Средна температура на живак. Меркурий в сравнение с нашата планета
>> Повърхността на Меркурий
Описание повърхността на Меркурий- първата планета в Слънчевата система. Проучете природата, броя и размера на кратерите, температурата на повърхността, висококачествени снимки.
Цялата повърхност на планетата Меркурий е осеяна с кратерни образувания. Освен това липсата на атмосфера не ни позволи да смекчим или намалим ударите. Но да не забравяме, че това не е най-простата планета в Слънчевата система.
Температурите на повърхността могат да демонстрират адски условия или ледников период. При приближаване до Слънцето някои места на Меркурий все още остават в сянка и задържат воден лед, а тънък слой от екзосферата дори съдържа вода. Освен това е невероятно плътна планета, като ядрото покрива до 42% от обема на планетата.
Повърхността е лишена от геоложка активност и е останала стабилна в продължение на милиарди години. През телескопа се вижда, че някои области гарантират много по-голяма отразяваща способност. Това означава, че можете да откриете планински вериги, долини, планини, равнини и склонове.
Преди приблизително 3,8 милиарда години е имало активна метеоритна атака. Именно в този момент са създадени повечето от кратерите и басейните. Но тогава на първата планета от Слънцето имаше вулканична дейност и лавата запълни дупките.
Кратерите са с различен диаметър. Някои са малки контейнери, докато други могат да се простират на стотици километри. Забелязват се и различни степени на разграждане. Някои изглеждат много млади, докато други изглеждат като останки от древни събития.
Най-големият е басейнът Калорис (Зарийската равнина) с диаметър 1550 km. Ударът е довел до активиране на вулкани от противоположната страна и изпускане на лава, а върху самия кратер се е образувал пръстен с височина 2 км.
Цялата повърхност изглежда смесена. Най-добрите снимки на Меркурий от космоса са от Mariner 10 и MESSENGER. Като цяло е доста безлюдно място.
Един слънчев ден на Меркурий продължава 176 земни дни.. И периодът на въртене около оста си спрямо звездите е точно равен на 2/3 от годината на Меркурий. При такива точни отношения въртенето се нарича резонансно. всичко особеностиДвиженията на Меркурий до голяма степен се дължат на гравитационно влияние слънце, включително промени в орбиталната ориентация планети.
Като планета, която е най-близо до Слънцето, Меркурий получава много повече енергия от централното светило, отколкото например Земята (средно 10 пъти). Поради удължаването на орбитата, енергийният поток от Слънцето варира приблизително два пъти. Дългата продължителност на деня и нощта води до факта, че температурите на яркост (измерени чрез инфрачервено лъчение в съответствие със закона за топлинното излъчване на Планк) на „дневната“ и „нощната“ страна на повърхността на Меркурий на средно разстояние от Слънцето може да варира от приблизително 600 K до 100 K. Но вече на дълбочина от няколко десетки сантиметра няма значителни температурни колебания, което е следствие от много ниската топлопроводимост на скалите.
Повърхност на Меркурий, покрит с натрошен базалтов материал, доста тъмен. Въз основа на наблюдения от Земятаи снимки от космически кораби, тя като цяло е подобна на повърхността на Луната, въпреки че контрастът между тъмните и светлите зони е по-слабо изразен. Наред с кратерите (обикновено по-плитки от тези на Луната) има хълмове и долини.
Над повърхността на Меркурий има следи от много разредена атмосфера, съдържащ освен хелий и водород, въглероден диоксид, въглерод, кислород и благородни газове (аргон, неон). Близостта на Слънцето причинява забележимо влияние върху Меркурий на слънчевия вятър. Благодарение на тази близост приливното влияние на Слънцето върху Меркурий също е значително, което трябва да доведе до появата над повърхността планетиелектрическо поле, силата на което може да бъде приблизително два пъти по-голяма от тази на „полето за хубаво време“ над земната повърхност и се различава от последното по сравнителна стабилност.
