Главная Фотогалерея Рефераты Новости Видеогалерея Статьи  
 
 
Содержание
 
   

Реферат на тему планета Меркурий

планета Меркурий Реферат

  1. Общие характеристики
  2. Характеристики и принципы движения Меркурия
  3. Аномальная прецессия орбиты
  4. Гипотезы возникновения Меркурия
  5. Поверхность Меркурия
  6. Кратеры
  7. Геология и внутреннее строение
  8. Геологическая история
  9. Условия на Меркурии
  10.  Исследования

10.1.    Особенности наблюдений Меркурия с поверхности  Земли

10.2.    Древние и средневековые наблюдения

10.3.    Наблюдения с помощью телескопов

10.4.    Исследования Меркурия современными методами

10.5.    Перспективы

 

  1. 1.     Общие характеристики

Мерку́рий находится на самой близкой дистанции от Солнца, нежели другие планты. Полный цикл движения вокруг звезды он завершает за 88 земных суток. Звездный меркурианский день приравнивается к 58,5 земным. Свое название планета получила от древних римлян, которые одни из первых обнаружили, что данный небесный объект обладает быстрой скоростью  движения относительно других тел, обращающихся в Солнечной системе. В связи с этим эту планету древнеримские астрономы стали ассоциировать с Богом торговли – Меркурием, обладающим даром быстрого передвижения по небу.

Меркурий причислен к классу внутренних планет по той причине, что его орбита находится во внутренней области обриты Земли. С 2006 года после того, как Плутон перстали причислять к планетам, Меркурий незамедлительно занял его статус. С этого времени он стал считаться  самой малой планетой Солнечной системы. Видимую звездную величину (1,9 до 5,5) Меркурия можно было бы считать достаточно комфортной для наблюдений. Но! Проводить полные исследования планеты до сих пор весьма затруднительно даже с использованием современной техники. Это связано с его небольшим угловым расстоянием от Солнца (28,3°). На сегодняшний день о Меркурии удалось выяснить очень немного. Только несколько лет назад астрономам удалось скомпоновать подробную карту местности планеты по снимкам, произведенным зондами "Мессенджер" и "Маринер-10". Что касается естественных спутников, то их у планеты аппараты обнаружить не смогли.

 

Как говорилось выше, Меркурий – самое мелкогабаритное тело, относящееся к земной группе. Размер его радиуса - 2439,7 ± 1,0 км. По данным показателям Меркурий значительно уступает спутникам крупногабаритных планет - Юпитера и Сатурна. Массовая величина Меркурия оценивается в 3,3·1023 кг, а его средняя плотность равна 5,43 г/см³. По своей плотности эта маленькая планета хоть и уступает Земле, но совсем не намного. Учитывая то, что Земля значительно превышает габариты Меркурия, его относительно высокая плотность говорит о том, что в недрах этого небесного объекта находится много металла.

  1. 2.     Характеристики и принципы движения Меркурия

Меркурий движется вокруг нашей звезды по орбите, напоминающей форму эллипса. В афелии Меркурий занимает положение в 69 млн. км от Солнца, а в перигелии - 46 км. В афелии Меркурий находится на более значительной дистанции от Солнца, чем в перигелии. Угол наклона его по отношению к плоскости эклиптики равен 7°. Единичный цикл обращения Меркурия вокруг своей оси соответствует  87 полным земным суткам. А скорость его обращения вокруг Солнца -  48 км/с. От Земли Меркурий находится  на постоянно меняющейся дистанции, протяженность которой варьируется от 82 до 217 млн. км.  Именно по этой причине всего лишь за несколько дней постоянных наблюдений с поверхности Земли можно зафиксировать колоссальные изменения положения Меркурия относительно солнечного диска по направлению от западной стороны к восточной.

Ранее ученые считали, что Меркурий всегда обращен к звезде одной стороной, и что один оборот вокруг своей оси совершается планетой за 87 полных земных суток. И хоть детальные исследования поверхности Меркурия никогда не противоречили данному предположению, но на сегодняшний данный факт считается заблуждением. Все дело в том, что наилучшие условия для наблюдения за Меркурием всегда приходились на повторяющиеся с определенной частотой периоды, во время каждого из которых планета занимала одно и тоже положение. Истину удалось обнаружить лишь во второй половине 20 века во время проведения радиолокации Меркурия.

Во время подробных исследований также была выявлена реальная длительность меркурианских звездных суток. Они оказались равны 58,65 земным. Соотношение периодов обращения планеты вокруг своей оси, а также ее движения относительно Солнца, ученые признали одним из самых уникальных явлений, происходящих в нашей Солнечной системе. Его можно объяснить влиянием силы приливного воздействия Солнца, которое время от времени приостанавливает движение Меркурия. В итоге учеными было установлено, что за меркурианский год планета совершает 1,5 оборота вокруг себя. К примеру, если в период наступления перигелия Меркурия, произвольно выбранная точка на его поверхности окажется на солнечной стороне, то при наступлении следующего перигелия наблюдаемая точка будет находиться в точности в том же месте, только на противоположной. А в следующее прохождение перигелия данная точка окажется в зените над первой. Отсюда следует, что продолжительность солнечных суток на Меркурии равна двум меркурианским годам или трем звездным суткам.

