как устроена Солнечная система – Москва 24, 22.01.2016
Фото: nasa.gov
Ученым из США Майклу Брауну и Константину Батыгину на днях впервые удалось получить доказательства существования в Солнечной системе девятой планеты.
Новую планету удалось обнаружить с помощью компьютерного моделирования при изучении движения малых небесных тел за пределами орбиты Плутона, но визуального подтверждения пока не получено. Масса девятой планеты по предварительным оценкам в 5–10 раз превышает массу Земли, а расстояние от нее до Солнца может составлять до 200 астрономических единиц (одна а.е. примерно равна расстоянию от Земли до Солнца).
Интересные факты о входящих в состав Галактики планетах – в материале m24.ru.
Меркурий
Фото: messenger.jhuapl.edu
На данный момент – самая маленькая планета Солнечной системы, расположена ближе всех к Солнцу. Самые древние свидетельства наблюдения Меркурия можно найти еще в шумерских клинописных текстах, датируемых третьим тысячелетием до нашей эры.
Планета была частью геоцентрической птолемеевой системы, по которой Земля располагалась в центре Солнечной системы, и вокруг нее обращались Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Хотя именно насчет Венеры и Меркурия у древних греков не было единого мнения.
Пожалуй, одна из самых необычных планет земной группы. Естественных спутников у планеты нет. Меркурий вращается по сильно вытянутой эллиптической орбите и вокруг Солнца обращается всего за 88 земных суток, и в этом смысле является самой быстрой планетой Солнечной системы.
При этом продолжительность одних звездных суток на Меркурии составляет порядка 59 земных, то есть больше половины меркурианского года, что является уникальным для Солнечной системы явлением.
Еще одна особенность планеты – на Меркурии не существует таких времен года, как на Земле, из-за того, что ось вращения планеты находится под почти прямым углом к плоскости орбиты. Поэтому рядом с полюсами есть области, до которых солнечные лучи не доходят вообще никогда.
Интересно и поведение Солнца на планете, по земным меркам оно ведет себя крайне странно: после восхода может остановиться и начать двигаться в обратном направлении – с запада на восток. Это происходит из-за того, что скорость вращения планеты вокруг оси не меняется в отличие от скорости вращения вокруг солнца.
В Солнечной системе обнаружили еще одну планету
Из-за близкого расположения к Солнцу освещается и нагревается в семь раз больше Земли, то есть на дневной половине Меркурия постоянное пекло. По разным данным, температура на поверхности может достигать более 400 градусов Цельсия. А вот на ночной стороне такие сильные морозы, что температура может опускаться ниже минус 200 градусов Цельсия.
Своей поверхностью Меркурий напоминает Луну. У него нет естественных спутников, но при этом есть очень разреженная атмосфера. Давление на его поверхности почти в 500 миллиардов раз меньше, чем на Земле. Считается также, что Меркурий наделен очень слабым магнитным полем, сила которого составляет менее одного процента земного.
С Земли планету наблюдать довольно сложно: во-первых, из-за малой величины его орбиты. Минимальное расстояние до Меркурия всего 80 миллионов километров, но наблюдать его в это время не удается не только из-за яркого света Солнца, но и потому, что к Земле в этот период обращена его ночная сторона.
Из-за сложности наблюдений долгое время считалось, что Меркурий постоянно обращен к Солнцу одной и той же стороной. «Счастлив астроном, Меркурий увидевший», – говорится в средневековых астрономических наставлениях.
В 2009 году ученые составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер».
Венера
Фото: nasa.gov
Венеру иногда называют сестрой Земли, потому что обе планеты похожи размерами, силой тяжести и составом.
На этом сходство заканчивается. Атмосфера Венеры напоминает одеяло из углекислых газов, задерживая тепло, пришедшее с Солнца. Из-за этого парникового эффекта на планете постоянно сильная жара. Средняя температура на планете достигает 475 градусов по Цельсию, что делает ее самой горячей планетой в Солнечной системе.
Венера считается относительно молодой, ей приблизительно 500 миллионов лет. Полагают, что в глубокой древности Венера настолько разогрелась, что подобные земным океаны, которыми она могла обладать, полностью испарились и оставили после себя пустынный пейзаж с множеством скал.
Поверхность планеты состоит из сотни тысяч вулканов, большая часть из которых очень низкие: в высоту они не превышают и 100 метров. Сильная облачность планеты не позволяет хорошо разглядеть ее поверхность с помощью телескопов.
Зато планету очень легко наблюдать с Земли, найти Венеру на небе гораздо проще, чем другие планеты. Венера сближается с Землей ближе всех, иногда расстояние между нашей планетой и Венерой составляет не более 45 миллионов километров. Помимо этого, большая плотность облаков отражает свет от солнца, что делает планету очень яркой.
Обычно Венера видна на небе незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца, из-за чего ее называют Вечерняя звезда или Утренняя звезда. Венера – одна из двух планет, которые вращаются вокруг своей оси по часовой стрелке с востока на запад. Точно так же ведет себя Уран.
Еще один интересный факт: чтобы сделать оборот вокруг Солнца, Венере необходимо 225 земных суток, а полный оборот вокруг своей оси она совершает за 243 земных дня. То есть день на Венере длиннее, чем год. Кстати, из-за медленного вращения вокруг своей оси здесь нет смены времен года – планета просто постоянно пропекается со всех сторон.
Венера была первой планетой (за исключением Земли), которую увидели из космоса. Ее впервые запечатлел из космоса в декабре 1962 года беспилотный космический аппарат «Маринер 2».
До недавнего времени Венера была посещена чаще, чем любая другая планета: рядом с ней или на ее поверхности побывали 18 советских и шесть американских космических аппаратов. Сейчас наиболее посещаемой планетой становится Марс.
Земля
Фото: nasa.gov
Третья планета от Солнца и наш родной дом. На данный момент единственная известная обитаемая планета не только в Солнечной системе, но и во Вселенной.
Предположительно, наша планета образовалась около 4,7 миллиарда лет назад из рассеянных газопылевых веществ. Полагают, что жизнь на Земле появилась в течение первого миллиарда лет после ее возникновения.