Меркурий също има магнитно поле. Магнитният диполен момент на Меркурий е с около четири порядъка по-малък от този на Земята; тъй като обаче напрегнатостта на полето е обратно пропорционална на куба на радиуса на планетите, то на Меркурий и на Земята те са близки по величина.
Предложени са няколко модела на вътрешната структура на Меркурий. Според най-разпространеното (макар и предварително) мнение планетата се състои от горещо, постепенно изстиващо желязо-никелово ядро и силикатна обвивка, на границата между които температурата може да достигне 103 K. Ядрото представлява повече от половината от маса планети
Колко горещ е Меркурий? Е, зависи къде се намирате на повърхността на планетата. Има много слаба атмосфера. Това означава, че планетата не задържа топлината, която получава от нашата звезда.
Температурата от страната, обърната към Слънцето, е изненадващо висока, около 430° C. Но в същото време от противоположната страна може да падне до -163° C. Поради ниския наклон на оста, полюсите никога не получават слънчева светлина и имат температура от -183° C. Имайки предвид тези, средната температура на планетата е 179° C.
живак
Това е най-малката планета в Слънчевата система и обикаля около слънцето за 87 969 земни дни.
Той няма луни или пръстени, но някои учени смятат, че може да е имал луна в древното минало. Планетата има видима величина от 2,3 до 5,7 и би била лесно видима с просто око, ако не беше толкова близо до Слънцето.
Учените са много заинтересовани от изучаването на Меркурий. Това е една от най-малко изследваните планети.
Mariner 10 беше първият космически кораб, който посети планетата, но засне само малка част от нейната повърхност. Космическият кораб MESSENGER, който в момента е в орбита около него, е върнал много повече информация, включително пълна карта на планетата. Благодарение на неговите данни учените са открили доказателства за съществуването на воден лед в полярните региони;
| · · · · | |
Тегло: 3.3*10(23) кг. (0,055 земна маса);
Диаметър на екватора: 4870 км. (0,38 диаметъра на екватора на Земята);
Плътност: 5,43 g/cm3
Температура на повърхността: максимум 480°C, минимум -180°C
Период на въртене спрямо звездите: 58,65 земни дни
Разстояние от Слънцето (средно): 0,387 AU, т.е. 58 милиона км
Орбитален период (година): 88 земни дни
Период на въртене около собствената си ос (ден): 176 земни дни
Орбитален наклон спрямо еклиптиката: 7°
Орбитален ексцентрицитет: 0,206
Средна орбитална скорост: 47,9 km/s
Гравитационно ускорение:3.72 m/s2
Древните римляни смятали Меркурий за покровител на търговията, пътниците и крадците, както и за пратеник на боговете. Не е изненадващо, че малка планета, бързо движеща се по небето след Слънцето, получи неговото име. Меркурий е известен от древни времена, но древните астрономи не са разбрали веднага, че виждат една и съща звезда сутрин и вечер.
Меркурий е най-близката планета до Слънцето и завършва цялата си орбита около Слънцето само за 88 дни. Меркурий е най-малката от всички планети, без да броим Плутон. Повърхността на този малък свят е достатъчно гореща, за да разтопи калай и олово. Там почти няма атмосфера, а твърдата земя е покрита с кратери.
Структурата на планетата Меркурий
През 19 век се появява хипотеза, че Меркурий преди това е бил спътник на Венера. През 1976 г. е направено математическо изчисление на тази хипотеза, което показва, че това може да обясни загубата на ротационен импулс на Меркурий и Венера, големия ексцентрицитет на орбитата на Меркурий и резонансния характер на движението на Меркурий около Слънцето. Бягството на Меркурий може да се е случило в продължение на 500 милиона години и е било придружено от огромно освобождаване на енергия, която нагрява както Венера, така и нейния спътник. Тази хипотеза помага да се обясни както наличието на магнитно поле в Меркурий, така и химическия състав на неговото ядро.
