт о миссии MESSENGER(англ.)
  • Фотографии Меркурия, сделанные Мессенджером(англ.)
• Раздел о миссии BepiColombo(англ.) на сайте JAXA
• О расплавленном ядре Меркурия
• А. Левин. Железная планета Популярная механика № 7, 2008
• «Самый близкий» Лента.ру, 5 октября 2009, фотографии Меркурия, сделанные «Мессенджером»
• «Опубликованы новые снимки Меркурия» Лента.ру, 4 ноября 2009, о сближении в ночь с 29 на 30 сентября 2009 года Мессенджера и Меркурия
• «Mercury: Facts & Figures» NASA. Сводные физические характеристики планеты.

Исследование Меркурия космическими аппаратами
Пролётная траектория	Маринер-10 • MESSENGER
Планируемые миссии	BepiColombo (2013)
См. также	Колонизация Меркурия

Солнечная система
Солнце
планеты и карликовые планеты: Меркурий · Венера · Земля · Марс · Церера · Юпитер · Сатурн · Уран · Нептун · Плутон · Хаумеа · Макемаке · Эрида
их спутники/кольца: Земли · Марса · Юпитера/∅ · Сатурна/∅ · Урана/∅ · Нептуна/∅ · Плутона · Хаумеа · Эриды
малые тела: метеороиды · астероиды/их спутники (околоземные · основного пояса · троянцы · кентавры) · транснептуновые (ПК · РД) · дамоклоиды · кометы (ОО)
См. также: астрономические объекты и Портал:Астрономия

«First planet» redirects here. For other systems of numbering planets, see Planet § History.

Mercury

Mercury in true color (by MESSENGER in 2008)
Designations
Pronunciation	(listen)
Adjectives	Mercurian ,[1] Mercurial [2]
Symbol
Orbital characteristics[3]
Epoch J2000
Aphelion	0.466697 AU 69,816,900 km
Perihelion	0.307499 AU 46,001,200 km
Semi-major axis	0.387098 AU 57,909,050 km
Eccentricity	0.205630[4]
Orbital period (sidereal)	87.9691 d 0.240846 yr 0.5 Mercury synodic days
Orbital period (synodic)	115.88 d[4]
Average orbital speed	47.36 km/s[4]
Mean anomaly	174.796°
Inclination	7.005° to ecliptic 3.38° to Sun’s equator 6.35° to invariable plane[5]
Longitude of ascending node	48.331°
Argument of perihelion	29.124°
Satellites	None
Physical characteristics
Mean diameter	4880 km
Mean radius	2,439.7±1.0 km[6][7] 0.3829 Earths
Flattening	0.0009[4]
Surface area	7.48×107 km2[6] 0.147 Earths
Volume	6.083×1010 km3[6] 0.056 Earths
Mass	3.3011×1023 kg[8] 0.055 Earths
Mean density	5.427 g/cm3[6]
Surface gravity	3.7 m/s2 0.38 g[6]
Moment of inertia factor	0.346±0.014[9]
Escape velocity	4.25 km/s[6]
Synodic rotation period	176 d[10]
Sidereal rotation period	58.646 d 1407.5 h[6]
Equatorial rotation velocity	10.892 km/h (3.026 m/s)
Axial tilt	2.04′ ± 0.08′ (to orbit)[9] (0.034°)[4]
North pole right ascension	18h 44m 2s 281.01°[4]
North pole declination	61.45°[4]
Albedo	0.088 (Bond)[11] 0.142 (geom.)[12]
Temperature	437 K (164 °C) (blackbody temperature)[13]
Surface temp. min mean max 0°N, 0°W [14] −173 °C 67 °C 427 °C 85°N, 0°W[14] −193 °C −73 °C 106.85 °C
Apparent magnitude	−2.48 to +7.25[15]
Angular diameter	4.5–13″[4]
Atmosphere[4][16][17]
Surface pressure	trace (≲ 0.5 nPa)
Composition by volume	atomic oxygen sodium magnesium atomic hydrogen potassium calcium helium Trace amounts of iron, aluminium, argon, dinitrogen, dioxygen, carbon dioxide, water vapor, xenon, krypton, and neon

Mercury is the first planet from the Sun and the smallest planet in the Solar System. It is a terrestrial planet with a heavily cratered surface due to the planet having no geological activity and an extremely tenuous atmosphere (called an exosphere). Despite being the smallest planet in the Solar System with a mean diameter of 4,880 km (3,030 mi), 38% of that of Earth’s, Mercury is dense enough to have roughly the same surface gravity as Mars. Mercury has a dynamic magnetic field with a strength about 1% of that of Earth’s and has no natural satellites.

According to current theories, Mercury may have a solid silicate crust and mantle overlying a solid outer core, a deeper liquid core layer, and a solid inner core. Having almost no atmosphere to retain heat, Mercury has surface temperatures that change wildly during the day, ranging from 100 K (−173 °C; −280 °F) at night to 700 K (427 °C; 800 °F) during sunlight across the equator regions.^[18] At Mercury’s poles though, there are large reservoirs of water ices that are never exposed to direct sunlight, which has an estimated mass of about 0.025–0.25% the Antarctic ice sheet.^[19] There are many competing hypothesis about Mercury’s origins and development, some of which incorporate collision with planetesimal and rock vaporization.

Because Mercury is very close to the Sun, the intensity of sunlight on its surface is between 4.59 and 10.61 times the solar constant (amount of the Sun’s energy received at 1 astronomical unit, which is roughly the distance between Earth and the Sun). Mercury orbits the Sun in a 3:2 spin–orbit resonance, meaning that relative to the background stars, it rotates on its axis exactly three times for every two revolutions it makes around the Sun.^[a][20] Counterintuitively, due to Mercury’s slow rotation, an observer on the planet would see only one Mercurian solar day (176 Earth days) every two Mercurian solar years (88 Earth days each).^[4] Mercury’s axis has the smallest tilt of any of the Solar System’s planets (about 1⁄30 of a degree), and its orbital eccentricity is the largest of all known planets in the Solar System.^[b]

Like Venus, Mercury orbits the Sun within Earth’s orbit, making it appear in Earth’s sky only as a «morning star» or «evening star» that’s relatively close to the Sun. In English, it is named after the Roman god Mercurius (Mercury), god of commerce, communication and the messenger of gods. Mercury is the most difficult planet to reach from Earth because it requires the greatest change in spacecraft’s velocity. Only two spacecraft have visited Mercury as of 2023: Mariner 10 flew by in 1974 and 1975, and MESSENGER launched in 2004 and orbited Mercury over 4,000 times in four years. The BepiColombo spacecraft is planned to arrive at Mercury in 2025.

