какая атмосфера на меркурии

Атмосфера Меркурия

Если просто рассматривать фото Меркурия, то кажется, что смотришь на холодную пустыню. Но первая планета от Солнца все же способна похвастаться атмосферой. Конечно, это не земное богатство, но MESSENGER уловил тонкий слой. Как же выглядит наличие атмосферы Меркурия?

Как выглядит атмосфера Меркурия

Взгляд в высоком разрешении на северный горизонт Меркурия

Можно сказать, что атмосфера планеты Меркурий рассеялась еще 4.6 миллиардов лет назад при планетарном формировании. Проблема в низкой гравитации и приближенности к звезде, что не позволило противостоять мощным солнечным ветрам.

Как выглядит атмосфера Меркурия сейчас? Это тонкий шар, химический состав которого представлен кислородом, гелием, водородом, натрием, калием, водяным паром и кальцием. Ученые полагают, что состав все время обогащается частичками звездного ветра, радиоактивным распадом поверхностных элементов, вулканической дегазацией, а также осколками и пылью с метеоритов. Если не это, то не осталось бы и такой слабой атмосферы.

Атмосферный состав Меркурия:

Также стоит отметить небольшие примеси аргона, двуокиси углерода, воды, криптона, кальция, ксенона, азота и магния.

В 2008 году аппарат MESSENGER уловил присутствие водяного пара, формирующегося при контакте атомов водорода и кислорода.

Графическое представление состава атмосферы Меркурия

Несмотря на небольшое количество атмосферы, ее делят на 4 слоя. Нижняя – теплый участок (210 К), прогревающийся из-за пыли и поверхностного тепла. Средняя располагает реактивным потоком. Верхняя прогревается звездными ветрами. На высоте в 200 км начинается экзосфера, у которой не наблюдается четкой границы.

За удержание атмосферного слоя отвечает магнитосфера планета. Если гравитация сохраняет поверхностные газы, то магнитосфера отклоняет солнечный ветер.

Это одна из планет с наиболее слабой атмосферой в Солнечной системе. К тому же звездный ветер продолжает наносить удары, заставляя планетарные источники пополнять потери.

Источник

Слабая и разряженная атмосфера Меркурия

Когда вы смотрите на изображения Меркурия, он выглядит безвоздушным и безжизненным космическим телом. Но вы можете удивиться, узнав, что у него есть своя атмосфера.

Атмосфера планеты

Конечно, она не такая могучая как на Земле и даже меньше чем у Марса. Но она у планеты есть, и в настоящее время изучается астрономами и космическим кораблем MESSENGER.

Полноценной, газовая оболочка, если и была, то полностью рассеялась вскоре после того, как сформировались планеты около 4,6 миллиардов лет назад. Это могло произойти из-за низкой гравитации, а также из-за близкого расположения к Солнцу, которое своим солнечным ветром, ее «сдуло». В настоящее время, ее практически не заметно.

Из чего она состоит

Эта разреженная оболочка состоит из кислорода, водорода, гелия, натрия, калия и водяного пара.

Астрономы полагают, что она постоянно пополняется из различных источников: частиц солнечного ветра, вулканической дегазации, радиоактивного распада элементов на поверхности Меркурия и космической пыли с мусором, которые планета встречает на своем пути. Без этих источников пополнения, она улетучилась бы из-за солнечного ветра относительно быстро.

Состав атмосферы:

В 2008 году, космический корабль НАСА MESSENGER обнаружил в ней водяные пары. Считается, что эта вода образуется, когда атомы водорода и кислорода встречаются в атмосфере.

Строение

Несмотря на небольшой размер, она была поделена на четыре слоя. Эти слои представляют собой нижнею, среднею, верхнюю и экзосферу. Нижние слои довольно теплая область (около 210 К). Нижние слои нагреваются от пыли в воздухе (1,5 мкм в диаметре) и теплового излучения от поверхности.

Пыль, придает ей коричневый оттенок.

В средней части атмосферы, существуют потоки воздуха, как на Земле. Верхние слои нагреваются от солнечного ветра и температура там гораздо выше, чем на поверхности. Экзосфера начинается примерно в 200 км от поверхности и не имеет четких границ, она просто плавно переходит в космос.