Исходя из данных принципов движения планеты, ученые выделяют на ней так называемые "горячие долготы", являющиеся по сути двумя противоположными меридианами. Они характеризуются попеременным нахождением в зоне обращения планеты к Солнцу в период прохождения Меркурия через перигелий. В это время поверхность планеты нагревается до максимальных температур.

На меркурианской поверхности в отличии от земной не существует кардинальных колебаний температур, сопровождающихся переходами от одного времени года к другому. Это объясняется особенностью расположения оси планеты, которая находится под углом 90° к ее плоскости. Соответственно, в области полюсов существуют такие области, которые всегда находятся вне досягаемости солнечных лучей. Опираясь на исходные результаты наблюдений, некогда проводимых с использованием мощного радиотелескопа в Арбесибо, справедливо предположить, что в данных затемненных областях существуют ледники. Слои данных образований предположительно покрыты налетом космической пыли и могут достигать  2 м.

Принцип движения Меркурия позволил ученым выявить еще один интересный факт: скорость обращения планеты вокруг своей оси всегда соответствует определенному уровню. Но величины ее орбитальных  скоростей периодически колеблются. На одном из отрезков орбиты вблизи перигелия за восьмисуточный период можно заметить, что показатели угловой скорости орбитального движения значительно превосходят угловую скорость вращения самой планеты. При наблюдениях за солнечным диском с поверхности Меркурия можно увидеть, как он останавливается, а затем меняет свое направление движения на обратное -  с запада к востоку. Данный эффект в кругу астрономов получил название "эффект Иисуса Навина" в честь события, предсказанного в Библии об остановившемся Солнце. Если наблюдать за происходящим с долгот, находящихся от "горящих долгот" под уголом 90°, то можно стать свидетелем сразу двух заходов Солнца. 

Также стоит обратить внимание на еще одно интересное явление, связанное с Меркурием. При изучении расположения орбит планет нашей Солнечной системы отчетливо видно, что наиболее близкими небесными объектами к Земному шару являются Марс и Венера. Но сам Меркурий оказывается на кратчайших дистанциях с Землей намного чаще, чем ее "соседи".

3.     Аномальная прецессия орбиты

Планета Меркурий расположена от Солнца на самом ближнем расстоянии, нежели другие объекты. Поэтому общие принципы теории относительности в максимальной мере проявляются именно здесь - на его движении и обращении вокруг звезды. Задолго до обнаружения этой закономерности математиком из Франции Урбеном Леверье было заявлено о существовании медленной прецессии меркурианской орбиты. Подробно объяснить данную прецессию, опираясь на основы ньютоновской механики, так не удалось. Ведь в перигелии она составляет  5600 угловых сек. на век. А по аналогии ньютоновского расчета влияния небесных тел, прецессия Меркурия должна быть равна 5557 угловых сек. на век. Стараясь объяснить данное исключение, Леверье выдвинул предположение о существовании еще одного или целой группы небесных тел, орбиты которых располагаются ближе к Солнцу, чем орбита Меркурия, которая, по всей видимости, и может являться причиной такого возмущающего влияния. Благодаря успешной работе ученых, ранее производимой над исследованием влияния Нептуна на орбиту Урана, данное предположение стало очень популярным. И предполагаемую планету или даже целую систему, влияющую на движение Меркурия, даже стали называть Вулканом. Но выявить ее так и не сумели.

Данные гипотезы так и не нашли научного подтверждения. Некоторые ученые стали прибегать к более радикальным мерам. Одни настаивали на изменении самого закона тяготения, предлагая заменить в нем степенные показатели или даже добавить в потенциал переменные, относящиеся исключительно к скорости движения тел. Но данные попытки сразу были пресечены. В начале прошлого столетия Альберту Эйнштейну все же удалось дать логичное объяснение  данной прецессии с помощью своей теории таким образом:

Эффект слишком мал: релятивистская "надбавка" соответствует  42, 98 угловым сек. на век, что составляет лишь  0,77% от скоростной величины прецессии. А это значит, что данным показателям должно соответствовать как минимум 12 млн. оборотов планеты вокруг звезды. Только в этом случае перигелий станет в положение, при котором законы классической теории будут работать в максимальном объеме. При аналогичных смещениях правила данного расчета также будут справедливы  и для иных планет  – 8,6 угловой сек. за век для Венеры, 1,3 – для Марса, 3, 8- для Земли и 10, 05 для крупного астероида Икара.