Nomenclature

The ancients knew Mercury by different names depending on whether it was an evening star or a morning star. By about 350 BC, the ancient Greeks had realized the two stars were one.^[21] They knew the planet as Στίλβων Stilbōn, meaning «twinkling», and Ἑρμής Hermēs, for its fleeting motion,^[22] a name that is retained in modern Greek (Ερμής Ermis).^[23] The Romans named the planet after the swift-footed Roman messenger god, Mercury (Latin Mercurius), which they equated with the Greek Hermes, because it moves across the sky faster than any other planet.^[21][24] The astronomical symbol for Mercury is a stylized version of Hermes’ caduceus; a Christian cross was added in the 16th century: .^[25][26]

Physical characteristics

Mercury is one of four terrestrial planets in the Solar System, and is a rocky body like Earth. It is the smallest planet in the Solar System, with an equatorial radius of 2,439.7 kilometres (1,516.0 mi).^[4] Mercury is also smaller—albeit more massive—than the largest natural satellites in the Solar System, Ganymede and Titan. Mercury consists of approximately 70% metallic and 30% silicate material.^[27]

Internal structure

Mercury appears to have a solid silicate crust and mantle overlying a solid, iron sulfide outer core layer, a deeper liquid core layer, and a solid inner core.^[28][29] The planet’s density is the second highest in the Solar System at 5.427 g/cm³, only slightly less than Earth’s density of 5.515 g/cm³.^[4] If the effect of gravitational compression were to be factored out from both planets, the materials of which Mercury is made would be denser than those of Earth, with an uncompressed density of 5.3 g/cm³ versus Earth’s 4.4 g/cm³.^[30] Mercury’s density can be used to infer details of its inner structure. Although Earth’s high density results appreciably from gravitational compression, particularly at the core, Mercury is much smaller and its inner regions are not as compressed. Therefore, for it to have such a high density, its core must be large and rich in iron.^[31]

The radius of Mercury’s core is estimated to be 2,020 ± 30 km (1,255 ± 19 mi), based on interior models constrained to be consistent with the value of the moment of inertia factor given in the infobox.^[9][32] Hence, Mercury’s core occupies about 57% of its volume; for Earth this proportion is 17%. Research published in 2007 suggests that Mercury has a molten core.^[33][34] Surrounding the core is a 500–700 km (310–430 mi) mantle consisting of silicates.^[35][36] Based on data from the Mariner 10 and MESSENGER missions, in addition to Earth-based observation, Mercury’s crust is estimated to be 35 km (22 mi) thick.^[37][38] However, this model may be an overestimate and the crust could be 26 ± 11 km (16.2 ± 6.8 mi) thick based on an Airy isostacy model.^[39] One distinctive feature of Mercury’s surface is the presence of numerous narrow ridges, extending up to several hundred kilometers in length. It is thought that these were formed as Mercury’s core and mantle cooled and contracted at a time when the crust had already solidified.^[40][41][42]

Mercury’s core has a higher iron content than that of any other major planet in the Solar System, and several theories have been proposed to explain this. The most widely accepted theory is that Mercury originally had a metal–silicate ratio similar to common chondrite meteorites, thought to be typical of the Solar System’s rocky matter, and a mass approximately 2.25 times its current mass.^[43] Early in the Solar System’s history, Mercury may have been struck by a planetesimal of approximately 1/6 Mercury’s mass and several thousand kilometers across.^[43] The impact would have stripped away much of the original crust and mantle, leaving the core behind as a relatively major component.^[43] A similar process, known as the giant impact hypothesis, has been proposed to explain the formation of the Moon.^[43]

Alternatively, Mercury may have formed from the solar nebula before the Sun’s energy output had stabilized. It would initially have had twice its present mass, but as the protosun contracted, temperatures near Mercury could have been between 2,500 and 3,500 K and possibly even as high as 10,000 K.^[44] Much of Mercury’s surface rock could have been vaporized at such temperatures, forming an atmosphere of «rock vapor» that could have been carried away by the solar wind.^[44] A third hypothesis proposes that the solar nebula caused drag on the particles from which Mercury was accreting, which meant that lighter particles were lost from the accreting material and not gathered by Mercury.^[45]

Each hypothesis predicts a different surface composition, and two space missions have been tasked with making observations of this composition. The first MESSENGER, which ended in 2015, found higher-than-expected potassium and sulfur levels on the surface, suggesting that the giant impact hypothesis and vaporization of the crust and mantle did not occur because said potassium and sulfur would have been driven off by the extreme heat of these events.^[46] BepiColombo, which will arrive at Mercury in 2025, will make observations to test these hypotheses.^[47] The findings so far would seem to favor the third hypothesis; however, further analysis of the data is needed.^[48]

Surface geology

Mercury’s surface is similar in appearance to that of the Moon, showing extensive mare-like plains and heavy cratering, indicating that it has been geologically inactive for billions of years. It is more heterogeneous than the surface of Mars or the Moon, both of which contain significant stretches of similar geology, such as maria and plateaus.^[49] Albedo features are areas of markedly different reflectivity, which include impact craters, the resulting ejecta, and ray systems. Larger albedo features correspond to higher reflectivity plains.^[50] Mercury has dorsa (also called «wrinkle-ridges»), Moon-like highlands, montes (mountains), planitiae (plains), rupes (escarpments), and valles (valleys).^[51][52]

The planet’s mantle is chemically heterogeneous, suggesting the planet went through a magma ocean phase early in its history. Crystallization of minerals and convective overturn resulted in layered, chemically heterogeneous crust with large-scale variations in chemical composition observed on the surface. The crust is low in iron but high in sulfur, resulting from the stronger early chemically reducing conditions than is found in the other terrestrial planets. The surface is dominated by iron-poor pyroxene and olivine, as represented by enstatite and forsterite, respectively, along with sodium-rich plagioclase and minerals of mixed magnesium, calcium, and iron-sulfide. The less reflective regions of the crust are high in carbon, most likely in the form of graphite.^[53]

Names for features on Mercury come from a variety of sources. Names coming from people are limited to the deceased. Craters are named for artists, musicians, painters, and authors who have made outstanding or fundamental contributions to their field. Ridges, or dorsa, are named for scientists who have contributed to the study of Mercury. Depressions or fossae are named for works of architecture. Montes are named for the word «hot» in a variety of languages. Plains or planitiae are named for Mercury in various languages. Escarpments or rupēs are named for ships of scientific expeditions. Valleys or valles are named for abandoned cities, towns, or settlements of antiquity.^[54]