Магнитное поле Меркурия, помогает удерживать ее. В то время, как гравитация притягивает газы к поверхности, магнитное поле помогает сдерживать солнечные ветры вокруг планеты, так же, как на Земле. Магнитосфера позволяет сохранять ее форму.

Атмосфера является одной из наиболее слабых в Солнечной системе, давление составляет

Солнечный ветер постоянно выдувает ее, а источники на планете постоянно пополняют ее. Надеюсь, вышедший на орбиту планеты космический аппарат MESSENGER поможет найти источники пополнения и расширить наши знания о планете.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник

Характеристика и состав атмосферы Меркурия

Меркурий, планета самая маленькая из всех планет Солнечной системы и в то же время самая быстрая, благодаря чему и получила свое название. Долгое время считается, что Меркурий был тесно связан с Венерой и являлся ее спутником. Это предположение не возникало до полета первого космического корабля с целью изучения планеты. Во время этого путешествия были выявлены характеристики Меркурия, предположительные данные о строении, от которых отталкивались в спорах о невозможности развития планеты без привязки к другой. Совокупность расчетов и данных позволило утверждать, что Меркурий образовался как спутник с полуосью больше чем у Луны. Становление Меркурия как самостоятельной планеты произошло позже ввиду увеличения полной энергии планеты.

Меркурий находится в близкой видимости от Солнца, поэтому на ней отмечается повышенная температура, вплоть до 350 градусов и выше. Ввиду того, что планета движется ускоренно, год на Меркурии длится всего 88 дней. Ученые называют эту планету самой нестабильной. С Земли, например, днем увидеть планету не так легко, только в сумерки, и то с трудом. Очень явственно Меркурий может показаться всего лишь 13 раз в столетие. Также планету можно понаблюдать на небе, когда планета совершает так сказать «транзитный путь», через диск Солнца, в ноябре и мае.

Гораздо более интересен вопрос, из чего состоит атмосфера, ее характерные особенности. Данные об атмосфере планеты отличаются от характеристик других планет Солнечной системы и именно поэтому Меркурий так интересен.

Атмосфера планеты

Очень долго астронавты считали, что атмосферы как таковой у планеты не имеется, и они ошибались. Атмосфера у планеты Меркурий есть, но она очень слаба, несопоставима с атмосферой Земли или Марса и поныне изучается астрономами и учеными. А вот ее газовая оболочка рассеялась несколько миллиардов лет назад. Отсутствие ее объясняется близким «соседством» с Солнцем, низкой гравитационной силой, слабым магнитным полем. Если говорить простыми словами, причина того, что планета не имеет газовой оболочки, кроется в сильных ветрах, которые «сдули» ее. В сравнение можно привести планету Марс, которая имеет схожую гравитационную силу, но находится дальше от Солнца, именно поэтому ее атмосфера не растеряна в отличие от Меркурия.

Исследования аппарата «Маринер 10»

Сама атмосфера Меркурия представляет собой тонкий шар или сферу, который имеет свой собственный состав. Туда входят атомы, которые уносятся в космос и тем самым образуют шлейф, атмосферу. Большую роль в определении атмосферы Меркурия сыграла научная экспедиция Маринер-10, которая в 1975-1974 годах пролетала мимо Меркурия. Космический аппарат приблизился к Меркурию на максимальное расстояние, 320 км. Пока постигнуть тайны планеты удалось только двум космическим экспедициям- «Mariner 10» и «Messenger», который в настоящее время исследует дополнительные характеристики. Космический аппарат «Маринер 10» установил, что Меркурий имеет разреженную атмосферу, давление которой в несколько раз ниже давления на планете Земля.

Важную роль в изучении атмосферы Меркурия сыграло открытие, которое было сделано учеными-астрономами из Бостона в 2009 году об обнаружении кометоподобного хвоста, состоящего из нейтрально заряженных частичек, сам хвост длиною более пары миллионов лет. Первое упоминание об этом хвосте имело место быть еще в 2006, когда был сделан снимок телескопом базы Военно-воздушных сил США на Гавайи. Окончательная модель кометоподобного хвоста была утверждена позже, после неоднократных полетов спутников Мессенджер.