Въз основа на анализ на снимки на Меркурий американските геолози П. Шулц и Д. Голт предложиха следната схема за еволюцията на неговата повърхност. След като процесът на натрупване и формиране на планетата приключи, повърхността й беше гладка. Следва процесът на интензивно бомбардиране на планетата от останките на планетарния рояк, по време на който се образуват басейни от типа на Калорис, както и кратери от типа на Коперник на Луната. Следващият период се характеризира с интензивен вулканизъм и освобождаване на потоци лава, които изпълват големи басейни. Този период приключи преди около 3 милиарда години (възрастта на планетите от Слънчевата система е известна доста точно и е равна на 4,6 милиарда години).
Меркурий има слабо магнитно поле, което беше открито от космическия кораб Mariner 10. Силата на магнитното поле на екватора на планетата е 3,5 mGs, на полюсите е 7 mGs, което е 0,7% от магнитното поле на Земята. Задълбочено изследване на магнитното поле на планетата показа, че то има по-сложна структура от земното. Освен диполно (двуполюсно) поле, то съдържа и полета с четири и осем полюса. От страната на Слънцето магнитосферата на Меркурий е силно компресирана под въздействието на слънчевия вятър.
Магнитосферата на планетата Меркурий
Високата плътност и наличието на магнитно поле показва, че Меркурий трябва да има плътно метално ядро. Според съвременните изчисления плътността в центъра на Меркурий трябва да достигне 9,8 g/cm3, радиусът на ядрото е 1800 km (75% от радиуса на планетата). Ядрото представлява 80% от масата на Меркурий. Въпреки бавното въртене на планетата, повечето експерти смятат, че нейното магнитно поле се възбужда от същия динамо механизъм като магнитното поле на Земята. Този механизъм се свежда до образуването на пръстеновидни електрически токове в ядрото на планетата по време на нейното въртене, които генерират магнитно поле. Откриването на произхода на магнитното поле на Меркурий може да бъде от голямо значение за проблема с планетарния механизъм като цяло.
Над масивното ядро има силикатна обвивка с дебелина 600 км. Плътността на повърхностните скали е около 3,3 g/cm3.
Повърхността на планетата Меркурий
Когато космическият кораб Mariner 10 предаде първите снимки на Меркурий в близък план, астрономите вдигнаха ръце: пред тях имаше втора Луна! Повърхността на Меркурий се оказа осеяна с мрежа от кратери с различни размери, точно както повърхността на Луната. Тяхното разпределение на размера също беше подобно на това на Луната. Повечето от кратерите са се образували в резултат на падане на метеорити.
Част от повърхността на Северното полукълбо на Меркурий с ширина около 500 km.
На повърхността на планетата са открити гладки заоблени равнини, които са наречени басейни поради приликата им с лунните „морета“. Най-големият от тях, Калорис, има диаметър 1300 км (Океанът на бурите на Луната е 1800 км). Появата на долините се обяснява с интензивна вулканична дейност, съвпаднала с формирането на повърхността на планетата.
На Меркурий има планини, най-високите достигат 2–4 км. В редица райони на планетата на повърхността се виждат долини и равнини без кратери. На Меркурий има и необичаен релефен детайл - шкарп. Това е издатина с височина 2–3 km, разделяща две зони от повърхността. Смята се, че скалите са се образували като срязване по време на ранното компресиране на планетата.
Скарп на повърхността на Меркурий. Вляво има снимка от Маринър. В центъра е по-близък изглед. Вдясно е механизмът за образуване на белег.
Полярните региони на Меркурий може да имат воден лед. Слънцето никога не огрява вътрешните части на кратерите, разположени там, и температурата там може да остане около –210°C. Албедото на Меркурий е изключително ниско, около 0,11.
Максималната повърхностна температура на Меркурий, регистрирана от сензори, е +410°C. Температурните разлики, дължащи се на смяната на сезоните, причинени от удължаването на орбитата, достигат до 100°C от дневната страна. През 1970 г. Т. Мардок и Е. Ней от Университета на Минесота установиха, че средната температура на нощното полукълбо е -162 ° C (111 K). От друга страна, температурата на подслънчевата точка на средното разстояние на Меркурий от Слънцето е +347°C. Повърхността на този малък свят е достатъчно гореща, за да разтопи олово или калай.