Некоторые теории утверждают, что падения астероидов приводили к существенным изменениям в окружающей среде и поверхности Земли, вызывая, в частности, массовое вымирание различных видов живых существ. Также существуют предположения, что именно астероиды принесли на планету источник всей жизни – воду.
По различным оценкам, Земля будет сохранять условия для существования жизни еще в течение 0,5–2,3 миллиарда лет.
На Земле существуют четкие смены сезонов из-за того, что ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты. Луна при этом стабилизирует наклон земной оси и постепенно замедляет вращение Земли.
В океанах и морях Земли содержится 1370 миллионов кубических километров воды. Чтобы представить себе это количество, достаточно сказать, что оно в 10 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем моря.
Полюбоваться Землей из космоса можно на сайте МКС онлайн.
Марс
Фото: nasa.gov
В настоящее время именно на Марс обращено наибольшее внимание ученых и исследователей. Марс является любимой необитаемой планетой для различных фантастических киносценариев.
Свое знаменитое прозвище «красная планета» Марс получил из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого оксидом железа. Помимо Луны, Марс – единственный космический объект, до которого человек может добраться с помощью современных ракет и зондов. Для космонавтов этот путь может занять примерно четыре года.
Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. Рядом с экватором Марса располагается район Тарсис (называемый также Провинция Фарсида). В этой зоне располагаются вулканы огромных размеров.
Самый большой вулкан Тарсиса – Олимп. По разным данным, он достигает от 21 до 27 километров в высоту, что делает его самым высоким известным объектом в Солнечной системе.
Интересно, что атмосферное давление на вершине Олимпа составляет лишь два процента от марсианского. Для сравнения, давление на вершине Эвереста составляет 25 процентов от показателя на уровне моря. А так как давление на поверхности Марса в 160 раз меньше земного, то разреженность среды на вершине Олимпа почти не отличается от космического вакуума.
Рядом с Тарсисом располагается гигантская система каньонов – Долина Маринер. Это самый большой каньон в солнечной системе шириной 600 километров и глубиной, в которую гора Эверест может полностью опуститься на дно.
Предполагается, что в прошлом вода покрывала значительную часть поверхности Марса. В настоящее время поверхность Марса исследуют два марсохода – Opportunity и Curiosity.
Юпитер
Фото: nasa.gov
Самая большая в Солнечной системе планета. Юпитер, как и все предыдущие планеты, был известен людям с глубокой древности. О нем упоминается в ряде древних культур, в частности месопотамской, вавилонской, греческой.
Эта планета – большой газовый шар, на ней нет твердой поверхности. В основном состоит из аммиака, метана, водорода и гелия. Планета обладает наибольшим в Солнечной системе числом спутников: их у Юпитера 67.
Помимо спутников, у Юпитера есть кольцо шириной в 20 тысяч километров, которое практически вплотную подходит к планете. Интересная особенность планеты – из-за большой скорости вращения планета как бы выпячивается вдоль экватора. Это вращение также способствует образованию мощных ветров в верхних слоях атмосферы.
Юпитер вращается вокруг своей оси быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы. Для одного полного оборота ему достаточно всего 10 часов. А вот для того чтобы полностью облететь Солнце, Юпитер затрачивает 12 земных лет.
На Юпитере не бывает смены времен года. Температуру планеты невозможно точно измерить в одном месте из-за отсутствия твердой поверхности. Тем не менее есть предположения, что температура на верхней кромке облачности составляет примерно минус 145 градусов по Цельсию.
На газовом гиганте происходят атмосферные явления, схожие с земными, – штормы, молнии, полярные сияния. Правда, по масштабам они на порядки превосходят земные.
Самым заметным образованием в атмосфере планеты является так называемое Большое красное пятно – это гигантский шторм, по размерам превосходящий Землю и длящийся уже свыше 300 лет.
Гравитация на этом гиганте в 2,5 раза больше, чем на Земле, также в 2,5 раза его масса превышает массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых. Помимо этого, Юпитер обладает сильнейшим магнитным полем.
В 2011 году на планету был запущен зонд «Юнона», предполагается, что он долетит до Юпитера в этом году.
Сатурн
Фото: nasa.gov
Вторая по размеру планета Солнечной системы знаменита своей системой колец. Кольца Сатурна очень тонкие: при диаметре около 250 тысяч километров их толщина не достигает и километра.
По большей части кольца состоят изо льда и пыли. Всего у Сатурна имеется три основных кольца и четвертое – более тонкое. Несмотря на то что кольца есть у всех планет-гигантов, кольца Сатурна единственные, которые можно увидеть с Земли.
Так же, как и Юпитер, Сатурн не имеет твердой поверхности. В основном он состоит из водорода с примесями гелия. У планеты настолько маленькая плотность, что она меньше плотности воды. Кстати, плотность всех газовых гигантов так мала, что если бы во Вселенной нашлась некая космическая ванна, то газовые планеты плавали бы в ней, как мыльные пузыри.
Из-за сильного вращения вокруг оси Сатурн сплющен по полюсам и раздут на экваторе. Вокруг Солнца Сатурн обращается примерно за 29 с половиной земных лет. Скорость ветров в районе экватора развивается до 1800 километров в час, что гораздо больше самого быстрого ветра на Юпитере.
У Сатурна есть своя интересная особенность: облака на его северном полюсе образуют гигантский шестиугольник, который впервые обнаружил «Вояджер» в 1980-х годах.
Шестиугольная структура облаков сохраняется во время их вращения, и шестиугольник оставался стабильным все 20 лет после полета «Вояджера», что видно на поздних снимках космического аппарата «Кассини».
Иметь форму шестиугольника могут и отдельные облака на Земле, но, в отличие от них, шестиугольник на Сатурне близок к правильному. Он огромен по размеру: внутри него могут поместиться четыре Земли.
Уран
Фото: nasa.gov
Земля не единственная голубая планета солнечной системы, таким же цветом может похвастаться и Уран. Эту планету открыл Уильям Гершель в 1781 году, до этого момента, увидев Уран на небе, его принимали за обычную звезду.