4.     Гипотезы возникновения Меркурия

Одна из популярных гипотез возникновения планеты Меркурий, которая и по сей день считается самой правдоподобной и пригодной касательно и других планет, получила название небулярной гипотезы.

В 19 веке существовала версия, что Меркурий когда-то был спутником Венеры, который в один момент сошел с ее орбиты и был потерян. Тому ван Ландерну и К.Р. Харрингтону удалось доказать, что именно это предположение наилучшим образом объясняет  причину наличия у орбиты Меркурия вытянутой формы, а также резонансный характер движения планет вокруг Солнца, при котором происходит потеря вращательного момента, свойственная только Меркурию и Венере.

Сегодня серьезно рассматривается только несколько версий о причине образования у Меркурия ядра таких размеров, которые можно охарактеризовать, как достаточно внушительные по сравнению с общей величиной планеты. Самая популярная версия акцентирует внимание на первичной массовой пропорции металлов и силикатов в составе планеты. Ученые предполагают, что данное соотношение у Меркурия изначально было примерно таким же, как и у остальных твердых тел Солнечной системы. При этом масса самой планеты изначально превышала сегодняшнюю в 2,25 раза. После чего по данной гипотезе произошло столкновение Меркурия с планетезималью на скорости близкой к 20 км/с . Масса планетезимали составляла примерно 1/6 массы планеты. Последствием такого мощного удара стало то, что некоторая часть слоев коры и мантии были вымещены в космос. А ядро Меркурия было сохранено в первозданном виде.

По менее популярной гипотезе, формирование протопланетного диска Меркурия проходило в области с недостатком легких элементов, откуда они постоянно выталкивались солнечным ветром во внешнюю область ее звезды.

5.     Поверхность Меркурия

Если вести речь о физических характеристиках Меркурия, то они схожи с лунными. У Меркурия отсутствуют естественные спутники, но имеется достаточно разреженная атмосфера. Ядро Меркурия, как было сказано выше, отличается достаточно крупными размерами. По большей части оно состоит из сплавов железа, являющихся источником образования магнитного поля планеты, имеющего плотность 10% от плотности земного магнитного поля. Массовая доля меркурианского ядра составляет приблизительно 83% от всей массы планеты. Температурные колебания на поверхности Меркурия  находятся в диапазоне  −180 до +430 °C. Сторона, находящаяся на меньшем расстоянии от звезды, всегда  нагревается интенсивнее противоположной.

Вид и строение меркурианской поверхности сильно схожи с лунной наличием значительного числа кратеров, форма и возраст которых также разнообразны. В некоторых областях такие кратеры имеют лучистую структуру. Принято считать, что области с наибольшей плотностью кратеров являются намного "моложе" нежели области с наименьшей. Более гладкая поверхность более древних участков объясняется затвердеванием лавы, которая уже успела "сгладить" прежние следы падения астероидов. Массивные кратеры, образованные на поверхности Меркурия, встречаются значительно реже, чем на лунных ландшафтах. Самый крупный меркурианский кратер назвали в честь Рембранда – знаменитого художника из Голландии. Поверхности Меркурия более характеры гористые структуры и зубчатые хребты, протяженность которых обычно доходит до сотен километров. Луне такой ландшафт не характерен. Исследования природы данных образований указывают на то, что поверхность планеты подвергалась сжатию, что поспособствовало уменьшению общей площади Меркурия на 1%. Наличие в определенных областях четко оформленных кратеров внушительных размеров, скорее всего, свидельствует о том, что никаких кардинальных изменений здесь не происходило уже не один миллиард лет. Учеными также отмечается полное отсутствие эрозии поверхности. Данный факт практически полностью исключает возможность существования у Меркурия атмосферы подобной земной.

Обработка данных, снятых с зонда "Мессенджер", показала, что около 80% меркурианской поверхности имеет более или менее однородную структуру. Данный параметр является одной из главных отличительных черт Меркурия от схожих с ним Марсом и Луной, у которых правые и левые полушария имеют разное строение.

Исследование, проводимое рентгенофлуоресцентным спектрометром с целью  выяснения элементного состава поверхности Меркурия, показало, что содержание кальция и алюминия здесь чрезвычайно мало. Также в ходе данной работы удалось установить, что грунт Меркурия содержит большое количество магния, в то время как соединений железа и титана здесь сравнительно невелико.

На поверхности Меркурии ученым также удалось обнаружить серу, что вполне может указывать на восстановительные процессы, возникшие на этапах формирования планеты.

6.     Кратеры

Форма и размеры меркурианских кратеров различны. Одни имеют вид небольших впадин, а другие, например, ударные, отличаются глубиной и многокольцевым строением. Но все они в разной степени подвергаются разрушению. Имеются также кратеры, сохранившиеся в неплохом состоянии. Обычно на них все еще проглядываются лучи, образованные вымещением вещества поверхности в момент столкновения. На поверхности Меркурия также можно найти и остатки древних кратеров. По общим параметрам меркурианские кратеры сильно отличаются наименьшими следами удара, что легко объясняется большей силы тяжести Меркурия, нежели чем у естественного спутника Земли.