От всички известни в момента планети в Слънчевата система, Меркурий е обект на най-малък интерес за научната общност. Това се обяснява преди всичко с факта, че малка звезда, слабо горяща в нощното небе, всъщност се оказа най-малко подходяща от гледна точка на приложната наука. Първата планета от Слънцето е безжизнена космическа изпитателна площадка, където самата природа очевидно е тренирала в процеса на формиране на Слънчевата система.
Всъщност Меркурий може спокойно да се нарече истинско хранилище на информация за астрофизиците, от което можете да извлечете много интересни данни за законите на физиката и термодинамиката. Използвайки информацията, получена за този интересен небесен обект, можете да получите представа за влиянието, което нашата звезда има върху цялата слънчева система.
Коя е първата планета от Слънчевата система?
Днес Меркурий се смята за най-малката планета в системата. Тъй като Плутон беше изключен от списъка на основните небесни тела на нашето близко пространство и прехвърлен в категорията на планетите джуджета, Меркурий зае почетно първо място. Това лидерство обаче не добави точки. Мястото, което Меркурий заема в Слънчевата система, го оставя извън полезрението на съвременната наука. Всичко това се дължи на близостта му до Слънцето.
Тази незавидна ситуация оставя отпечатък върху поведението на планетата. Меркурий със скорост 48 km/s. се втурва по своята орбита, като прави пълна обиколка около Слънцето за 88 земни дни. Той се върти около собствената си ос доста бавно - за 58 646 дни, което даде основание на астрономите дълго време да смятат Меркурий за обърнат към Слънцето от едната страна.
С голяма степен на вероятност именно тази пъргавина на небесното тяло и близостта му до централното светило на нашата слънчева система станаха причина да дадем на планетата име в чест на древноримския бог Меркурий, който също се отличаваше с неговата бързина.
За чест на първата планета от Слънчевата система, дори древните са я смятали за независимо небесно тяло, което се върти около нашата звезда. От този ъгъл академичните данни за най-близкия съсед на нашата звезда са интересни.
Кратко описание и характеристики на планетата
От всички осем планети в Слънчевата система, Меркурий има най-необичайната орбита. Поради незначителното разстояние на планетата от Слънцето, орбитата й е най-къса, но формата й е силно издължена елипса. В сравнение с орбиталния път на други планети, първата планета има най-висок ексцентрицитет - 0,20 e. С други думи, движението на Меркурий наподобява гигантска космическа люлка. В перихелия бързият съсед на Слънцето се приближава до него на разстояние от 46 милиона км, като се нажежава до червено. В афелия Меркурий се отдалечава от нашата звезда на разстояние от 69,8 милиона км, като през това време успява да се охлади малко в необятния космос.
В нощното небе планетата има яркост в широк диапазон от −1,9 m до 5,5 m, но нейното наблюдение е много ограничено поради непосредствената близост на Меркурий до Слънцето.
Тази характеристика на орбиталния полет лесно обяснява широкия диапазон от температурни разлики на планетата, който е най-значимият в Слънчевата система. Основната отличителна черта на астрофизичните параметри на малката планета обаче е изместването на орбитата спрямо позицията на Слънцето. Този процес във физиката се нарича прецесия и какво го причинява все още остава загадка. През 19 век дори е съставена таблица на промените в орбиталните характеристики на Меркурий, но не е възможно да се обясни напълно това поведение на небесното тяло. Още в средата на 20-ти век беше направено предположение за съществуването на определена планета близо до Слънцето, което повлия на позицията на орбитата на Меркурий. В момента не е възможно да се потвърди тази теория с технически средства за наблюдение с помощта на телескоп, поради близостта на изследваната област до Слънцето.
Най-подходящото обяснение за тази особеност на орбитата на планетата е прецесията да се разглежда от гледна точка на теорията на относителността на Айнщайн. Преди това орбиталният резонанс на Меркурий беше оценен като 1 към 1. Всъщност се оказа, че този параметър има стойност от 3 към 2. Оста на планетата е разположена под прав ъгъл спрямо орбиталната равнина и комбинацията от скоростта на въртене на слънчевия съсед около собствената си ос с орбиталната скорост води до любопитен феномен. Светилото, достигайки зенита, започва обратното си движение, така че на Меркурий изгревът и залезът се случват в една част от хоризонта на Меркурий.
Що се отнася до физическите параметри на планетата, те са както следва и изглеждат доста скромни:
- средният радиус на планетата Меркурий е 2439,7 ± 1,0 km;
- масата на планетата е 3,33022·1023 kg;
- Плътността на живака е 5,427 g/cm³;
- ускорението на гравитацията на екватора на Меркурий е 3,7 m/s2.
Диаметърът на най-малката планета е 4879 км. Сред планетите от земен тип Меркурий е по-нисък от трите. Венера и Земята са истински гиганти в сравнение с малкия Меркурий; Марс не е много по-голям от размера на първата планета. Слънчевият съсед отстъпва по размер дори на спътниците на Юпитер и Сатурн, Ганимед (5262 км) и Титан (5150 км).
Спрямо Земята първата планета на Слънчевата система заема различни позиции. Най-близкото разстояние между двете планети е 8 2 милиона км, докато максималното разстояние е 217 милиона км. Ако летите от Земята до Меркурий, космическият кораб може да достигне планетата по-бързо, отколкото да отидете до Марс или Венера. Това се дължи на факта, че малка планета често се намира по-близо до Земята, отколкото нейните съседи.
Меркурий има много висока плътност и по този параметър е по-близо до нашата планета, почти два пъти по-голям от Марс - 5,427 g/cm3 срещу 3,91 g/cm2 за Червената планета. Ускорението на гравитацията обаче и за двете планети Меркурий и Марс е почти еднакво - 3,7 m/s2. Дълго време учените вярваха, че първата планета от Слънчевата система в миналото е била спътник на Венера, но получаването на точни данни за масата и плътността на планетата развенча тази хипотеза. Меркурий е напълно независима планета, образувана по време на формирането на Слънчевата система.
Със скромните си размери, само 4879 километра, планетата е по-тежка от Луната и по плътност надвишава такива огромни небесни тела като Слънцето, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун взети заедно. Такава висока плътност обаче не осигурява на планетата други изключителни физически параметри, нито по отношение на геологията, нито по отношение на състоянието на атмосферата.
Вътрешна и външна структура на Меркурий
Всички планети от земния тип имат твърда повърхност като характерна черта.
Това се обяснява с приликата на вътрешната структура на тези планети. По отношение на геологията Меркурий има три класически слоя:
- Меркурианска кора, чиято дебелина варира в диапазона от 100-300 km;
- мантията, която е с дебелина 600 km;
- желязо-никелова сърцевина с диаметър 3500-3600 км.
Кората на Меркурий е като люспите на риба, където слоеве от скали, образувани в резултат на геоложката активност на планетата в ранните периоди, са наслоени един върху друг. Тези слоеве образуваха своеобразни изпъкналости, които са особености на релефа. Бързото охлаждане на повърхностния слой доведе до факта, че кората започна да се свива като шагренова кожа, губейки своята здравина. Впоследствие, с края на геоложката активност на планетата, кората на Меркурий е подложена на силно външно влияние.
Мантията изглежда доста тънка в сравнение с дебелината на кората, само 600 km. Такава малка дебелина на мантията на Меркурий говори в полза на теорията, според която част от планетарното вещество на Меркурий е изгубено в резултат на сблъсъка на планетата с голямо небесно тяло.
Що се отнася до ядрото на планетата, има много спорни въпроси. Диаметърът на ядрото е ¾ от диаметъра на цялата планета и е в полутечно състояние. Освен това, по отношение на концентрацията на желязо в ядрото, Меркурий е безспорен лидер сред планетите на Слънчевата система. Дейността на течното ядро продължава да влияе върху повърхността на планетата, образувайки върху нея своеобразни геоложки образувания - подуване.
Дълго време астрономите и учените имаха лошо разбиране за повърхността на планетата въз основа на данни от визуални наблюдения. Едва през 1974 г. с помощта на американската космическа сонда Маринър 10 човечеството за първи път има възможност да види отблизо повърхността на своя слънчев съсед. От получените изображения успяхме да разберем как изглежда повърхността на планетата Меркурий. Съдейки по изображенията, получени от Mariner 10, първата планета от Слънцето е покрита с кратери. Най-големият кратер Калорис е с диаметър 1550 км. Областите между кратерите са покрити с равнини на Меркурий и скални образувания. При липса на ерозия повърхността на Меркурий е останала почти същата, каквато е била в зората на формирането на Слънчевата система. Това беше улеснено от ранното прекратяване на активната тектонична дейност на планетата. Промените в топографията на Меркурий са настъпили само в резултат на падането на метеорити.
В цветовата си схема Меркурий силно наподобява Луната, също толкова сива и безлика. Албедото на двете небесни тела също е почти еднакво, съответно 0,1 и 0,12.
Що се отнася до климатичните условия на планетата Меркурий, това е суров и жесток свят. Въпреки факта, че под въздействието на близка звезда планетата се нагрява до 4500 C, топлината не се задържа на повърхността на Меркурий. От страната на сянката на планетарния диск температурата пада до -1700C. Причината за такива резки температурни колебания е изключително тънката атмосфера на планетата. По отношение на физическите параметри и плътността си, атмосферата на Меркурий прилича на вакуум, но дори и в такава среда въздушният слой на планетата се състои от кислород (42%), натрий и водород (съответно 29% и 22%). Само 6% идва от хелий. По-малко от 1% идва от водна пара, въглероден диоксид, азот и инертни газове.
Смята се, че плътният въздушен слой на повърхността на Меркурий е изчезнал в резултат на слабото гравитационно поле на планетата и постоянното влияние на слънчевия вятър. Близостта на Слънцето допринася за наличието на слабо магнитно поле на планетата. В много отношения тази близост и слабостта на гравитационното поле допринесоха за факта, че Меркурий няма естествени спътници.
Изследване на живак
До 1974 г. планетата е наблюдавана предимно с оптични инструменти. С началото на космическата ера човечеството имаше възможност да започне по-интензивно изследване на първата планета от Слънчевата система. Само два земни космически кораба успяха да достигнат орбитата на малката планета - американският Mariner 10 и Messenger. Първият направи трикратно прелитане на планетата през 1974-75 г., приближавайки се до Меркурий на максималното възможно разстояние - 320 км.
Учените трябваше да чакат двадесет дълги години, докато космическият кораб Messenger на НАСА се отправи към Меркурий през 2004 г. Три години по-късно, през януари 2008 г., автоматична междупланетна станция направи първото си прелитане край планетата. През 2011 г. космическият кораб Messenger безопасно застана в орбитата на планетата и започна да я изучава. След четири години изтичане на срока на експлоатация сондата падна на повърхността на планетата.
Броят на космическите сонди, изпратени да изследват първата планета от Слънчевата система, в сравнение с броя на автоматичните превозни средства, изпратени да изследват Марс, е изключително малък. Това се дължи на факта, че изстрелването на кораби към Меркурий е трудно от техническа гледна точка. За да влезете в орбитата на Меркурий, е необходимо да извършите много сложни орбитални маневри, чието изпълнение изисква голям запас от гориво.
В близко бъдеще се планира изстрелването на две автоматични космически сонди наведнъж, Европейската и Японската космически агенции. Предвижда се първата сонда да изследва повърхността на Меркурий и вътрешността му, докато втората, японски космически кораб, ще изследва атмосферата и магнитното поле на планетата.