Строение атмосферы

Атмосфера планеты Меркурий тонкая, но ее разделяют на несколько слоев.

Нижний и теплый, потому что нагревается до 210 градусов благодаря частичкам, которые задерживают жар, идущий от поверхности

Средний слой вмещает в себя потоки воздуха и осадки пыли коричневого цвета, которые постепенно рассеиваются

Верхний слой нагревается солнечными ветрами. Далее начинается газовая оболочка, которая не имеет четкой границы и сужается в пространстве.

Магнитное поле, окружающее атмосферу, по результатам данных, полученных от «Маринер 10», в сотню раз меньше Земного. Разница в 2 градуса между магнитной осью и осью вращения говорит о том, что магнитное поле берет начало там же, где находится ядро планеты. Магнитное поле помогает не исчезнуть атмосфере Меркурия, отвлекает активные солнечные ветры от планеты, в то время как гравитация удерживает газы в пределах самой оболочки. Все это в итоге создает форму атмосфере и уменьшает гравитационное притяжение.

Как зависим верхний слой от поверхности?

Очень интересен вид поверхности Меркурия. Она вся, как картина художника, усеяна кратерами, вмятинами, некоторым из которых даны названия. Сформировались эти творения впоследствии резкого изменения температуры в атмосферном слое планеты и охлаждении ядра. Оно и верхний слой атмосферы, который зависим от ядра, начали сжиматься, что привело к изменению внешнего вида коры. Температурные колебания до сих пор существуют. Из-за того близкого расположения к Солнцу, на одной половине Меркурия невыносимая жара и температура до 400 градусов, на другой пронзающий холод и температура до минус 180 градусов. Кратеры на коре Меркурия расположены хаотично, в одних местах их нет, в других утыканы вплоть друг к другу. Большое значение имеет вулканический выброс, который сформировал ровную и равнинную поверхность. Лава залила кратеры и неровности и сформировала новую кору, которая по подсчетам ученых моложе, чем гористая и кратерообразная. Совсем рядом с равнинами находятся резко начинающиеся холмы и возвышенности, которые предположительно были созданы астероидом или метеоритом, падение которого спровоцировало мощный сдвиг коры.

Состав атмосферы

Углекислый газ, водород, гелий

Углекислый газ — главный и превалирующий над другими элементами в составе атмосферы. Его процент нахождения равен 95% и это во многое количество раз превышает показатели Земли, поэтому существование на Меркурии живых организмов просто невозможно. Атмосфера Меркурия также состоит из водорода и гелия, наличие которых осуществляется приходом этих веществ вместе с ветром, а потом эти элементы рассеиваются в космосе. Отмечается незначительное присутствие калия и арагона-40, который образуется в результате распада изотопа калия. Ученые говорят, что газовая оболочка постоянно пополняется из-за различных процессов, происходящих на планете и извне, например распада частиц в коре, солнечных ветров. Атмосферу Меркурия можно сравнить с руслом реки, в которые впадают более мелкие речушки. Например, атом гелия «живет» в атмосфере 200 дней а затем рассеивается, позже опять приходит в оболочку и так по кругу. Основные химические элементы, из которых состоит атмосфера Меркурия, это кислород и натрий, проценты, которых составляют 42 и 29 соответственно. Еще один немаловажный элемент это водород. Он взаимодействует с кислородом и поэтому в оболочке Меркурия можно также найти водяные пары.

Водяные пары

Нахождение водяных паров при изучении атмосферы подсказало ученым, что где-то на планеты можно найти и залежи льда. Mariner 10 нашел их в 2009 году в глубоких кратерах, в местах, где лучи солнца никогда не доходили до них. Таким образом, помимо водяного пара в атмосфере Меркурия находится и водяной лед. Но, несмотря на наличие водяного льда, на планете нет воды, так как на поверхности сохраняется аномально высокая температура и она испаряет всю жидкость. В недрах планеты содержится очень много радиоактивных вещество, что тоже влияет на состав атмосферы.