Одной из главных "достопримечательностией" Меркурия является равнина Жары. Такое название этой области было дано из-за ее близкого расположения к "горячим долготам".

Справедливо предположить, что небесное тело при столкновении с меркурианской поверхностью, в результате которого был образован кратер, имело поперечник около 10 км. Ударная волна была такой мощный, что это нашло отклик даже на противоположной стороне Меркурия в виде незначительной деформации ландшафта. В связи с такой мощностью удара был спровоцирован выброс лавы, о чем свидетельствует образование горы в области кратера, размеры которой достигают 2 км в высоту.

Точкой с максимальным альбедо на поверности Меркурия принято считать кратер Койпер, диаметр которого достигает 60 км. Вполне возможно, что именно он является одним из самых "свежих" кратеров Меркурия.

В 2012 году ученые объявили еще об одной интересной последовательности образования кратеров на поверхности этой планеты. Их очертания напоминают мультипликационного героя Микки Мауса. Не исключено, что в будущем данный массив получит название, связанное именно с этим персонажем.

7.     Геология и внутреннее строение

Не так давно ученые-астрономы предполагали, что ядро Меркурия, состоящее из сплавов железа, имеет радиус 1800-1900 км, что составляет примерно 0,6 общей планетной массы. Данное предположение было основано на анализе результатов исследований аппарата "Маринер-10". Все дело в том, что при таких незначительных габаритах в совокупности со слабым магнитным полем, ядро Меркурия не может находиться в жидком виде. Но в 2007 после радарных наблюдений, организованных группой Жана-Люка Марго, были выявлены особые вариации вращения планеты, которые не могли бы осуществляться ни одним небесным телом с твердой "сердцевиной".  Исходя из итогов данного исследования, ученые сделали вывод о том, что ядро Меркурия имеет жидкую консистенцию.

Основная составляющая ядра Меркурия – железо. Данный факт ученые пытались объяснить сразу несколькими способами.

Суть самого распространенного мнения на этот счет заключается в том, что изначально ядро Меркурия имело примерно такой же состав, как и у других планет Солнечной системы. Изменения в составе "сердца" планеты начали происходить с момента столкновения ее поверхности с планетообразным объектом массой в 6 раз меньше массы Меркурия. В результате этого случая он и "потерял" значительную часть коры и мантии, что и послужило причиной увеличения его ядра в процентном соотношении с поверхностью. Данная гипотеза известна в научных кругах под названием "Теория гигантского столкновения", которую также считали приемлемой для объяснения возникновения спутника Земли. Но данные о составе Меркурия, полученные с "Мессенджера", идут вразрез с этим предположением. Ведь конкретно это исследование было направлено на измерение содержания радиоактивных изотопов. В итоге выяснилось,  что поверхность Меркурия достаточно обогащена летучим калием, который был бы сразу уничтожен под действием высоких температур, возникающих при любом столкновении. Получив информацию с "Мессенджера" ученые сделали следующий вывод: элементный состав Меркурия полностью соответствует базовому элементному составу веществ, которые с самого начала принимали участие в его формировании. Одни из них: энстатитовые хондриты и безводные кометные фрагменты.

Меркурианское ядро находится под оболочкой силикатной мантии толщиной 500-600 км. Согласно данным  аппарата "Маринер-10" тощина коры Меркурия равна 100-300 км. На само ядро приходится примерно 3/4 его диаметра, что практически соответствует размеру Луны. Это ядро является одним из самых крупных ядер небесных тел нашей Солнечной системы.

8.     Геологическая история

Как и у всех планет, находящихся вблизи Солнца, включая Луну, геологическая история Меркурия подразделена на определенные этапы – эры: дотолстовскую, толстовскую, калорскую, позднюю калорскую, мансурскую и койперскую. Каждая эра соответствует определенному периоду, по которому определяется геологический возраст небесного тела. Но абсолютный возраст Меркурия до сегодняшнего дня установить пока так и не удалось.

По завершению формирования Меркурия, которое окончилось примерно 4,6 млрд лет назад, произошла сильная атака планеты кометами и другими небесными телами. Последняя такая атака случилось 3,8 млрд лет назад, вследствие чего большая часть областей планеты, в том числе и равнина Жары, начала формироваться путем заполнения лавой. Это и объясняет наличие внутри кратеров плоских участков, подобных лунным.

Процесс остывания и сжатия поверхности планеты положил начало формированию на ней разломов и хребтов. На снимках, полученных при исследованиях Меркурия, они имеют вид крупных объектов. Период вулканизма на планете завершился сжатием мантии. Это предотвратило возможность дальнейшего излияния лавы на ее поверхность. Ученые склонны считать, что данные события происходили в первые 700-90 млн. лет с момента полного окончания формирования планеты. Все последующие изменения поверхности Меркурия стали следствием ударов менее объемных небесных тел.

