Владимир Сурдин - Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

Распределение энергии по спектру отраженного какой-то поверхностью света позволяет сравнить состав поверхности со свойствами известных горных пород. Такие измерения называют спектрофотометрическими. Они показывают, что по своим свойствам поверхностные породы многих областей Меркурия напоминают материковые породы Луны, хотя и несколько светлее их. Из наземных телескопических наблюдений давно были найдены основные характеристики орбиты Меркурия она наклонена к плоскости эклиптики на 7° и сильно вытянута: при среднем расстоянии от Солнца в 0,39 а.е. Меркурий приближается к нему в перигелии до 0,31 а.е. и удаляется в афелии до 0,47 а.е. Орбитальная скорость планеты в среднем составляет 48 км/с., а в максимуме (в перигелии) достигает 54 км/с., что почти вдвое превышает скорость Земли. Сидерический период обращения вокруг Солнца составляет 88 сут.

До начала космических исследований диаметр планеты был известен неточно, а оценка его массы и средней плотности была затруднена из-за отсутствия спутников. Ошибочно считалось, что период вращения планеты совпадает с периодом ее обращения вокруг Солнца, в результате чего она постоянно обращена к светилу одной стороной; утверждалось, что на одном полушарии Меркурия вечный зной, а на другом — вечный космический холод. Но оказалось, что Солнце освещает оба полушария планеты, а единственные области, где оно никогда не восходит — глубокие долины на полюсах Меркурия.

Атмосфера у Меркурия крайне разрежена, в миллионы раз менее плотная, чем у Земли, причем с необычным газовым составом. В 1974 г. американский зонд «Маринер-10» был выведен на орбиту спутника Солнца и в 1974—1975 гг. трижды сблизился с Меркурием. По существу, все основные данные о физике планеты и ее изображения были получены в этих сближениях. Следующим исследователем Меркурия должен стать зонд MESSENGER (MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry and Ranging) запущенный NASA 3 августа 2004 г. Он дважды пролетит мимо Меркурия (в 2008 и 2009 гг.), а затем, в 2011 г., выйдет на орбиту вокруг него.

Ранее высказывались предположения о возможном существовании еще одной небольшой планеты внутри орбиты Меркурия (ее хотели назвать Вулканом). Но такой планеты нет. Меркурий — ближайшая к Солнцу планета.

Первые сомнения по поводу синхронности суточного вращения и орбитального обращения Меркурия принесли наблюдения теплового излучения планеты, выполненные в 1962 г. Если исходить из синхронного вращения, с вечным днем на одной стороне и вечной ночью на другой, то средние температуры полушарий должны составить 880 и 60 К (т.е. около +600°С и —210°С). Принятое от поверхности Меркурия тепловое радиоизлучение (с глубины около 10 см.) показало, что дневная сторона не так горяча, как ожидалось, а от ночной исходит ощутимый поток тепла. Поскольку атмосферы нет, а перенос тепла сквозь твердое тело планеты пренебрежимо мал, был сделан вывод о несинхронном вращении планеты. Но действительность оказалась еще интереснее: Меркурий находится в резонансном, но несинхронном вращении. Эти данные были получены с помощью наземной планетной радиолокации в 1965 г. (она же позволила в 1967 г. определить радиус планеты с ошибкой всего в 5 км.).

Сравнивая период обращения Меркурия вокруг Солнца (87,97 сут.) с периодом его осевого вращения (58,65 сут.), мы видим, что они находятся в точном соотношении 3:2. Значит, за год планета совершает полтора оборота вокруг оси. Проходя через любую конкретную точку орбиты, он через раз подставляет Солнцу одно и то же полушарие, а через раз — ему противоположное.

Поэтому солнечные сутки длятся на Меркурии вдвое дольше его года и втрое дольше его звездных суток (т.е. 176 земных суток). Температура поверхности Меркурия достигает наибольшего значения в двух диаметрально противолежащих областях, которые попеременно оказываются подсолнечными, когда планета проходит перигелий. Одна из них получила название Planitia Caloris (равнина Жары).

До сих пор у нас нет полной карты Меркурия, поскольку сближения «Маринера-10» с ним происходили так, что каждый раз аппарат передавал изображения одного и того же освещенного Солнцем полушария планеты. По этой причине до первого пролета «Мессенджера» (14 января 2008 г.) было картировано только 35% поверхности планеты. Чтобы исправить перегиб в пользу ученых, образовавшийся на картах Луны и Марса, астрономы решили называть детали рельефа Меркурия именами писателей, музыкантов, художников и поэтов. На карте Меркурия можно встретить имена Баха, Толстого, Шекспира, Бетховена…