Impact basins and craters

Mercury was heavily bombarded by comets and asteroids during and shortly following its formation 4.6 billion years ago, as well as during a possibly separate subsequent episode called the Late Heavy Bombardment that ended 3.8 billion years ago.^[55] Mercury received impacts over its entire surface during this period of intense crater formation,^[52] facilitated by the lack of any atmosphere to slow impactors down.^[56] During this time Mercury was volcanically active; basins were filled by magma, producing smooth plains similar to the maria found on the Moon.^[57][58] One of the most unusual craters is Apollodorus, or «the Spider», which hosts a serious of radiating troughs extending outwards from its impact site.^[59]

Craters on Mercury range in diameter from small bowl-shaped cavities to multi-ringed impact basins hundreds of kilometers across. They appear in all states of degradation, from relatively fresh rayed craters to highly degraded crater remnants. Mercurian craters differ subtly from lunar craters in that the area blanketed by their ejecta is much smaller, a consequence of Mercury’s stronger surface gravity.^[60] According to International Astronomical Union rules, each new crater must be named after an artist who was famous for more than fifty years, and dead for more than three years, before the date the crater is named.^[61]

The largest known crater is Caloris Planitia, or Caloris Basin, with a diameter of 1,550 km.^[62] The impact that created the Caloris Basin was so powerful that it caused lava eruptions and left a concentric mountainous ring ~2 km tall surrounding the impact crater. The floor of the Caloris Basin is filled by a geologically distinct flat plain, broken up by ridges and fractures in a roughly polygonal pattern. It is not clear whether they are volcanic lava flows induced by the impact or a large sheet of impact melt.^[60]

At the antipode of the Caloris Basin is a large region of unusual, hilly terrain known as the «Weird Terrain». One hypothesis for its origin is that shock waves generated during the Caloris impact traveled around Mercury, converging at the basin’s antipode (180 degrees away). The resulting high stresses fractured the surface.^[63] Alternatively, it has been suggested that this terrain formed as a result of the convergence of ejecta at this basin’s antipode.^[64]

Overall, 46 impact basins have been identified.^[65] A notable basin is the 400 km wide, multi-ring Tolstoj Basin that has an ejecta blanket extending up to 500 km from its rim and a floor that has been filled by smooth plains materials. Beethoven Basin has a similar-sized ejecta blanket and a 625 km diameter rim.^[60] Like the Moon, the surface of Mercury has likely incurred the effects of space weathering processes, including solar wind and micrometeorite impacts.^[66]

Plains

There are two geologically distinct plains regions on Mercury.^[60][67] Gently rolling, hilly plains in the regions between craters are Mercury’s oldest visible surfaces,^[60] predating the heavily cratered terrain. These inter-crater plains appear to have obliterated many earlier craters, and show a general paucity of smaller craters below about 30 km in diameter.^[67]

Smooth plains are widespread flat areas that fill depressions of various sizes and bear a strong resemblance to the lunar maria. Unlike lunar maria, the smooth plains of Mercury have the same albedo as the older inter-crater plains. Despite a lack of unequivocally volcanic characteristics, the localisation and rounded, lobate shape of these plains strongly support volcanic origins.^[60] All the smooth plains of Mercury formed significantly later than the Caloris basin, as evidenced by appreciably smaller crater densities than on the Caloris ejecta blanket.^[60]

Compressional features

One unusual feature of Mercury’s surface is the numerous compression folds, or rupes, that crisscross the plains. These also exist on the moon, but are much more prominent on Mercury.^[68] As Mercury’s interior cooled, it contracted and its surface began to deform, creating wrinkle ridges and lobate scarps associated with thrust faults. The scarps can reach lengths of 1000 km and heights of 3 km.^[69] These compressional features can be seen on top of other features, such as craters and smooth plains, indicating they are more recent.^[70] Mapping of the features has suggested a total shrinkage of Mercury’s radius in the range of ~1 to 7 km.^[71] Most activity along the major thrust systems probably ended about 3.6–3.7 billion years ago.^[72] Small-scale thrust fault scarps have been found, tens of meters in height and with lengths in the range of a few km, that appear to be less than 50 million years old, indicating that compression of the interior and consequent surface geological activity continue to the present.^[69][71]

Volcanism

There is evidence for pyroclastic flows on Mercury from low-profile shield volcanoes.^[73][74][75] 51 pyroclastic deposits have been identified,^[76] where 90% of them are found within impact craters.^[76] A study of the degradation state of the impact craters that host pyroclastic deposits suggests that pyroclastic activity occurred on Mercury over a prolonged interval.^[76]

A «rimless depression» inside the southwest rim of the Caloris Basin consists of at least nine overlapping volcanic vents, each individually up to 8 km in diameter. It is thus a «compound volcano».^[77] The vent floors are at least 1 km below their brinks and they bear a closer resemblance to volcanic craters sculpted by explosive eruptions or modified by collapse into void spaces created by magma withdrawal back down into a conduit.^[77] Scientists could not quantify the age of the volcanic complex system but reported that it could be on the order of a billion years.^[77]

Surface conditions and exosphere

The surface temperature of Mercury ranges from 100 to 700 K (−173 to 427 °C; −280 to 800 °F)^[18] at the most extreme places: 0°N, 0°W, or 180°W. It never rises above 180 K at the poles,^[14] due to the absence of an atmosphere and a steep temperature gradient between the equator and the poles. The subsolar point reaches about 700 K during perihelion (0°W or 180°W), but only 550 K at aphelion (90° or 270°W).^[79]
On the dark side of the planet, temperatures average 110 K.^[14][80]
The intensity of sunlight on Mercury’s surface ranges between 4.59 and 10.61 times the solar constant (1,370 W·m⁻²).^[81]

Although the daylight temperature at the surface of Mercury is generally extremely high, observations strongly suggest that ice (frozen water) exists on Mercury. The floors of deep craters at the poles are never exposed to direct sunlight, and temperatures there remain below 102 K, far lower than the global average.^[82] This creates a cold trap where ice can accumulate. Water ice strongly reflects radar, and observations by the 70-meter Goldstone Solar System Radar and the VLA in the early 1990s revealed that there are patches of high radar reflection near the poles.^[83] Although ice was not the only possible cause of these reflective regions, astronomers think it was the most likely.^[84]

The icy regions are estimated to contain about 10¹⁴–10¹⁵ kg of ice,^[19] and may be covered by a layer of regolith that inhibits sublimation.^[85] By comparison, the Antarctic ice sheet on Earth has a mass of about 4×10¹⁸ kg, and Mars’s south polar cap contains about 10¹⁶ kg of water.^[19] The origin of the ice on Mercury is not yet known, but the two most likely sources are from outgassing of water from the planet’s interior or deposition by impacts of comets.^[19]