Напряженность меркурианского магнитного поля слабее земного приблизительно в 100 раз. Его структура характеризуется, как дипольная. А ось магнитного поля отклонена от оси вращения планеты под углом 10 градусов. Все эти факты удалось выяснить после подробного изучения данных, полученных с аппарата "Маринер-10". Некоторые астрофизики полагают, что магнитное поле Меркурия было образовано в результате эффекта-динамо. То есть по аналогии образования земного магнитного поля. Под определением эффекта динамо подразумевается влияние циркуляции жидкой сердцевины (ядра) планеты вследствие чего возникает очень интенсивный приливный эффект. Он и направлен на сохранение текучей консистенции ядра в перманентном состоянии.

В магнитном поле Меркурия достаточно мощности для отслеживания направления потоков солнечного ветра, которые постоянно движутся вокруг планеты, образовывая магнитосферу. Магнитосфера Меркурия не обладает большой мощностью, которой обладают магнитосферы других планет Солнечной системы. Но ее силы вполне хватает для захвата плазмы из солнечного ветра. Такие выводы удалось сделать после обнаружения "Маринером-10" низкоэнергетической плазмы в магнитосфере Меркурия.

Во время повторного наблюдения, проводимого вблизи Меркурия, машина "Мессенджер" зафиксировала достаточно большое количество окон в его магнитном поле. В тот момент "Мессенджер" неожиданно стал свидетелем появления магнитных вихрей, которые имели вид небольших узелков в области магнитного поля, которые как бы соединяли корабль с самой планетой. Такая форма вихря создается посредством солнечного ветра. И по той причине, что потоки солнечного ветра огибают и задевают магнитное поле Меркурия, оно проносится вслед за ним, образуя нитеобразные скрученные структуры. Данные вихри и являются главным фактором, способствующим формированию окон в магнитосфере планеты.  

Образованные этими вихрями зазоры помогают с легкостью солнечному ветру достигать поверхности планеты. Данное явление в кругу ученых носит название "магнитное пересоединение", которое также время от времени возникает и у Земли, но в меньших количествах.

9.     Условия на Меркурии

Близкое положение планеты по отношению к солнечному диску в сочетании с ее медленным вращением и разреженной атмосферой, - вот основная причина значительных температурных колебаний на поверхности планеты, которая также обладает плохой теплопроводностью за счет своего рыхлого строения. Только на глубине, равной 1 м сохраняется примерно одна и та же температура - +75 °C.

Поверхность Меркурия в дневное время прогревается до +350°C, а в ночное опускается до - 170,2 °C. Температурный минимум на поверхности планеты способен достигать отметки 183,2 °C в ночное время.

Независимо от данных показателей, современные ученые склонны считать, что в некоторых областях Меркурия существует лед. Результатом радарных исследований приполярных районов планеты было обнаружение в этих областях деполяризации от 50 до 150 км. И, вероятно, то самое вещество, которое отражало радиоволны, представляет из себя лед. Вода, принесенная на Меркурий кометами, испаряется и продолжает распространяться по планете до тех пор, пока не окажется вблизи полярных областей, где под воздействием перманентно низких температур она начинает замерзать.

При изучении атмосферы Меркурия, применяя  аппарата "Маринер-10", отправленного в его область, было обнаружено, что она достаточно разрежена. Давление в атмосфере планеты имеет показатель, как и у всех планет, находящихся вблизи Солнца, включая Луну.

Атмосфера планеты состоит из атомов: гелия, кислорода, натрия, калия, водорода и аргона. Все эти частицы были принесены сюда потоками солнечного ветра, время жизни каждой из которых составляет примерно 200 суток.

Гелий с водородом, по-видимому, также приносятся на планету из потоков солнечного ветра, внедряющегося в ее магнитосферу, а затем возвращающегося обратно в космическое пространства. Еще одним источником гелия, обнаруженного на поверхности Меркурия, является радиактивный распад некоторых элементов в его коре. Также при исследовании поверхности Меркурия было зафиксировано водяное испарение.Вод образовалось здесь под действием столкновения и взаимодействия с водородом солнечного ветра и выделение камнями кислорода. Учеными также были обнаружены ионы, идентичные ионам земной воды. Данная находка стала большой неожиданностью.

Такие же ионы были найдены и в окружающем пространстве Меркурия. Астрофизики считают, что они были образованы из водяных молекул, которые подверглись разрушению при падании в эзкосферу планеты путем потоков солнечного ветра.