Кислород

В составе также есть незначительное число кислорода, процент его примерно такой же, как и метана. Еще 4 миллиарда лет назад атмосфера была перенасыщена кислородом, а к сегодняшнему дню его практически не осталось. Процесс исчезновения кислорода, возможно, связан с натисками солнечных ветров, столкновением с метеоритом или другим астероидом или последствием низкой разреженной атмосферой.

Метан и арагон

Атмосферное давление на Меркурии

Атмосфера имеет низкую плотность, 5.427 г/см в кубе. В зависимости от времени года, она меняется. Зимой более разряжена, так как углекислый газ собирается в полярных областях, летом плотность увеличивается, потому что это скопление исчезает. Эта разница в плотности все равно не сглаживает температурные колебания, которые происходят на планете. Скачки температуры отмечаются до 100 градусов и выше.

Атмосферное давление на Меркурии почти в 500 млрд. раз меньше, чем давление на Земле, что обуславливается низкой массой планеты и его территориальным расположением. Более точная цифра- 600 Па. Для сравнения, давление в атмосфере планеты Земля- 101 Па, а атмосферное давление Венеры равно 9 МПа, что в разы превышает показатели Меркурия. Несмотря на это, давление на самой высокой точке Меркурия — всего 30 Па, а в недрах планеты- 1150 Па. При приближении к планете чувствуется сильный вакуум, который не может воссоздать ни одна современная техника. Это опять же объясняется низким атмосферным давлением и строением атмосферы (число атомов гелия и атомов водорода гораздо меньше, чем в атмосфере Земли).

Пыль и низкое давление

Средняя орбитальная скорость вращения планеты 48 километров в секунду. Сила тяжести планеты тоже меньше чем сила тяжести Земли, всего 0.38 (при сравнении, у Земли 1). Несмотря на низкое давление и разрежённость, почти отсутствие атмосферы, воздух на планете пыльный, а земля окрашена в характерный оранжевый цвет. Пыль поднимается на высоту на 1-2 километра и из-за характерных особенностей планеты, крупицы ее оседают долго.

Источник

Планета Меркурий

Меркурий – первая планета от Солнца и самая маленькая планета в Солнечной системе. Это один из наиболее экстремальных миров. Свое название получил в честь посланника римских богов. Его можно отыскать без использования приборов, поэтому Меркурий отметился во многих культурах и мифах.

Однако это также и очень загадочный объект. Меркурий можно наблюдать утром и вечером в небе, а сама планета обладает собственными фазами.

Интересные факты

Давайте узнаем больше интересных фактов о планете Меркурий.

Размер, масса и орбита

Сравнение Меркурия и Земли

Это обладатель самой эксцентричной орбиты. Удаленность Меркурия от Солнца может колебаться от 46 миллионов км (перигелий) до 70 миллионов км (афелий). От этого могут меняться и ближайшие планеты. Средняя орбитальная скорость равна – 47322 км/с, поэтому на прохождения орбитального пути уходит 87.969 дней. Ниже представлена табличка характеристик планеты Меркурий.

Физические характеристики Меркурия

падения на экваторе3,7 м/с²
0,377 gПервая космическая скорость3,1 км/сВторая космическая скорость4,25 км/сЭкваториальная скорость

вращения10,892 км/чПериод вращения58,646 днейНаклон оси2,11′ ± 0,1′Прямое восхождение

северного полюса18 ч 44 мин 2 с
281,01°Склонение северного полюса61,45°Альбедо0,142 (Бонд)
0,068 (геом.)Видимая звёздная величинаот −2,6 m до 5,7 mУгловой диаметр4,5″ – 13″

Эксцентричность и замедленность вращения приводят к тому, что планета тратит 176 дней на то, чтобы вернуться в изначальную точку. Так что один день на планете вдвое длиннее года. Также это обладатель наиболее низкого осевого наклона – 0.027 градусов.