Mercury is too small and hot for its gravity to retain any significant atmosphere over long periods of time; it does have a tenuous surface-bounded exosphere^[86] containing hydrogen, helium, oxygen, sodium, calcium, potassium and others^[16][17] at a surface pressure of less than approximately 0.5 nPa (0.005 picobars).^[4] This exosphere is not stable—atoms are continuously lost and replenished from a variety of sources. Hydrogen atoms and helium atoms probably come from the solar wind, diffusing into Mercury’s magnetosphere before later escaping back into space. Radioactive decay of elements within Mercury’s crust is another source of helium, as well as sodium and potassium. MESSENGER found high proportions of calcium, helium, hydroxide, magnesium, oxygen, potassium, silicon and sodium. Water vapor is present, released by a combination of processes such as: comets striking its surface, sputtering creating water out of hydrogen from the solar wind and oxygen from rock, and sublimation from reservoirs of water ice in the permanently shadowed polar craters. The detection of high amounts of water-related ions like O⁺, OH⁻, and H₃O⁺ was a surprise.^[87][88] Because of the quantities of these ions that were detected in Mercury’s space environment, scientists surmise that these molecules were blasted from the surface or exosphere by the solar wind.^[89][90]

Sodium, potassium and calcium were discovered in the atmosphere during the 1980–1990s, and are thought to result primarily from the vaporization of surface rock struck by micrometeorite impacts^[91] including presently from Comet Encke.^[92] In 2008, magnesium was discovered by MESSENGER.^[93] Studies indicate that, at times, sodium emissions are localized at points that correspond to the planet’s magnetic poles. This would indicate an interaction between the magnetosphere and the planet’s surface.^[94]

On November 29, 2012, NASA confirmed that images from MESSENGER had detected that craters at the north pole contained water ice. MESSENGER‘s principal investigator Sean Solomon is quoted in The New York Times estimating the volume of the ice to be large enough to «encase Washington, D.C., in a frozen block two and a half miles deep».^[78]

According to NASA, Mercury is not a suitable planet for Earth-like life. It has a surface boundary exosphere instead of a layered atmosphere, extreme temperatures, and high solar radiation. It is unlikely that any living beings can withstand those conditions.^[95] Some parts of the subsurface of Mercury may have been habitable, and perhaps life forms, albeit likely primitive microorganisms, may have existed on the planet.^[96][97][98]

Magnetic field and magnetosphere

Despite its small size and slow 59-day-long rotation, Mercury has a significant, and apparently global, magnetic field. According to measurements taken by Mariner 10, it is about 1.1% the strength of Earth’s. The magnetic-field strength at Mercury’s equator is about 300 nT.^[99][100] Like that of Earth, Mercury’s magnetic field is dipolar.^[94] Unlike Earth’s, Mercury’s poles are nearly aligned with the planet’s spin axis.^[101] Measurements from both the Mariner 10 and MESSENGER space probes have indicated that the strength and shape of the magnetic field are stable.^[101]

It is likely that this magnetic field is generated by a dynamo effect, in a manner similar to the magnetic field of Earth.^[102][103] This dynamo effect would result from the circulation of the planet’s iron-rich liquid core. Particularly strong tidal heating effects caused by the planet’s high orbital eccentricity would serve to keep part of the core in the liquid state necessary for this dynamo effect.^[35][104]

Mercury’s magnetic field is strong enough to deflect the solar wind around the planet, creating a magnetosphere. The planet’s magnetosphere, though small enough to fit within Earth,^[94] is strong enough to trap solar wind plasma. This contributes to the space weathering of the planet’s surface.^[101] Observations taken by the Mariner 10 spacecraft detected this low energy plasma in the magnetosphere of the planet’s nightside. Bursts of energetic particles in the planet’s magnetotail indicate a dynamic quality to the planet’s magnetosphere.^[94]

During its second flyby of the planet on October 6, 2008, MESSENGER discovered that Mercury’s magnetic field can be extremely «leaky». The spacecraft encountered magnetic «tornadoes» – twisted bundles of magnetic fields connecting the planetary magnetic field to interplanetary space – that were up to 800 km wide or a third of the radius of the planet. These twisted magnetic flux tubes, technically known as flux transfer events, form open windows in the planet’s magnetic shield through which the solar wind may enter and directly impact Mercury’s surface via magnetic reconnection^[105] This also occurs in Earth’s magnetic field. The MESSENGER observations showed the reconnection rate is ten times higher at Mercury, but its proximity to the Sun only accounts for about a third of the reconnection rate observed by MESSENGER.^[105]

Orbit, rotation, and longitude

Mercury has the most eccentric orbit of all the planets in the Solar System; its eccentricity is 0.21 with its distance from the Sun ranging from 46,000,000 to 70,000,000 km (29,000,000 to 43,000,000 mi). It takes 87.969 Earth days to complete an orbit. The diagram illustrates the effects of the eccentricity, showing Mercury’s orbit overlaid with a circular orbit having the same semi-major axis. Mercury’s higher velocity when it is near perihelion is clear from the greater distance it covers in each 5-day interval. In the diagram, the varying distance of Mercury to the Sun is represented by the size of the planet, which is inversely proportional to Mercury’s distance from the Sun. This varying distance to the Sun leads to Mercury’s surface being flexed by tidal bulges raised by the Sun that are about 17 times stronger than the Moon’s on Earth.^[106] Combined with a 3:2 spin–orbit resonance of the planet’s rotation around its axis, it also results in complex variations of the surface temperature.^[27]
The resonance makes a single solar day (the length between two meridian transits of the Sun) on Mercury last exactly two Mercury years, or about 176 Earth days.^[107]

Mercury’s orbit is inclined by 7 degrees to the plane of Earth’s orbit (the ecliptic), the largest of all eight known solar planets.^[108] As a result, transits of Mercury across the face of the Sun can only occur when the planet is crossing the plane of the ecliptic at the time it lies between Earth and the Sun, which is in May or November. This occurs about every seven years on average.^[109]

Mercury’s axial tilt is almost zero,^[110] with the best measured value as low as 0.027 degrees.^[111] This is significantly smaller than that of Jupiter, which has the second smallest axial tilt of all planets at 3.1 degrees. This means that to an observer at Mercury’s poles, the center of the Sun never rises more than 2.1 arcminutes above the horizon.^[111]

At certain points on Mercury’s surface, an observer would be able to see the Sun peek up a little more than two-thirds of the way over the horizon, then reverse and set before rising again, all within the same Mercurian day.^[c] This is because approximately four Earth days before perihelion, Mercury’s angular orbital velocity equals its angular rotational velocity so that the Sun’s apparent motion ceases; closer to perihelion, Mercury’s angular orbital velocity then exceeds the angular rotational velocity. Thus, to a hypothetical observer on Mercury, the Sun appears to move in a retrograde direction. Four Earth days after perihelion, the Sun’s normal apparent motion resumes.^[27] A similar effect would have occurred if Mercury had been in synchronous rotation: the alternating gain and loss of rotation over revolution would have caused a libration of 23.65° in longitude.^[112]