Это открытие позволило расширить границы Солнечной системы в глазах человека впервые со времен античности. Оказалось, что открытая планета хранит в себе множество сюрпризов.
В отличие от других газовых планет, в центре Урана и похожего на него Нептуна нет металлического водорода, но зато там очень большое количество льда и его различные температурные модификации. Из-за этого ученые даже отделили Уран и Нептун в отдельный вид ледяных гигантов.
Главным отличием Урана от остальных планет является его необычное положение – его ось вращения лежит как бы на боку. Из-за этого Уран бывает обращен к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.
Уран полностью обращается вокруг Солнца за 84 земных года. Из-за необычного наклона, день на северном полюсе длится половину года, то есть в течение 42 лет северный полюс находится под лучами Солнца.
Однако это не мешает Урану иметь самую холодную атмосферу в Солнечной системе с минимальной температурой минус 224 градуса Цельсия. Это холоднее, чем на более удаленных от Солнца Нептуне и Плутоне.
А вот атмосфера Урана необычно спокойная по сравнению с другими планетами-гигантами. Как правило, это связывают с очень малым внутренним теплом.
Нептун
Фото: nasa.gov
Орбита восьмой и на данный момент самой дальней планеты Солнечной системы пересекается с орбитой Плутона в нескольких местах. Из-за этого происходит интересный эффект – Плутон почти 20 лет из 248, которые нужны ему для полного оборота вокруг Солнца, находится в пределах орбиты Нептуна.
Самый маленький из газовых гигантов обнаружили 23 сентября 1846 года. При этом Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчетам, а не при помощи постоянных наблюдений.
А вот с Земли Нептун увидеть невооруженным глазом нельзя. Планету посетил лишь один космический аппарат «Вояджер-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 километров в час.
Кстати, не так давно исполнился ровно один нептунианский год – 12 июля 2011 прошло почти 165 земных лет с момента открытия Нептуна.
Плутон
Фото: nasa.gov
Хотя официально планетой не является уже 10 лет, обойти его вниманием невозможно. Бывшая девятая планета Солнечной системы в настоящее время крупнейшая известная карликовая планета.
Со дня своего открытия в 1930 году и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Но в конце XX и начале XXI века во внешней части Солнечной системы, Поясе Койпера, было открыто множество более массивных объектов, чем Плутон.
Помимо этого, в 2006 году Международный астрономический союз дал точное определение планеты, под которое маленький Плутон не попал. Он получил название «карликовой планеты» и номер 134340.
С разжалованием Плутона из статуса планеты связаны интересные факты. Американское диалектологическое общество признало глагол to pluto («оплутонить») новым словом 2006 года. Оно означает «понизить в звании или ценности кого-либо или что-либо, как это произошло с теперь уже бывшей планетой Плутон».
Помимо этого, в 2007 году законодательное собрание штата Нью-Мексико, где долгое время жил первооткрыватель Плутона Клайд Томбо, единогласно постановило, что в его честь Плутон в нью-мексиканском небе всегда будет считаться планетой. Двумя годами позже аналогичное постановление принял сенат штата Иллинойс, откуда родом Клайд Томбо.
Ряд ученых продолжают считать Плутон планетой, так как он имеет свою атмосферу, времена года, полярные шапки и спутники.
NASA опубликовало уникальные фотографии с поверхности Плутона
В 2015 году до Плутона долетел запущенный в 2006 году американский космический аппарат «Новые горизонты» (New Horizons), который исследовал его с близкого расстояния. На корабль была помещена часть пепла, оставшаяся от кремации первооткрывателя Клайда Томбо.
В настоящее время Плутон – это единственная известная карликовая планета, имеющая атмосферу. Плутон состоит в основном из камня и льда. Он действительно очень маленький: площадь его поверхности примерно равна площади России.
Для того чтобы сделать полный оборот вокруг Солнца Плутону требуется 248 земных лет – самый длительный период обращения вокруг Солнца из всех планет.
Солнце на Плутоне восходит и заходит примерно раз в неделю, а солнечный свет достигает его поверхности за пять часов (чтобы достичь поверхности Земли, солнечному лучу требуется всего восемь минут). Помимо этого, солнечный свет на далеком Плутоне в две тысячи раз тусклее, чем на Земле.
- Самая жаркая планета – Венера.
- Самая холодная планета – Уран.
- Самая ветреная планета – Нептун.
- С самыми высокими горами – Марс.
- С самой высокой плотностью – Земля.
- Самый большой перепад дневной и ночной температур – Меркурий.
- Самая быстрая планета – Юпитер.
- С самой маленькой плотностью – Сатурн.
наука космос исследования планеты жизнь в мире Вселенная
Самая большая и самая маленькая планета Солнечной системы – Пипсик
На сегодня астрономам известно 8 планет Солнечной системы.
Самая маленькая планета Солнечной системы
Наименьшей планетой является Меркурий, чей радиус составляет 2439 км (диаметр 4879 км или 3 031,9 миль). Было время, когда Меркурий потерял этот статус. Это произошло после открытия Плутона в 1930 г., который имеет ещё меньшие размеры. В 2006 г.Плутон был переквалифицирован в карликовую планету, после чего Меркурий снова стал рекордсменом.
Меркурий
Меркурий настолько мал, что уступает по размерам даже двум спутникам – Ганимеду (он принадлежит Юпитеру) и Титану (он вращается вокруг Сатурна). Но по массе Меркурий всё же обгоняет их, так как состоит из более плотных веществ.
Малые размеры Меркурия привели к тому, что у него почти отсутствует атмосфера. Теоретически она существует, но ее давление в 500 млрд раз меньше земного давления, принимаемого за 1 атмосферу. С технической точки зрения атмосфера Меркурия может считаться вакуумом.
Самая большая планета Солнечной системы
Это Юпитер, радиус которого оценивается в 69911 км (диаметр 140 000 км или 86 881 миль). По объему он больше Земли в 1320 раз, а по массе – в 318 раз. Юпитер относится к классу планет-гигантов, которые сильно отличаются от землеподобных планет. Достаточно упомянуть тот интересный факт, что у него нет твердой поверхности!