Зимой 2008 года группой астрономов, работающих в Бостонском научном университете, было заявлено об обнаружении у Меркурия кометоподобного хвоста. Ученым также удалось вычислить его длину, которая составила 2,5 млн. км. Очертания этого "огненного шлейфа" были зафиксированы наземной обсерваторий. Данные факт нисколько не удивил ученых, ведь до этого уже существовали догадки о наличии у Меркурия такого хвоста, которому приписывали меньшую длину – всего 40 тыс.км. Один из первых его снимков был получен еще за 2 года до этого заявления. Хвост был зафиксирован с помощью американского телескопа, установленного на вершине одной из гавайских возвышенностей. К следующей попытке заснять очертания "шлейфа" ученые подготовились намного серьезнее. На этот раз астрофизиками было принято решение задействовать сразу несколько аппаратов, одним из которы стал мощный телескоп техасской обсерватории Макдональд. Кадр лучшего качества "хвоста" Меркурия удалось получить Джоди Вилсону и Карлу Шмидту весной в 2007 году.  Обозрение протяженности хвоста на тот момент составило  3° относительно земной поверхости.

Более отчетливые изображения хвоста Меркурия были получены с АМС "Мессенджера", направленного к нему в 2009 году.

10.   Исследования

10.1. Особенности наблюдений Меркурия с поверхности  Земли

Видимая звездная величина данной планеты находится в промежутка от −1,9 до 5,5. Но исследование Меркурия с земной поверхности усложняется его небольшим угловым расстоянием относительно Солнца. В связи с тем, что в дневное время в высоких широтах Меркурий никогда не просматривается, производить наблюдения за планетой рекомендуется после наступления сумерек. Оптимальными  времени для исследования Меркуриями также считаются вечерние и утренние сумерки с расчетом периода максимального удаления планеты от проекции солнечного диска.

Данные периоды называются элонгациями, которые наступают за год всего несколько раз.

Самые удачные условия для наблюдения Меркурия – вблизи экватора планеты, а также в низких широтах, где продолжительность сумерек считается самой короткой. В средних широтах обнаружить Меркурий сложнее. Хотя улучшить условия такого вида исследований все же возможно, если производить их в период элонгации. А вот заниматься исследованиеми планеты в высоких широтах по мнению ученых совершенно бесполезно. Именно поэтому все наземные наблюдения принято производить в средних широтах в момент сложения полушарий Меркурия около равнодействия из-за того, что в это время продолжительность сумерек намного короче.

10.2.    Древние и средневековые наблюдения

Историки утверждают, что о первых попытках наблюдений за Меркуриями было упомянуто в вавилонских астрологических таблицах. Данные исследования предположительно производились в 14 веке до нашей эры одним из ассирийских ученых. Оказывается уже в те времена Меркурию был приписан статус божества, являющегося покровителем мудрости и искусства.

У древних греков Меркурий был известен сразу под двумя именами – Стилбон и Гермаон. Последнее название являлось одним из нескольких имен бога Гермеса. Позднее греческие астрономы стали называть неизведанную планету "Аполлоном".

Данное имя было выбрано в соответствии с видимостью Меркурия в утреннее время . А прежнее название "Гермес", скорее всего, было выбрано из-за хорошего обзора планеты, который всегда приходился на ночной период. Сегодняшее название "Меркурий" произошло от римлян, ассоциировавших эту планету с быстроногим божеством, покровительствующем успешной торговле. Данный мифический персонаж был подобием древнегреческого бога Гермеса.

Известный и в наше время римский астроном Клавдий Птолемей, проживавший во время наблюдений за Меркурием в Египте, впервые высказал предположение о возможности "следования" Меркурия по контуру солнечного диска. Об этом также не раз упоминается в его научной работе "Гипотезы о планетах".

 Ученым также было отмечено, что такое прохождение Меркурия еще никому не удалось зафиксировать по двум причинам. Первая причина – небольшие размеры Меркурия, которые усложняют наблюдения за нем. Вторая причина – факт такого прохождения случается очень редко.

Древнекитайские ученые также занимались изучением Меркурия. Но его название на китайском языке звучало иначе – "Чень-син", что в переводе означает "утренняя звезда". Чень-син покровительствовал черному цвету, серверу и одному из химических элементов воды.

По закону учения "Ханьшу", синодический период Меркурия соответствовал 115, 91 дням. А по законам школы "Хоу Хурньшу"  - около 116 полным земным суткам. Спустя некоторое время у китайцев, вьетнамцев и корейцев Меркурий стало принято называть "Водяной звездой".

В индийских древних учениях для обозначения Меркурия также использовалось свое название – Будха. Будха – один из индийских покровителей середины недели – среды. В германском язычестве Меркурию также было отведено особое положение. Здесь его ассоциировали с главным божеством – Одином. Эту планету также почитали и индейцы пленеми Майя. Меркурий у них являлся символов священных сов, посланных людям из потустороннего мира. Упоминания о Меркурии также были найдены в рукописях на древнем иврите. "Кохав Хама" – именно так его называли обитатели священной земли, что в дословном переводе означает "Солнечная планета".