For the same reason, there are two points on Mercury’s equator, 180 degrees apart in longitude, at either of which, around perihelion in alternate Mercurian years (once a Mercurian day), the Sun passes overhead, then reverses its apparent motion and passes overhead again, then reverses a second time and passes overhead a third time, taking a total of about 16 Earth-days for this entire process. In the other alternate Mercurian years, the same thing happens at the other of these two points. The amplitude of the retrograde motion is small, so the overall effect is that, for two or three weeks, the Sun is almost stationary overhead, and is at its most brilliant because Mercury is at perihelion, its closest to the Sun. This prolonged exposure to the Sun at its brightest makes these two points the hottest places on Mercury. Maximum temperature occurs when the Sun is at an angle of about 25 degrees past noon due to diurnal temperature lag, at 0.4 Mercury days and 0.8 Mercury years past sunrise.^[113] Conversely, there are two other points on the equator, 90 degrees of longitude apart from the first ones, where the Sun passes overhead only when the planet is at aphelion in alternate years, when the apparent motion of the Sun in Mercury’s sky is relatively rapid. These points, which are the ones on the equator where the apparent retrograde motion of the Sun happens when it is crossing the horizon as described in the preceding paragraph, receive much less solar heat than the first ones described above.^[114]

Mercury attains inferior conjunction (nearest approach to Earth) every 116 Earth days on average,^[4] but this interval can range from 105 days to 129 days due to the planet’s eccentric orbit. Mercury can come as near as 82,200,000 km (0.549 astronomical units; 51.1 million miles) to Earth, and that is slowly declining: The next approach to within 82,100,000 km (51 million mi) is in 2679, and to within 82,000,000 km (51 million mi) in 4487, but it will not be closer to Earth than 80,000,000 km (50 million mi) until 28,622.^[115] Its period of retrograde motion as seen from Earth can vary from 8 to 15 days on either side of inferior conjunction. This large range arises from the planet’s high orbital eccentricity.^[27] Essentially because Mercury is closest to the Sun, when taking an average over time, Mercury is most often the closest planet to the Earth,^[116][117] and—in that measure—it is the closest planet to each of the other planets in the Solar System.^{[118][119][120][d]}

Longitude convention

The longitude convention for Mercury puts the zero of longitude at one of the two hottest points on the surface, as described above. However, when this area was first visited, by Mariner 10, this zero meridian was in darkness, so it was impossible to select a feature on the surface to define the exact position of the meridian. Therefore, a small crater further west was chosen, called Hun Kal, which provides the exact reference point for measuring longitude.^[121][122] The center of Hun Kal defines the 20° west meridian. A 1970 International Astronomical Union resolution suggests that longitudes be measured positively in the westerly direction on Mercury.^[123] The two hottest places on the equator are therefore at longitudes 0° W and 180° W, and the coolest points on the equator are at longitudes 90° W and 270° W. However, the MESSENGER project uses an east-positive convention.^[124]

Spin-orbit resonance

For many years it was thought that Mercury was synchronously tidally locked with the Sun, rotating once for each orbit and always keeping the same face directed towards the Sun, in the same way that the same side of the Moon always faces Earth. Radar observations in 1965 proved that the planet has a 3:2 spin-orbit resonance, rotating three times for every two revolutions around the Sun. The eccentricity of Mercury’s orbit makes this resonance stable—at perihelion, when the solar tide is strongest, the Sun is nearly still in Mercury’s sky.^[125]

The rare 3:2 resonant tidal locking is stabilized by the variance of the tidal force along Mercury’s eccentric orbit, acting on a permanent dipole component of Mercury’s mass distribution.^[126] In a circular orbit there is no such variance, so the only resonance stabilized in such an orbit is at 1:1 (e.g., Earth–Moon), when the tidal force, stretching a body along the «center-body» line, exerts a torque that aligns the body’s axis of least inertia (the «longest» axis, and the axis of the aforementioned dipole) to point always at the center. However, with noticeable eccentricity, like that of Mercury’s orbit, the tidal force has a maximum at perihelion and therefore stabilizes resonances, like 3:2, ensuring that the planet points its axis of least inertia roughly at the Sun when passing through perihelion.^[126]

The original reason astronomers thought it was synchronously locked was that, whenever Mercury was best placed for observation, it was always nearly at the same point in its 3:2 resonance, hence showing the same face. This is because, coincidentally, Mercury’s rotation period is almost exactly half of its synodic period with respect to Earth. Due to Mercury’s 3:2 spin-orbit resonance, a solar day lasts about 176 Earth days.^[27] A sidereal day (the period of rotation) lasts about 58.7 Earth days.^[27]

Simulations indicate that the orbital eccentricity of Mercury varies chaotically from nearly zero (circular) to more than 0.45 over millions of years due to perturbations from the other planets.^[27][127]
This was thought to explain Mercury’s 3:2 spin-orbit resonance (rather than the more usual 1:1), because this state is more likely to arise during a period of high eccentricity.^[128]
However, accurate modeling based on a realistic model of tidal response has demonstrated that Mercury was captured into the 3:2 spin-orbit state at a very early stage of its history, within 20 (more likely, 10) million years after its formation.^[129]

Numerical simulations show that a future secular orbital resonant perihelion interaction with Jupiter may cause the eccentricity of Mercury’s orbit to increase to the point where there is a 1% chance that the orbit will be destabilized in the next five billion years. If this happens, Mercury may fall into the Sun, collide with Venus, be ejected from the Solar System, or even disrupt the rest of the inner Solar System.^[130][131]

Advance of perihelion

In 1859, the French mathematician and astronomer Urbain Le Verrier reported that the slow precession of Mercury’s orbit around the Sun could not be completely explained by Newtonian mechanics and perturbations by the known planets. He suggested, among possible explanations, that another planet (or perhaps instead a series of smaller «corpuscules») might exist in an orbit even closer to the Sun than that of Mercury, to account for this perturbation.^[132] (Other explanations considered included a slight oblateness of the Sun.) The success of the search for Neptune based on its perturbations of the orbit of Uranus led astronomers to place faith in this possible explanation, and the hypothetical planet was named Vulcan, but no such planet was ever found.^[133]