Орбита и вращение Меркурия

орбиты0,20563593Сидерический период

обращения87,969 днейСинодический период

обращения115,88 днейОрбитальная скорость47,36 км/сСредняя аномалия174,795884°Наклонение7,00° относительно плоскости эклиптики
3,38° относительно солнечного экватора
6,34° отн. инвариантной плоскостиДолгота восходящего узла48,33167°Аргумент перицентра29,124279°

Состав и поверхность

Состав Меркурия на 70% представлен металлическим и на 30% силикатным материалам. Считают, что его ядро охватывает примерно 42% всего объема планеты (у Земли – 17%). Внутри располагается ядро из расплавленного железа, вокруг которого сосредоточен силикатный слой (500-700 км). Поверхностный слой – кора с толщиной в 100-300 км. На поверхности можно заметить огромное количество хребтов, которые тянутся на километры.

По сравнению с другими планетами Солнечной системы, ядро Меркурия обладает наибольшим количеством железа. Полагают, что раньше Меркурий был намного больше. Но из-за удара с крупным объектом внешние слои разрушились, оставив главное тело.

Некоторые считают, что планета могла появиться в протопланетном диске до того, как солнечная энергия стала стабильной. Тогда он должен быть вдвое массивнее современного состояния. При нагреве в 25000-35000 К большая часть породы могла просто испариться. Изучите строение Меркурия на фото.

Внутренняя структура Меркурия представлена корой, мантией и ядром

Есть и еще одно предположение. Солнечная туманность могла привести к увеличению частичек, которые набросились на планету. Тогда более легкие отошли и не использовались при создании Меркурия.

Если смотреть издалека, то планета напоминает земной спутник. Такой же кратерный ландшафт с равнинами и следами лавовых потоков. Но здесь отмечено большее разнообразие элементов.

Улучшенные изображения кратеров Манч, Сандер и По среди вулканических равнин (оранжевые), недалеко от бассейна Калори

Магнитное поле Меркурия

Планета обладает глобальным магнитным полем, достигающем 1.1% земной силы. Возможно, что источником служит динамо, напоминая нашу Землю. Оно образуется благодаря вращению жидкого ядра, наполненного железом.

Этого поля хватает, чтобы противостоять звездные ветра и формировать магнитосферный слой. Его силы достаточно, чтобы удерживать плазму из ветра, из-за чего происходит поверхностное выветривание.

Атмосфера и температура

Из-за близости к Солнцу планета слишком сильно прогревается, поэтому не способна сберечь атмосферу. Но ученые отметили тонкий слой переменной экзосферы, представленной водородом, кислородом, гелием, натрием, водяным паром и калием. Общий уровень давления приближается к отметке 10-14 бар.

Северный полюс планеты, запечатленный аппаратом MESSENGER. Красным цветом отмечены участки в тени, а желтый – лед

Однако поверхность располагает водяным льдом и органическими молекулами. Дело в том, что полюсные кратеры отличаются глубиной и туда не попадают прямые солнечные лучи. Полагают, что на дне можно обнаружить 10 14 – 10 15 кг льда. Пока нет точных данных о том, откуда на планете взялся лед, но это может быть подарок от упавших комет или же он происходит из-за дегазации воды от внутренней планетарной части.

История изучения планеты

Описание Меркурия не обходится без истории исследований. Эта планета доступна для наблюдения без использования приборов, поэтому фигурирует в мифах и древних легендах. Первые записи обнаружены в табличке Мул Апин, выступающей астрономическими и астрологическими вавилонскими записями.

Эти наблюдения сделаны в 14-м веке до н.э. и рассказывают о «пляшущей планете», потому что Меркурий перемещается быстрее всего. В Древней Греции его именовали Стилбон (переводится как «блеск»). Это был посланник Олимпа. Потом римляне переняли эту идею и дали современное наименование в честь своего пантеона.

Птолемей в работах несколько раз упоминал, что планеты способны проходить перед Солнцем. Но он не записывал в примеры Меркурий и Венеру, потому что считал их слишком маленькими и незаметными.

Китайцы именовали его Чэнь Синь («Часовая звезда») и связывали с водой и северной направленностью. Причем в азиатской культуре до сих пор сохранилось такое представление о планете, которую даже записывают как 5-й элемент.

Для германских племен здесь наблюдалась связь с богом Одином. Майя видели четырех сов, две из которых отвечали за утро, а две других за вечер.