В работах древних индийский астрономов под названием "Сурья-сиддханта" 5 века, была найдена первая оценка радиуса Меркурия, который составил 2420 км. Погрешность с точной величиной истинного радиуса оценивается всего в 1%. Но данные вычисления основывались на неточных данных об угловом диаметре этого небесного тела, который в то время оценивался в 3 угловых минутах.

В средние века арабы также плотно занимались  изучением Меркурия. Астроном из Андалусии по имени Аз-Закркали первым предложил описание деферента геоцетрической орбиты планеты. Ученый предположил, что орбита Меркурия имеет вытянутую эллиптическую форму. Но это догадка к счастью никак не повлияла на его основную теорию и астрономические подсчеты. В 12 веке ученый обсерватории Аш-Шарази представил новую версию о том, что в прошлом его единомышленниками было зафиксировано прохождения Меркурия. Индийский ученый астроном, имеющий принадлежность к кералийской школы Н. Сомаяджи в это же время приступил к разработке гелиоцентрической модели. На ней ученый пытался продемонстрировать вращения Меркурия вокруг Солнца, которое якобы обращалось вокруг Земли. Принципы данной системы были схожи с системой  Браге, разработанной в 14 веке.

Наблюдения, проводимые во времена средневековья  с поверхности северных частей Европы были усложнены тем, что Меркурий мог хоть как-то наблюдаться только на утренний или вечерней заре в момент элонгации, которую можно было уловить лишь 1 раз в году. Но и в этот период рассмотреть Меркурий без специальных устройст было почти невозможно. Бытует мнение, что сам Николай Копарник, живший в северной части планеты, и, соответственно, занимавшийся наблюдениями астрономических объектов именно оттуда, был опечален тем, что за всю жизнь ему так и не удалось увидеть эту удивительную планету. Именно поэтому ни одна работа Коперника не была напрямую связана с его собственными наблюдениями за Меркурием.

Однако, он сумел смог достаточно точно описать данную планету, используя заметки о ее исследованиях, сделанных другими учеными.

10.3.     Наблюдения с помощью телескопов

Первым, кому посчастливилось призвести первое аппаратное наблюдение Меркурия, стал Галилей. Но из-за недостающей мощности телескопа ему так и не удалось в полном объеме заниматься исследованием фаз Меркурия. Осенью 1631 года Пьером Гассенди впервые было зафиксировано прохождение тела планеты по проекции солнечного диска. В в 1639 году ученым Джованни Зупи было замечено сходство орбитальных фаз Меркурия с фазами Луны и Венеры. Именно тогда было доказано, что Меркурий, как и все планеты, также вращается вокруг звезды.

Иногда при земных наблюдениях можно стать свидетелем "наложения" диска одной планеты на диск другой. Что касается Меркурия, то Венера покрывает его примерно 1 раз за несколько сотен лет. Такое "наложение" удалось увидеть ученому Джону Бевису. До сегодняшнего дня он является единственным свидетелем данного события. По расчетам ученых следующее такое покрытие произойдет только в 2133 году.

Главная причина недостатка информации о Меркурии всегда заключалась в отсутствии приемлемых условий для наблюдений за ним. Именно поэтому эта планета изучена хуже, чем другие объекты Солнечной системы. Недостаток данных сказывался на том, что даже опытные ученые ошибались, производя некоторые расчеты. Например, Фридрих Бессел, производивший вычисления периода обращения Меркурия вокруг своей оси, получил неверный результат. Все дело в том, что в своих работах он опирался на данные зарисовок Ионанна Шретера, в которых изначально были допущены большие погрешности. В этот же период времени греческий ученый Джованни Скиапарелли, занимавшийся аналогичной работой, все же сумел более точно вычислить данный период. Вскоре Скиапарелли обнаружил, что цифра, полученная им – 88 дней полностью соответствует сидерическому периоду обращения Меркурия вокруг своей оси.

В 1934 года работу над картографированием планеты взял на себя Эден Антониади. Позже он выпустил книгу, где представил все заключения своих личных исследований Меркурия. Большинство объектов местности Меркурия были названы такими же именами, которые прописаны в картах Антониади.

Астороном из Италии по имени Джузеппе Коломбо было замечено, что полный оборот планеты вокруг своей оси соответствует  2/3 сидерического периода ее вращения. Коломбо также заявил, что, возможно,  данные периоды оказываются в резонансном соотношении 3:2.  Но это нисколько не опровергает  данные исследований Скиапарелли и его соотечественника - Антониади. Все дело в том, что на момент проведения исследований ученые наблюдали Меркурий в одном и том же состоянии, которое всегда приходилось на второй оборот планеты вокруг Солнца. После чего данные заносились учеными на карты, игнорируя возможность и других положений Меркурия, например, его обращение к звезде противоположной стороной.