The observed perihelion precession of Mercury is 5,600 arcseconds (1.5556°) per century relative to Earth, or 574.10±0.65 arcseconds per century^[134] relative to the inertial ICRF. Newtonian mechanics, taking into account all the effects from the other planets (included 0.0254 arcsecond per century due to the «flatteness» of the Sun), predicts a precession of 5,557 arcseconds (1.5436°) per century relative to Earth, or 531.63±0.69 arcseconds per century relative to ICRF.^[134] In the early 20th century, Albert Einstein’s general theory of relativity provided the explanation for the observed precession, by formalizing gravitation as being mediated by the curvature of spacetime. The effect is small: just 42.980±0.001 arcseconds per century (or 0.43 arcsecond per year, or 0.1035 arcsecond per orbital period) for Mercury; it therefore requires a little over 12.5 million orbits, or 3 million years, for a full excess turn. Similar, but much smaller, effects exist for other Solar System bodies: 8.6247 arcseconds per century for Venus, 3.8387 for Earth, 1.351 for Mars, and 10.05 for 1566 Icarus.^[135][136]

Observation

Mercury’s apparent magnitude is calculated to vary between −2.48 (brighter than Sirius) around superior conjunction and +7.25 (below the limit of naked-eye visibility) around inferior conjunction.^[15] The mean apparent magnitude is 0.23 while the standard deviation of 1.78 is the largest of any planet. The mean apparent magnitude at superior conjunction is −1.89 while that at inferior conjunction is +5.93.^[15] Observation of Mercury is complicated by its proximity to the Sun, as it is lost in the Sun’s glare for much of the time. Mercury can be observed for only a brief period during either morning or evening twilight.^[137]

But in some cases Mercury can better be observed in daylight with a telescope when the position is known because it is higher in the sky and less atmospheric effects affect the view of the planet. When proper safety precautions are taken to prevent inadvertently pointing the telescope at the Sun (and thus blinding the user), Mercury can be viewed as close as 4° to the Sun when near superior conjunction when it is almost at its brightest.

Mercury can, like several other planets and the brightest stars, be seen during a total solar eclipse.^[138]

Like the Moon and Venus, Mercury exhibits phases as seen from Earth. It is «new» at inferior conjunction and «full» at superior conjunction. The planet is rendered invisible from Earth on both of these occasions because of its being obscured by the Sun,^[137] except its new phase during a transit.

Mercury is technically brightest as seen from Earth when it is at a full phase. Although Mercury is farthest from Earth when it is full, the greater illuminated area that is visible and the opposition brightness surge more than compensates for the distance.^[139] The opposite is true for Venus, which appears brightest when it is a crescent, because it is much closer to Earth than when gibbous.^[139][140]

Nonetheless, the brightest (full phase) appearance of Mercury is an essentially impossible time for practical observation, because of the extreme proximity of the Sun. Mercury is best observed at the first and last quarter, although they are phases of lesser brightness. The first and last quarter phases occur at greatest elongation east and west of the Sun, respectively. At both of these times Mercury’s separation from the Sun ranges anywhere from 17.9° at perihelion to 27.8° at aphelion.^[141][142] At greatest western elongation, Mercury rises at its earliest before sunrise, and at greatest eastern elongation, it sets at its latest after sunset.^[143]

Mercury is more often and easily visible from the Southern Hemisphere than from the Northern. This is because Mercury’s maximum western elongation occurs only during early autumn in the Southern Hemisphere, whereas its greatest eastern elongation happens only during late winter in the Southern Hemisphere.^[143] In both of these cases, the angle at which the planet’s orbit intersects the horizon is maximized, allowing it to rise several hours before sunrise in the former instance and not set until several hours after sundown in the latter from southern mid-latitudes, such as Argentina and South Africa.^[143]

An alternate method for viewing Mercury involves observing the planet during daylight hours when conditions are clear, ideally when it is at its greatest elongation. This allows the planet to be found easily, even when using telescopes with 8 cm (3.1 in) apertures. However, great care must be taken to obstruct the Sun from sight because of the extreme risk for eye damage.^[144] This method bypasses the limitation of twilight observing when the ecliptic is located at a low elevation (e.g. on autumn evenings).

Ground-based telescope observations of Mercury reveal only an illuminated partial disk with limited detail. The first of two spacecraft to visit the planet was Mariner 10, which mapped about 45% of its surface from 1974 to 1975. The second is the MESSENGER spacecraft, which after three Mercury flybys between 2008 and 2009, attained orbit around Mercury on March 17, 2011,^[145] to study and map the rest of the planet.^[146]

The Hubble Space Telescope cannot observe Mercury at all, due to safety procedures that prevent its pointing too close to the Sun.^[147]

Because the shift of 0.15 revolutions in a year makes up a seven-year cycle (0.15 × 7 ≈ 1.0), in the seventh year Mercury follows almost exactly (earlier by 7 days) the sequence of phenomena it showed seven years before.^[141]

Observation history

Ancient astronomers

The earliest known recorded observations of Mercury are from the MUL.APIN tablets. These observations were most likely made by an Assyrian astronomer around the 14th century BC.^[148] The cuneiform name used to designate Mercury on the MUL.APIN tablets is transcribed as UDU.IDIM.GUU₄.UD («the jumping planet»).^[e][149] Babylonian records of Mercury date back to the 1st millennium BC. The Babylonians called the planet Nabu after the messenger to the gods in their mythology.^[150]

The Greco-Egyptian^[151] astronomer Ptolemy wrote about the possibility of planetary transits across the face of the Sun in his work Planetary Hypotheses. He suggested that no transits had been observed either because planets such as Mercury were too small to see, or because the transits were too infrequent.^[152]

In ancient China, Mercury was known as «the Hour Star» (Chen-xing 辰星). It was associated with the direction north and the phase of water in the Five Phases system of metaphysics.^[153] Modern Chinese, Korean, Japanese and Vietnamese cultures refer to the planet literally as the «water star» (水星), based on the Five elements.^{[154][155][156]} Hindu mythology used the name Budha for Mercury, and this god was thought to preside over Wednesday.^[157] The god Odin (or Woden) of Germanic paganism was associated with the planet Mercury and Wednesday.^[158] The Maya may have represented Mercury as an owl (or possibly four owls; two for the morning aspect and two for the evening) that served as a messenger to the underworld.^[159]

In medieval Islamic astronomy, the Andalusian astronomer Abū Ishāq Ibrāhīm al-Zarqālī in the 11th century described the deferent of Mercury’s geocentric orbit as being oval, like an egg or a pignon, although this insight did not influence his astronomical theory or his astronomical calculations.^[160][161] In the 12th century, Ibn Bajjah observed «two planets as black spots on the face of the Sun», which was later suggested as the transit of Mercury and/or Venus by the Maragha astronomer Qotb al-Din Shirazi in the 13th century.^[162] (Note that most such medieval reports of transits were later taken as observations of sunspots.^[163])