О геоцентрическом орбитальном пути еще в 11 веке написал один из исламских астрономов. В 12-м веке Ибн Баджья отметил транзит двух крошечных темных тел перед Солнцем. Скорее всего он видел Венеру и Меркурий.

Проход Меркурия через солнечный диск, наблюдаемый SOHO в 2006 году. За транзитом можно было смотреть в Восточной Европе и восточном полушарии

Индийский астроном Кералы Сомаяджи в 15 веке создал частичную гелиоцентрическую модель, где Меркурий совершал обороты вокруг Солнца.

Первый обзор в телескоп приходится на 17 век. Это сделал Галилео Галилей. Он тогда внимательно изучал фазы Венеры. Но его аппарату не хватило мощности, поэтому Меркурий остался без внимания. А вот транзит отметил Пьер Гассенди в 1631 году.

Орбитальные фазы в 1639 году заметил Джованни Зупи. Это было важное наблюдение, потому что подтвердило вращение вокруг звезды и правильность гелиоцентрической модели.

Более точные наблюдения в 1880-х гг. предоставил Джованни Скиапарелли. Он считал, что орбитальный путь занимает 88 дней. В 1934 году Юджиос Антониади создал детальную карту поверхности Меркурия.

Карта Меркурия, созданная Антониади

Первый радиолокационный сигнал удалось отбить советским ученым в 1962 году. Через три года американцы повторили эксперимент и закрепили осевой оборот в 59 дней. Обычные оптические наблюдения не смогли дать новых сведений, но интерферометры открыли химические и физические характеристики подповерхностных слоев.

Первое глубокое изучение поверхностных особенностей провели в 2000 году обсерваторией Маунт-Вильсон. Большую часть карты составили при помощи радиолокационного телескопа Аресибо, где расширение достигает 5 км.

Исследование планеты

До момента первого полета беспилотных аппаратов мы многого не знали о морфологических характеристиках. Первым к Меркурию отправился Маринер в 1974-1975 гг. Он трижды приблизился и сделал ряд масштабных фото.

Космический аппарат НАСА Маринер-10, который в 1970-х гг. исследовал Венеру и Меркурий

Но аппарат обладал длительным орбитальным периодом, поэтому при каждом приближении подходил к одной и той же стороне. Так что карта составляла лишь 45% всей площади.

При первом сближении удалось зафиксировать магнитное поле. Последующие подходы показали, что оно сильно напоминает земное, отклоняющее звездные ветры.

В 1975 году у аппарата кончилось топливо, и мы потеряли связь. Однако Маринер-10 и сейчас может вращаться вокруг Солнца и наведываться к Меркурию.

Вторым посланником стал MESSENGER. Он должен был разобраться в плотности, магнитном поле, геологии, структуре ядра и атмосферных особенностях. Для этого установили специальные камеры, гарантирующие высшее разрешение, а спектрометры отмечали составляющие элементы.

Аппарат MESSENGER вращается вокруг Меркурия с марта 2011 года

MESSENGER стартовал в 2004 году и выполнил три пролета с 2008 года, компенсировав упущенную Маринером-10 территорию. В 2011 году он перешел на эллиптическую планетарную орбиту и начал снимать поверхность.

После этого стартовала следующая годичная миссия. Последний маневр пришелся на 24 апреля 2015 года. После этого закончилось топливо, и 30 апреля спутник разбился об поверхность.

В 2016 году ЕКА и JAXA объединились для создания BepiColombo, который должен добраться к планете в 2024 году. У него есть два зонда, которые будут изучать магнитосферу, а также поверхность во всех длинах волн.

Расширенное изображение Меркурия, созданное на основе снимков камер MESSENGER

Меркурий – интересная планета, раздираемая крайностями и противоречиями. Обладает расплавленной поверхностью и льдом, нет атмосферы, зато присутствует магнитосфера. Мы надеемся, что будущие технологии позволят узнать больше интригующих подробностей. Обязательно рассмотрите, как выглядит современная карта поверхности Меркурия в высоком разрешении.

Карта поверхности

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Источник