Близкое расстояние планеты от Солнца также создает некоторые помехи для ее изучения даже с помощью современной аппаратуры. Например, мощнейшую машину "Хаббл" при всех ее широких возможностях исследования космического пространства, нецелесообразно использоваться для исследования Меркурия из-за многих особенностей его расположения и строения. Если пытаться производить исследования с помощью конкретного прибора, то будет большая вероятность того, что его механизмы быстро придут в полную негодность из-за влияния на них высоких температур и других факторов.

10.4.    Исследования Меркурия современными методами

Меркурий является по факту наименее изученным небесным объектом Солнечной системы. К телескопическим методам его исследования в 20 веке, также добавились и более совершенные – радиолокационные и радиоастрономические, а также и другие - проводимые с помощью современных космических аппаратов.

Радиоастрономические методы в изучении Меркурия впервые были задействованы в середине 20 века. Они основывались на работе рефлектора с парой примыкающих к нему радиометров. В 1966 году на основе анализа ранее полученной информации о планете, ученым удалось произвести более точные расчеты температурных колебаний в разных областях ее поверхности. Первое радиолокационное исследование было решено произвести летом 1962 года. В нем участвовали ученые из группы В.А. Котельникова. В результате проделанной работы удалось выявить отражательные способности Меркурия, которые ранее были обнаружены только у Луны. Спустя 3 года ученым с помощью радиотелескопа также удалось вычислить точный период вращения Меркурия, который оказался равен 59 полным земным суткам.

Революционный прорыв в области электроники и информационных технологий значительно упростил задачу ученым в наблюдении Меркурия, предоставив им возможность производить их прямо с поверхности Земли. Для этого применяются приемники излучения с последующей компьютерной обработкой полученных фотографий. Одни из первых наблюдений за Меркурием с помощью ПЗС- приемников пришлись на 1995-2000 года. Тогда их организация была доверена Йохану Вареллу, работающему в обсерватории острова Ла Пальма. Данные наблюдения производились через солнечный телескоп, величина которого достигала 0,5 м. Тогда задачей ученого также стал отбор наиболее качественных снимков, так как их компьютерная обработка в ходе данных мероприятий не была запланировала. Подобным видом обработки также начала заниматься и Абастуманская обсерватория после получения новых данных исследований Меркурия за 2002 год. Обработку данных тогда решили производить методами  корреляционного совмещения.

Космические исследования Меркурия начали проводиться с помощью отправки "Маринера-10" в область планеты. За год пребывания вблизи планеты ( 1974-1975 год) "Маринер-10" сумел трижды приблизиться к ней. Минимальное расстояние между Меркурием и космическим аппаратом составило 320 км. Благодаря такому стечению обстоятельств  было произведено множество снимков половины поверхности планеты. Более поздние наземные наблюдения помогли ученым выявить нахождение на Меркурии водяного льда, лежащего в основании его полярных кратеров.

Сегодня организация НАСА продолжает наблюдения за Меркурием с помощью аппарата "Мессенджер", запущенного в область планеты в 2004 году. Новая миссия осуществляется успешно, судя по тому, что уже к началу 2008 года американскими учеными было заявлено о завершении полного круга прохождения аппарата вокруг планеты. Весной 2011 года также было сообщено о том, что "Мессенджер" успешно вышел на орбиту изучаемой планеты, благополучно выполнив ряд задач вблизи Земли и Венеры.

Следующим этапом этой миссии заключалось изучение состава поверхности и атмосферы Меркурия, а также частиц ее плазмы. Данные исследования производились с помощью комплекса специальных  аппаратов, присоединенных к корпусу зонда.

В июне 2011 года ученые получили новую информацию о том, что магнитное поле Меркурия асимметрично относительно его полюсов. А это значит, что северный и южный полюса в разной степени обдуваются солнечным ветром. Помимо этого, с помощью "Мессенджера" ученым удалось произвести анализ химических состава поверхности планеты.

10.5.    Перспективы

Представители Европейского космического агентства в сотрудничестве с агентством аэрокосмических исследований Японии решили разработать новую миссию, которая по предварительным данным будет назваться "Бепи Коломбо". Главными исполнителями этой миссии станут российский и японские аппараты – МРО и ММО. Российское устройство будет производить подробное изучение ландшафтов Меркурия, регистрируя крупные возвышенности и впадины на его поверхности. Предназначение японской машины в данном исследовании будет заключаться в получении новых данных о магнитном поле Меркурия и его магнитосферы. Отправка BepiColombo запланирована на 2015 год. На 2021 год ученые прогнозируют уже выход станции на ориту исследоваемой планеты, где и произойдет ее разделение на два устройства.

Сегодня российские ученые  решают вопрос об отправке на Меркурий посадочной машины "Меркурий-П". Запуск аппарата изначально планировали на 2019 год. На ввиду некоторых обстоятельств дата отправки станции, скорее всего, будет пересена на более поздний срок.


   
Поиск
Rambler's Top100