In India, the Kerala school astronomer Nilakantha Somayaji in the 15th century developed a partially heliocentric planetary model in which Mercury orbits the Sun, which in turn orbits Earth, similar to the Tychonic system later proposed by Tycho Brahe in the late 16th century.^[164]

Ground-based telescopic research

The first telescopic observations of Mercury were made by Thomas Harriot and Galileo from 1610. In 1612, Simon Marius observed the brightness of Mercury varied with the planet’s orbital position and concluded it had phases «in the same way as Venus and the Moon».^[165] In 1631, Pierre Gassendi made the first telescopic observations of the transit of a planet across the Sun when he saw a transit of Mercury predicted by Johannes Kepler. In 1639, Giovanni Zupi used a telescope to discover that the planet had orbital phases similar to Venus and the Moon. The observation demonstrated conclusively that Mercury orbited around the Sun.^[27]

A rare event in astronomy is the passage of one planet in front of another (occultation), as seen from Earth. Mercury and Venus occult each other every few centuries, and the event of May 28, 1737, is the only one historically observed, having been seen by John Bevis at the Royal Greenwich Observatory.^[166] The next occultation of Mercury by Venus will be on December 3, 2133.^[167]

The difficulties inherent in observing Mercury mean that it was far less studied than the other planets. In 1800, Johann Schröter made observations of surface features, claiming to have observed 20-kilometre-high (12 mi) mountains. Friedrich Bessel used Schröter’s drawings to erroneously estimate the rotation period as 24 hours and an axial tilt of 70°.^[168] In the 1880s, Giovanni Schiaparelli mapped the planet more accurately, and suggested that Mercury’s rotational period was 88 days, the same as its orbital period due to tidal locking.^[169] This phenomenon is known as synchronous rotation. The effort to map the surface of Mercury was continued by Eugenios Antoniadi, who published a book in 1934 that included both maps and his own observations.^[94] Many of the planet’s surface features, particularly the albedo features, take their names from Antoniadi’s map.^[170]

In June 1962, Soviet scientists at the Institute of Radio-engineering and Electronics of the USSR Academy of Sciences, led by Vladimir Kotelnikov, became the first to bounce a radar signal off Mercury and receive it, starting radar observations of the planet.^{[171][172][173]} Three years later, radar observations by Americans Gordon H. Pettengill and Rolf B. Dyce, using the 300-meter Arecibo radio telescope in Puerto Rico, showed conclusively that the planet’s rotational period was about 59 days.^[174][175] The theory that Mercury’s rotation was synchronous had become widely held, and it was a surprise to astronomers when these radio observations were announced. If Mercury were tidally locked, its dark face would be extremely cold, but measurements of radio emission revealed that it was much hotter than expected. Astronomers were reluctant to drop the synchronous rotation theory and proposed alternative mechanisms such as powerful heat-distributing winds to explain the observations.^[176]

Italian astronomer Giuseppe Colombo noted that the rotation value was about two-thirds of Mercury’s orbital period, and proposed that the planet’s orbital and rotational periods were locked into a 3:2 rather than a 1:1 resonance.^[177] Data from Mariner 10 subsequently confirmed this view.^[178] This means that Schiaparelli’s and Antoniadi’s maps were not «wrong». Instead, the astronomers saw the same features during every second orbit and recorded them, but disregarded those seen in the meantime, when Mercury’s other face was toward the Sun, because the orbital geometry meant that these observations were made under poor viewing conditions.^[168]

Ground-based optical observations did not shed much further light on Mercury, but radio astronomers using interferometry at microwave wavelengths, a technique that enables removal of the solar radiation, were able to discern physical and chemical characteristics of the subsurface layers to a depth of several meters.^[179][180] Not until the first space probe flew past Mercury did many of its most fundamental morphological properties become known. Moreover, recent technological advances have led to improved ground-based observations. In 2000, high-resolution lucky imaging observations were conducted by the Mount Wilson Observatory 1.5 meter Hale telescope. They provided the first views that resolved surface features on the parts of Mercury that were not imaged in the Mariner 10 mission.^[181] Most of the planet has been mapped by the Arecibo radar telescope, with 5 km (3.1 mi) resolution, including polar deposits in shadowed craters of what may be water ice.^[182]

Research with space probes

Reaching Mercury from Earth poses significant technical challenges, because it orbits so much closer to the Sun than Earth. A Mercury-bound spacecraft launched from Earth must travel over 91 million kilometres (57 million miles) into the Sun’s gravitational potential well. Mercury has an orbital speed of 47.4 km/s (29.5 mi/s), whereas Earth’s orbital speed is 29.8 km/s (18.5 mi/s).^[108] Therefore, the spacecraft must make a large change in velocity (delta-v) to get to Mercury and then enter orbit,^[184] as compared to the delta-v required for, say, Mars planetary missions.

The potential energy liberated by moving down the Sun’s potential well becomes kinetic energy, requiring a delta-v change to do anything other than pass by Mercury. Some portion of this delta-v budget can be provided from a gravity assist during one or more fly-bys of Venus.^[185] To land safely or enter a stable orbit the spacecraft would rely entirely on rocket motors. Aerobraking is ruled out because Mercury has a negligible atmosphere. A trip to Mercury requires more rocket fuel than that required to escape the Solar System completely. As a result, only three space probes have visited it so far.^[186] A proposed alternative approach would use a solar sail to attain a Mercury-synchronous orbit around the Sun.^[187]

Mariner 10

The first spacecraft to visit Mercury was NASA’s Mariner 10 (1974–1975).^[21] The spacecraft used the gravity of Venus to adjust its orbital velocity so that it could approach Mercury, making it both the first spacecraft to use this gravitational «slingshot» effect and the first NASA mission to visit multiple planets.^[188] Mariner 10 provided the first close-up images of Mercury’s surface, which immediately showed its heavily cratered nature, and revealed many other types of geological features, such as the giant scarps that were later ascribed to the effect of the planet shrinking slightly as its iron core cools.^[189] Unfortunately, the same face of the planet was lit at each of Mariner 10‘s close approaches. This made close observation of both sides of the planet impossible,^[190] and resulted in the mapping of less than 45% of the planet’s surface.^[191]

The spacecraft made three close approaches to Mercury, the closest of which took it to within 327 km (203 mi) of the surface.^[192] At the first close approach, instruments detected a magnetic field, to the great surprise of planetary geologists—Mercury’s rotation was expected to be much too slow to generate a significant dynamo effect. The second close approach was primarily used for imaging, but at the third approach, extensive magnetic data were obtained. The data revealed that the planet’s magnetic field is much like Earth’s, which deflects the solar wind around the planet. For many years after the Mariner 10 encounters, the origin of Mercury’s magnetic field remained the subject of several competing theories.^[193][194]