Юпитер
Дело в том, что большая часть Юпитера – это его атмосфера. По мере приближению к центру планеты атмосфера становится всё более плотной, а давление возрастает. В результате на определенной глубине газовая атмосфера переходит в жидкое состояние, однако четкой границы (как на Земле) между океаном и атмосферой нет.
У какой планеты больше всего спутников и колец?
Отличаются планеты-гиганты и обилием спутников. У Юпитера их 79, а Сатурна и вовсе 82. Среди землеподобных планет только Марс обладает сразу двумя спутниками, но их линейные размеры не превышают 30 км. Для сравнения – диаметр Ганимеда составляет 5268 км.
Также все планеты-гиганты обладают системами колец. Первоначально они были открыты только у Сатурна ещё в 1655 г. Кольца же остальных гигантов (Юпитера, Урана и Нептуна) были обнаружены уже в 70-80-е годы XX века во многом благодаря космическим аппаратам, пролетавших вблизи них.
Расстояния между планетами и Солнцем хорошо описывают правилом Тициуса-Боде, которое представляет собой геометрическую прогрессию. Однако есть исключение – по этому правилу между Марсом (4-ой планетой) и Юпитером (5-ой планетой) должна находиться ещё одна планета. В реальности же там располагается пояс астероидов. Были высказаны предположения, что раньше на месте этого пояса располагалась планета, которая даже получила свое имя – Фаэтон. Однако современные исследования показывают, что ее никогда не существовало.
Самая горячая планета Солнечной системы
Ясно, что чем ближе планета к Солнцу, тем жарче на ней. Стало быть, самой жаркой планетой должен быть Меркурий, находящийся ближе всех к Солнцу. Но это не так! Температура на Меркурии на солнце поднимается до + 427°, а в тени падает до – 193°С. Интересно, что даже на Марсе, который расположен в 4 раза дальше от Солнца, чем Меркурий, температура не опускается до таких низких значений. Самой же раскаленной планетой является Венера, где и в тени, и на солнце температура держится у отметки 464°С.
Венера
Причина такой аномалии заключается в том, что Венера обладает очень плотной атмосферой, ее давление у поверхности в 100 раз выше, чем на Земле. Это значит, что оно сопоставимо с давлением воды на глубине 900 метров. С одной стороны, такая плотная атмосфера, состоящая преимущественно из углекислого газа, создает мощнейший парниковый эффект, который и приводит к экстремальному перегреву планеты.
С другой стороны, атмосфера перераспределяет тепло между освещенными и неосвещенными участками Венеры, поэтому она прогревается равномерно. На Меркурии же атмосфера почти отсутствует, поэтому нет парникового эффекта, равно как и отсутствует механизм перераспределения тепла между «горячим» и «холодным» полушарием.
Порядок планет
Оказывается, порядок планет в Солнечной системе не всегда был таким, как сейчас. На заре ее формирования Нептун был ближе к Солнцу, чем Уран. Однако вследствие воздействия гравитации Юпитера и Сатурна он стал удаляться от Солнца, в результате чего Уран и Нептун поменялись местами. Процесс отдаления Нептуна завершился только тогда, когда он врезался в пояс Койпера – ещё одно скопление астероидов в Солнечной системе.
Сегодня расположение планет Солнечной системы по порядку от Солнца выглядит так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и карликовая планета Плутон
Дожди из алмазов
На Юпитере и Сатурне происходит уникальное явление – дожди из алмазов. Дело в том, что в их атмосфере есть облака из метана. Когда сквозь них проходят молнии, образуется сажа (углерод), которая начинает падать к центру планеты.
По мере увеличения плотности атмосферы углерод испытывает всё большее давление и преобразуется сначала в графит, а потом и в алмазы. Общая масса алмазных осадков на Сатурне оценивается в 1000 тонн в год.
Вращение планет — интересные закономерности и аномалии
Все планеты вращаются вокруг Солнца в одну сторону и почти в одной плоскости (ее называют плоскостью эклиптики). Также в одну сторону они крутятся и вокруг собственной оси. Но здесь есть 2 исключения: Венера и Уран. Первая вращается в противоположную сторону, а ось Урана и вовсе имеет наклон, примерно равный 90°. Это приводит к тому, что почти на всей поверхности Урана, кроме узкой полоски на экваторе, наблюдается полярный день или полярная ночь. Это значит, что день сменяет ночь в этих районах раз в 42 года!
Меркурий и Венера отличаются тем, что крайне медленно вращаются вокруг своей оси. Меркурий на один такой оборот тратит 58,646 земных дней, в то время как на оборот вокруг Солнца ему необходимо 87,969 дней. Получается, что на каждый меркурианский год приходится ровно 1,5 меркурианских дня. Это соотношение выдерживается с небывалой точностью. На Венере же год длится 224,7 земных дня, а сутки – 243 дня. То есть сутки на Венере длиннее, чем год.
Меркурий также считается быстрейшей планетой в нашей звездной системе. Из-за эллиптичной формы его орбиты иногда его угловая скорость вращения вокруг Солнца начинает превосходить скорость вращения вокруг своей оси. В эти периоды времени наблюдатель на Меркурии увидел бы, что Солнце на небосводе пошло в обратную сторону.
Из некоторых точек можно даже наблюдать, как Солнце заходит сразу же после восхода. Это явление называют эффектом Иисуса Навина, так как этот персонаж Библии смог остановить движение Солнца на небе.
Меркурий: самая маленькая и ближайшая к Солнцу планета
Изображение Меркурия в искусственных цветах, сделанное космическим кораблем MESSENGER, подчеркивает физические различия на планете. (Изображение предоставлено: НАСА/Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса/Вашингтонский институт Карнеги)Меркурий — ближайшая к Солнцу планета и самая маленькая планета в нашей Солнечной системе. У крошечной планеты нет собственной луны, и она вращается вокруг Солнца быстрее, чем все другие планеты, поэтому римляне назвали ее в честь своего быстроногого бога-посланника.
Шумеры также знали о Меркурии по крайней мере 5000 лет назад. Согласно сайту, связанному с миссией НАСА MESSENGER (Поверхность Меркурия, космическая среда, геохимия и ранжирование), его часто ассоциировали с Набу, богом письма. Меркурию также дали отдельные имена за то, что он выглядит как утренняя звезда и как вечерняя звезда. Однако греческие астрономы знали, что эти два названия относятся к одному и тому же телу, и Гераклит около 500 г. до н. э. правильно полагал, что и Меркурий, и Венера вращаются вокруг Солнца, а не Земли.
Меркурий — вторая по плотности планета после Земли, с огромным металлическим ядром шириной примерно от 2200 до 2400 миль (от 3600 до 3800 километров), или около 75% диаметра планеты. Для сравнения, внешняя оболочка Меркурия имеет толщину всего от 300 до 400 миль (от 500 до 600 км). Сочетание его массивного ядра и состава, включающего обилие летучих элементов, годами озадачивало ученых.
Связанный: Из чего сделан Меркурий?
Ртуть: температура, размер и поверхностная активность
Поскольку планета находится так близко к Солнцу, температура поверхности Меркурия может достигать палящих 840 градусов по Фаренгейту (450 градусов по Цельсию). Однако, поскольку в этом мире не так уж много настоящей атмосферы, способной удерживать какое-либо тепло, ночью температура может упасть до минус 275 градусов по Фаренгейту (минус 170 градусов по Цельсию), перепад температур составляет более 1100 градусов по Фаренгейту (600 градусов по Цельсию). , самый большой в Солнечной системе.
Истории по теме:
Меркурий — самая маленькая планета — он лишь немного больше Луны Земли. Поскольку у нее нет значительной атмосферы, чтобы остановить удары, планета испещрена кратерами. Около 4 миллиардов лет назад астероид шириной примерно 60 миль (100 км) столкнулся с Меркурием с силой, равной 1 триллиону 1-мегатонных бомб, образовав огромный ударный кратер примерно 9Ширина 60 миль (1550 км). Этот кратер, известный как бассейн Калорис, может вместить весь штат Техас. Согласно исследованию, проведенному в 2011 году, еще одно крупное столкновение, возможно, помогло создать странное вращение планеты. может быть постоянно в тени от палящего солнца. На южном полюсе также могут быть ледяные карманы, но орбита MESSENGER не позволяла ученым исследовать этот район. Лед мог быть доставлен туда кометами или метеоритами, или водяной пар мог выйти из недр планеты и замерзнуть на полюсах.
Краткие факты
Среднее расстояние от Солнца: 35 983 095 миль (57 909 175 км). Для сравнения: 0,38 Расстояние Земли от Солнца
Перигелий (самое близкое сближение с Солнцем): 28 580 000 миль (46 000 000 км). Для сравнения: в 0,313 раза больше, чем у Земли
Афелий (самое дальнее расстояние от Солнца): 43 380 000 миль (69820 000 км). Для сравнения: в 0,459 раза больше, чем у Земли
Продолжительность дня : 58,646 земных дней
Цвет: Серый
Как будто Меркурий недостаточно мал, он не только уменьшался в прошлом, но и продолжает уменьшаться сегодня, согласно отчету за 2016 г. Крошечная планета состоит из единой континентальной плиты над остывающим железным ядром. Когда ядро остывает, оно затвердевает, уменьшая объем планеты и вызывая ее сжатие. В результате этого процесса поверхность смялась, образовав уступы или утесы в форме лопастей, длиной несколько сотен миль и высотой до мили, а также «Великую долину» Меркурия, которая имеет около 620 миль в длину, 250 миль в ширину и две мили в глубину. (1000 на 400 на 3,2 км) больше, чем знаменитый Гранд-Каньон в Аризоне, и глубже, чем Великая рифтовая долина в Восточной Африке.
«Молодой возраст небольших уступов означает, что Меркурий присоединяется к Земле как тектонически активная планета с новыми разломами, которые, вероятно, формируются сегодня, поскольку внутренняя часть Меркурия продолжает остывать, а планета сжимается», — Том Уоттерс, старший научный сотрудник Смитсоновского института в Национальном институте авиации и космонавтики. Музей в Вашингтоне, округ Колумбия, говорится в заявлении НАСА.
Действительно, исследование скал на поверхности Меркурия, проведенное в 2016 году, показало, что на планете все еще могут происходить землетрясения или «меркуриотрясения». Кроме того, в прошлом поверхность Меркурия постоянно изменялась из-за вулканической активности. Однако другое исследование 2016 года показало, что извержения вулканов Меркурия, вероятно, закончились около 3,5 миллиардов лет назад.
Одно исследование 2016 года показало, что особенности поверхности Меркурия в целом можно разделить на две группы: одна состоит из более старого материала, который плавился при более высоких давлениях на границе ядра и мантии, а другая состоит из более нового материала, который образовался ближе к поверхности Меркурия. Другое исследование 2016 года показало, что темный оттенок поверхности Меркурия обусловлен углеродом. Этот углерод не образовался при столкновении с кометами, как подозревали некоторые исследователи, — вместо этого он может быть остатком первичной коры планеты.
Магнитное поле Меркурия
Совершенно неожиданное открытие, сделанное Маринером-10, заключалось в том, что Меркурий обладал магнитным полем. Теоретически планеты генерируют магнитные поля только в том случае, если они быстро вращаются и обладают расплавленным ядром. Но Меркурию для вращения требуется 59 дней, и он настолько мал — примерно в одну треть размера Земли, — что его ядро давно должно было остыть.
«Мы выяснили, как работает Земля, а Меркурий — еще одна земная каменистая планета с железным ядром, поэтому мы думали, что она будет работать так же», — Кристофер Рассел, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Об этом говорится в заявлении Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Необычный интерьер может помочь объяснить различия в магнитном поле Меркурия по сравнению с Землей. Наблюдения с MESSENGER показали, что магнитное поле планеты примерно в три раза сильнее в северном полушарии, чем в южном. Рассел стал соавтором модели, которая предполагает, что железное ядро Меркурия может превращаться из жидкого в твердое на внешней границе ядра, а не на внутренней.
«Это похоже на снежную бурю, когда снег образуется в верхней части облака, в середине облака и в нижней части облака», — сказал Рассел. «Наше исследование магнитного поля Меркурия показывает, что железо оседает в этой жидкости, которая питает магнитное поле Меркурия».
Открытие в 2007 году с помощью наземных радиолокационных наблюдений того, что ядро Меркурия может быть все еще расплавленным, может помочь объяснить его магнетизм, хотя солнечный ветер может играть роль в ослаблении магнитного поля планеты .
Хотя магнитное поле Меркурия всего на 1% слабее земного, оно очень активно. Магнитное поле солнечного ветра — заряженные частицы, исходящие от Солнца, — периодически соприкасаются с полем Меркурия, создавая мощные магнитные торнадо, направляющие быструю горячую плазму солнечного ветра на поверхность планеты.
Есть ли у Меркурия атмосфера?
Вместо плотной атмосферы Меркурий обладает сверхтонкой «экзосферой», состоящей из атомов, сброшенных с его поверхности солнечным излучением, солнечным ветром и ударами микрометеороидов. По данным НАСА, они быстро улетают в космос, образуя хвост из частиц .
Атмосфера Меркурия представляет собой «связанную с поверхностью экзосферу, по сути, вакуум». По данным НАСА, он содержит 42% кислорода, 29% натрия, 22% водорода, 6% гелия, 0,5% калия с возможными следовыми количествами аргона, углекислого газа, воды, азота, ксенона, криптона и неона.
Орбита Меркурия
Меркурий вращается вокруг Солнца каждые 88 земных дней, путешествуя в космосе со скоростью почти 112 000 миль в час (180 000 км/ч), быстрее, чем любая другая планета. Его овальная орбита очень эллиптическая, поэтому Меркурий находится на расстоянии 29 миллионов миль (47 миллионов километров) и 43 миллионов миль (70 миллионов километров) от Солнца. Если бы можно было стоять на Меркурии, когда он находится ближе всего к Солнцу, он казался бы более чем в три раза больше, чем если смотреть с Земли.
(открывается в новой вкладке)
Как ни странно, из-за высокой эллиптической орбиты Меркурия и примерно 59 земных дней, необходимых для вращения вокруг своей оси на раскаленной поверхности планета, кажется, что солнце ненадолго восходит, садится и снова восходит, прежде чем отправиться по небу на запад. На закате кажется, что солнце садится, снова ненадолго встает, а затем снова садится.
В 2016 году произошло редкое прохождение Меркурия , когда планета пересекла поверхность Солнца , как видно с Земли. Транзит Меркурия, возможно, открыл секреты о его тонкой атмосфере, помог в поисках миров вокруг других звезд и помог НАСА отточить некоторые из своих инструментов.
Поскольку Меркурию требуется всего земные дни, чтобы совершить оборот вокруг Солнца, а Земле требуется 365 дней, примерно три или четыре раза в год Меркурий обгоняет Землю во время своего обращения вокруг Солнца, и возникает оптическая иллюзия, согласно The New York Times (открывается в новом вкладку). Меркурий, кажется, движется «назад» по небу в течение примерно трех недель, именно в это время Меркурий считается ретроградным. Согласно Dictionary.com , астрологи считают ретроградный Меркурий временем неудач и недопонимания, поскольку воспринимаемое обратное движение нарушает правила планеты. Ретроградное движение объясняется в этом видео на YouTube от Vox (откроется в новой вкладке).
Исследования и исследования
Первым космическим кораблем, посетившим Меркурий, был «Маринер-10», который сделал снимки около 45% поверхности и обнаружил его магнитное поле.
Орбитальный аппарат НАСА MESSENGER стал вторым космическим кораблем, посетившим Меркурий. Когда он прибыл в марте 2011 года, он стал первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту планеты. Миссия внезапно оборвалась 30 апреля 2015 года, когда космический корабль, у которого закончилось топливо, намеренно упал на поверхность планеты, чтобы ученые могли наблюдать за результатами.
В 2012 году ученые обнаружили в Марокко группу метеоритов, которые, по их мнению, могли образоваться на планете Меркурий. Если это так, это сделало бы каменистую планету членом очень избранного клуба с образцами, доступными на Земле; только Луна, Марс и большой астероид Веста проверили камни в человеческих лабораториях.
В 2016 году ученые выпустили первую в мире глобальную цифровую модель рельефа Меркурия, которая объединила более 10 000 изображений, полученных MESSENGER, чтобы показать зрителям бескрайние просторы крошечного мира. Модель выявила самую высокую и самую низкую точки планеты — самая высокая точка находится к югу от экватора Меркурия, на высоте 2,78 мили (4,48 км) над средней высотой планеты, а самая низкая точка находится в бассейне Рахманинова, предполагаемом доме некоторых из самая недавняя вулканическая активность на планете и находится на 3,34 мили (5,38 км) ниже среднего ландшафта.
В 2018 году был запущен новый исследователь Mercury. Миссия BepiColombo, совместно управляемая европейским и японским космическими агентствами, состоит из двух космических аппаратов — планетарного орбитального аппарата «Меркурий» и магнитосферного орбитального аппарата «Меркурий», которые после долгого полета к Меркурию разделятся, чтобы лучше понять крошечный мир. Часть миссии Европейского космического агентства будет сосредоточена на изучении поверхности Меркурия, а часть Японского агентства аэрокосмических исследований будет сосредоточена на странной магнитосфере планеты.
В 2021 году BepiColumbo впервые запечатлел Меркурий во время гравитационного облета. По данным ЕКА, BepiColumbo должен прибыть к Меркурию в конце 2025 года и собрать данные во время своей номинальной миссии на один год с возможностью продления на один год.
Викторина о Меркурии
Дополнительные ресурсы
Узнайте больше о Меркурии на веб-сайте исследования Солнечной системы НАСА (откроется в новой вкладке). Узнайте о лучших научных результатах MESSENGER в Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса. См. кратер MESSENGER на Меркурии (открывается в новой вкладке), образовавшийся в результате преднамеренного столкновения космического корабля с планетой
Библиография
Стром, Роберт Г. и Энн Л. Спрэг. Изучение Меркурия: железная планета. (открывается в новой вкладке) Нью-Йорк: Springer, 2003.
Шарлье, Бернар и Оливье Намюр. «Происхождение и дифференциация планеты Меркурий (откроется в новой вкладке)». Элементы: Международный журнал минералогии, геохимии и петрологии 15.1 (2019): 9-14.
Мангано, Валерия и др. «Научные исследования BepiColombo во время полета и облетов Земли, Венеры и Меркурия (открывается в новой вкладке)» Space Science Reviews 217.1 (2021): 1-81.
Хаук, Стивен А. и Кэтрин Л. Джонсон. «Меркурий: внутри железной планеты. (открывается в новой вкладке)» Элементы: Международный журнал минералогии, геохимии и петрологии 15.1 (2019): 21-26.
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Чарльз К. Чой — автор статей для Space.com и Live Science. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде. Посетите его на http://www.sciwriter.us
Как образовалась Солнечная система?
Художественное изображение крупнейших тел Солнечной системы (не в масштабе). (Изображение предоставлено НАСА/JPL) Формирование Солнечной системы началось примерно 4,5 миллиарда лет назад, когда гравитация стянула вместе облако пыли и газа, образовав нашу Солнечную систему.
Ученые не могут напрямую изучить, как сформировалась наша Солнечная система, но объединение наблюдений за молодыми звездными системами в диапазоне длин волн с компьютерным моделированием привело к моделированию того, что могло произойти много лет назад.
Как образовалось солнце?
Художественное изображение газа и пыли, окружающих молодую звезду. (Изображение предоставлено НАСА)Солнечная система опирается на наше Солнце.
Еще до появления Солнечной системы огромная концентрация межзвездного газа и пыли создала молекулярное облако, которое стало местом рождения Солнца. Низкие температуры заставляли газ слипаться, становясь все более плотным. Самые плотные части облака начали разрушаться под действием собственной гравитации, возможно, из-за взрыва соседней звезды, образуя множество молодых звездных объектов, известных как протозвезды.
Гравитация продолжала обрушивать материал на новорожденную солнечную систему, создавая звезду и диск из материала, из которого должны были сформироваться планеты. В конце концов, по данным НАСА, новорожденное солнце охватило более 99% массы Солнечной системы . Когда давление внутри звезды стало настолько сильным, что начался синтез, превращающий водород в гелий, звезда начала извергать звездный ветер, который помог убрать обломки и предотвратить их падение внутрь.
Хотя газ и пыль покрывают молодые звезды в видимом диапазоне длин волн, инфракрасные телескопы исследовали множество облаков в галактике Млечный Путь, чтобы изучить окружение других новорожденных звезд. Ученые применили то, что они видели в других системах, к нашей собственной звезде.
Как образовались планеты?
Планеты, луны, астероиды и все остальное в Солнечной системе образовались из небольшой части материала в регионе, который не был включен в молодое солнце. Этот материал сформировал массивный диск вокруг молодой звезды, который окружал ее около 100 миллионов лет — мгновение ока по астрономическим меркам.
За это время из диска сформировались планеты и луны. Ученые утверждают, что среди планет Юпитер, вероятно, сформировался первым, возможно, уже через миллион лет жизни Солнечной системы .
Ученые разработали три разные модели, чтобы объяснить, как могли формироваться планеты в Солнечной системе и за ее пределами. Первая и наиболее широко принятая модель, аккреция ядра, хорошо работает с образованием каменистых планет земной группы, но имеет проблемы с планетами-гигантами. Второй, аккреция гальки, может позволить планетам быстро формироваться из мельчайших материалов. Третий, метод нестабильности диска, может объяснить создание планет-гигантов.
Модель аккреции ядра
Приблизительно 4,6 миллиарда лет назад Солнечная система представляла собой облако пыли и газа, известное как солнечная туманность. Гравитация разрушила материал сам по себе, когда он начал вращаться, образуя солнце в центре туманности.
С восходом солнца оставшийся материал начал слипаться. Согласно модели аккреции ядра, мелкие частицы стягивались вместе, связанные силой гравитации, в более крупные частицы. Солнечный ветер унес более легкие элементы, такие как водород и гелий, из близлежащих регионов, оставив только тяжелые каменистые материалы для создания земных миров. Но дальше солнечные ветры оказывали меньшее влияние на более легкие элементы, позволяя им сливаться в газовых гигантов. Таким образом были созданы астероиды, кометы, планеты и луны.
Некоторые наблюдения за экзопланетами подтверждают, что аккреция ядра является доминирующим процессом формирования. Звезды с большим количеством «металлов» — термин, который астрономы используют для обозначения элементов, отличных от водорода и гелия, — в своих ядрах содержат больше планет-гигантов, чем их бедные металлами собратья. По данным НАСА , аккреция ядра предполагает, что маленькие каменистые миры должны быть более распространены, чем большие газовые гиганты.
Открытие в 2005 году планеты-гиганта с массивным ядром, вращающейся вокруг солнцеподобной звезды HD 149026 является примером экзопланеты, которая помогла укрепить аргументы в пользу аккреции ядра. Ученые обнаружили, что ядро планеты примерно в 70 раз массивнее Земли; они считают, что он слишком велик, чтобы образоваться из коллапсирующего облака, согласно заявлению НАСА об исследовании .
Аккреция гальки
Самая большая проблема для аккреции ядра — это время — создание массивных газовых гигантов достаточно быстро, чтобы захватить более легкие компоненты их атмосферы. В исследовании, опубликованном в 2015 году, изучалось, как более мелкие объекты размером с гальку сливаются вместе, создавая планеты-гиганты в 1000 раз быстрее, чем предыдущие исследования.
«Это первая известная нам модель, в которой вы начинаете с довольно простой структуры солнечной туманности, из которой формируются планеты, и заканчиваете системой планет-гигантов, которую мы видим», — ведущий автор исследования Гарольд Левисон. — сказал тогда астроном из SwRI Space.com.
В 2012 году исследователи Михиль Ламбрехтс и Андерс Йохансен из Лундского университета в Швеции предположили, что крошечные обломки, однажды списанные, содержат ключ к быстрому строительству гигантских планет. «Они показали, что оставшиеся от этого процесса формирования камешки, которые ранее считались неважными, на самом деле могут стать огромным решением проблемы формирования планет», — сказал Левисон.
В симуляциях, разработанных Левисоном и его командой, более крупные объекты действовали как хулиганы, выхватывая камешки из масс среднего размера, чтобы расти гораздо быстрее. «Более крупный парень в основном запугивает меньшего, поэтому они могут сами съесть всю гальку, и они могут продолжать расти, формируя ядра планет-гигантов», — сказала Space.com соавтор исследования Кэтрин Кретке, также из SwRI. .
Модель нестабильности диска
Другие модели пытаются объяснить образование газовых гигантов. Согласно моделям аккреции ядра, этот процесс занял бы несколько миллионов лет, дольше, чем легкие газы были доступны в ранней Солнечной системе.
«Планеты-гиганты формируются очень быстро, за несколько миллионов лет», — сказал Space.com Кевин Уолш, исследователь из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) в Боулдере, штат Колорадо. «Это создает ограничение по времени, потому что газовый диск вокруг Солнца существует всего от 4 до 5 миллионов лет».
Эта проблема решается относительно новой теорией нестабильности диска. В модели нестабильности диска формирования планет сгустки пыли и газа связаны вместе на ранних этапах жизни Солнечной системы. Со временем эти глыбы медленно сжимаются в гигантскую планету.
Согласно моделям, планеты могут формироваться таким образом всего за 1000 лет, что позволяет им улавливать быстро исчезающие более легкие газы. Они также быстро достигают массы, стабилизирующей орбиту, которая удерживает их от смертельного марша к солнцу.
По мере того, как ученые продолжают изучать планеты внутри Солнечной системы, а также вокруг других звезд, они будут лучше понимать, как образовались газовые гиганты.
Планеты в движении
Первоначально ученые думали, что планеты формируются в их нынешних местах в Солнечной системе. Но открытие экзопланет всколыхнуло ситуацию, показав, что по крайней мере некоторые из самых массивных миров могут мигрировать через свои окрестности.
В 2005 году три статьи, опубликованные в журнале Nature , изложили идею, которую исследователи назвали моделью Ниццы , в честь города во Франции, где они впервые обсудили ее. Эта модель предполагает, что в первые дни существования Солнечной системы планеты-гиганты вращались по почти круговым орбитам, гораздо более компактным, чем сегодня. Их окружал большой диск из камней и льдов, простирающийся примерно в 35 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца, сразу за нынешней орбитой Нептуна.
Когда планеты взаимодействовали с более мелкими телами, они рассеивали большинство этих объектов по направлению к Солнцу. Этот процесс заставил массивные планеты обмениваться энергией с более мелкими объектами, отправив Сатурн, Нептун и Уран дальше в Солнечную систему. В конце концов маленькие объекты достигли Юпитера, что отправило их на край Солнечной системы или полностью за ее пределы.
Движение между Юпитером и Сатурном заставило Уран и Нептун выйти на еще более эксцентричные орбиты, отправив пару через оставшийся ледяной диск. Часть материала была отброшена внутрь, где он врезался в планеты земной группы во время поздней тяжелой бомбардировки. Другой материал был выброшен наружу, создавая пояс Койпера.
Медленно продвигаясь наружу, Нептун и Уран поменялись местами. В конце концов, взаимодействие с оставшимися обломками привело к тому, что пара стала двигаться по более круговым траекториям, когда они достигли своего нынешнего расстояния от солнца.
По пути наша солнечная система, возможно, потеряла членов: возможно, одна или даже две другие планеты-гиганты были выброшены из окрестностей всем этим движением. Астроном Дэвид Несворни из SwRI смоделировал раннюю Солнечную систему в поисках подсказок, которые могли бы привести к пониманию ее ранней истории.
«Раньше Солнечная система была совсем другой, с большим количеством планет, возможно, таких же массивных, как Нептун, формирующихся и разбросанных по разным местам», — сказал Несворни Space.com
Где вода?
Даже после того, как сформировались планеты, сама Солнечная система была не совсем узнаваема. Земля выделяется среди планет из-за высокого содержания воды, что, как подозревают многие ученые, способствовало эволюции жизни.
Но нынешнее местоположение планеты было слишком теплым, чтобы на ней могла собираться вода в ранней Солнечной системе, что позволяет предположить, что живительная жидкость могла быть доставлена после формирования Земли.
Одна загвоздка: ученые до сих пор не знают, откуда взялась эта вода. Первоначально исследователи подозревали, что его принесли на Землю кометы, но несколько миссий, в том числе шесть миссий, пролетевших с кометой Галлея в 1980-х годах, и более поздний космический корабль Европейского космического агентства «Розетта», показали, что состав ледяного материала с окраин Солнечной системы не не совсем соответствуют земным.
Пояс астероидов — еще один потенциальный источник воды. Несколько метеоритов продемонстрировали признаки изменения, изменения, произошедшие в начале их жизни, которые намекают на то, что вода в той или иной форме взаимодействовала с их поверхностью. Удары метеоритов могут стать еще одним источником воды для планеты.
В последнее время некоторые ученые даже оспаривают представление о том, что ранняя Земля была слишком горячей для сбора воды. Они утверждают, что если бы планета сформировалась достаточно быстро, она могла бы собрать необходимую воду из ледяных крупинок до того, как они испарились.
Какой бы процесс ни принес воду на Землю, скорее всего, это произошло и с Венерой и Марсом. Но повышение температуры на Венере и истончение атмосферы на Марсе не позволили этим мирам сохранить свою воду, что привело к появлению сухих планет, которые мы знаем сегодня.
Дополнительные ресурсы
- Прочтите описание НАСА (откроется в новой вкладке) о том, как образовалась Солнечная система, или посмотрите анимацию (откроется в новой вкладке) на эту тему.
- Прочитайте описание (откроется в новой вкладке) того, как звезды и планеты формируются с помощью ALMA, который специализируется на наблюдении за дисками, из которых рождаются планеты.