On March 24, 1975, just eight days after its final close approach, Mariner 10 ran out of fuel. Because its orbit could no longer be accurately controlled, mission controllers instructed the probe to shut down.^[195] Mariner 10 is thought to be still orbiting the Sun, passing close to Mercury every few months.^[196]

MESSENGER

A second NASA mission to Mercury, named MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging), was launched on August 3, 2004. It made a fly-by of Earth in August 2005, and of Venus in October 2006 and June 2007 to place it onto the correct trajectory to reach an orbit around Mercury.^[197] A first fly-by of Mercury occurred on January 14, 2008, a second on October 6, 2008,^[198] and a third on September 29, 2009.^[199] Most of the hemisphere not imaged by Mariner 10 was mapped during these fly-bys. The probe successfully entered an elliptical orbit around the planet on March 18, 2011. The first orbital image of Mercury was obtained on March 29, 2011. The probe finished a one-year mapping mission,^[198] and then entered a one-year extended mission into 2013. In addition to continued observations and mapping of Mercury, MESSENGER observed the 2012 solar maximum.^[200]

The mission was designed to clear up six key issues: Mercury’s high density, its geological history, the nature of its magnetic field, the structure of its core, whether it has ice at its poles, and where its tenuous atmosphere comes from. To this end, the probe carried imaging devices that gathered much-higher-resolution images of much more of Mercury than Mariner 10, assorted spectrometers to determine abundances of elements in the crust, and magnetometers and devices to measure velocities of charged particles. Measurements of changes in the probe’s orbital velocity were expected to be used to infer details of the planet’s interior structure.^[201] MESSENGER‘s final maneuver was on April 24, 2015, and it crashed into Mercury’s surface on April 30, 2015.^{[202][203][204]} The spacecraft’s impact with Mercury occurred near 3:26 pm EDT on April 30, 2015, leaving a crater estimated to be 16 m (52 ft) in diameter.^[205]

BepiColombo

The European Space Agency and the Japanese Space Agency developed and launched a joint mission called BepiColombo, which will orbit Mercury with two probes: one to map the planet and the other to study its magnetosphere.^[206] Launched on October 20, 2018, BepiColombo is expected to reach Mercury in 2025.^[207] It will release a magnetometer probe into an elliptical orbit, then chemical rockets will fire to deposit the mapper probe into a circular orbit. Both probes will operate for one terrestrial year.^[206] The mapper probe carries an array of spectrometers similar to those on MESSENGER, and will study the planet at many different wavelengths including infrared, ultraviolet, X-ray and gamma ray.^[208] BepiColombo conducted the first of its six planned Mercury flybys on October 1, 2021.^[209]

See also

Notes

References

External links

• Atlas of Mercury. NASA. 1978. SP-423.
• Mercury nomenclature and map with feature names from the USGS/IAU Gazetteer of Planetary Nomenclature
• Equirectangular map of Mercury Archived May 20, 2016, at the Wayback Machine by Applied Coherent Technology Corp
• 3D globe of Mercury by Google
• Mercury at Solarviews.com
• Mercury by Astronomy Cast
• MESSENGER mission web site
• BepiColombo mission web site

Меркурий — планета крайностей. Будучи ближайшей к нашему Солнцу планетой, он испытывает чрезвычайно высокие температуры поверхности. Но из-за практически полного отсутствия атмосферы и очень медленного вращения вокруг своей оси, Меркурий балансирует между сильной жарой и холодом. Обращенная к Солнцу сторона испытывает длительные периоды дня, в то время как ночная сторона испытывает чрезвычайно длительные периоды ночи.

Близость к Солнцу также означает, что Меркурий довольно быстро совершает полный оборот по орбите вокруг звезды. Один меркурианский год составляет примерно 88 земных дня. По сути, год на Меркурии всего лишь в 1,5 раза длиннее суток, которые длятся 58,646 земных дня.

Характеристика орбиты Меркурия и орбитальный период

Меркурий вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 57 909 050 км, что составляет около 0,387 а.е. — или чуть более одной трети расстояния между Солнцем и Землей. Длина окружности орбиты Меркурия составляет 360 млн км (2,406 а.е.). Его орбита также имеет максимальный эксцентриситет (0,205) среди планет Солнечной системы. Поэтому расстояние между Меркурием и Солнцем варьируется от 46 001 009 км (0,307 а.е.) в ближайшей точке (перигелий) до 69 817 445 км (0,467 а.е.) в наиболее отдаленной (афелий).

Как и все планеты, Меркурий движется быстрее всего, когда он находится в перигелии, и медленнее в афелии. Из-за близости к Солнцу, его средняя орбитальная скорость составляет 47,36 км/с — примерно 170 500 км/ч.

При такой орбитальной скорости Меркурию требуется 87,969 земных дня, или 0,241 земных года, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Таким образом, можно сказать, что год на Меркурии длится почти как 3 месяца на Земле.

Сидерический и солнечный день

Раньше астрономы считали, что Меркурий приливно привязан к Солнцу и период его вращения вокруг оси совпадает с периодом обращения по орбите. Это означало бы, что одна и та же сторона всегда была направлена ​​к Солнцу, тем самым гарантируя, что одна сторона была бы всегда солнечной (и чрезвычайно горячей), а другая испытывала постоянную ночь (и ледяной холод).

Однако улучшенные наблюдения и исследования планеты привели ученых к выводу, что на самом деле планета имеет медленный период вращения 58,646 дней. По сравнению с периодом обращения вокруг Солнца 87,969 дней, это означает, что у Меркурия есть спин-орбитальный резонанс 3:2. Простыми словами, планета совершает 3 полных оборота вокруг своей оси за каждые 2 оборота вокруг Солнца.

Другим следствием его спин-орбитального резонанса является значительная разница между временем, за которое планета совершает один полный оборот вокруг своей оси (звездные сутки), и временем, которое требуется Солнцу, чтобы снова появиться в том же месте на небе. (солнечные сутки). На Меркурии Солнцу требуется 176 дней, чтобы встать, зайти и вернуться в то же место на небе. Фактически это означает, что один солнечный день на Меркурии длится как два года!

Да, Меркурий — довольно экстремальное место. Температура на его поверхности колеблется от раскаленной до ледяной, а один солнечный день на планете длится столько же, сколько шесть месяцев на Земле. Добавьте к этому тот факт, что он практически не имеет атмосферы и подвергается воздействию чрезмерного количества радиации, и вы поймете, почему там не может существовать привычная нам жизнь.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту