Меркурій докладна інформація. Планета Меркурій – найближча до Сонця

Меркурій - найменша планета, знаходиться на найближчій відстані від Сонця, відноситься до планет земної групи. Маса Меркурія, приблизно в 20 разів менша за земну, природні супутники у планети відсутні. За припущеннями вчених, планета має застигло залізне ядро, яке займає близько половини об'єму планети, потім слідує мантія, на поверхні — силікатна оболонка.

Поверхня Меркурія дуже нагадує місячну, і густо вкрита кратерами, більшість з яких мають ударне походження - від зіткнення з уламками, що залишилися з часів формування Сонячної системи близько 4 млрд років тому. Поверхня планети покрита довгими глибокими тріщинами, які, можливо, утворилися внаслідок поступового охолодження та стиснення ядра планети.

Подібність Меркурія і Місяця полягає не тільки в ландшафті, але й низці інших особливостей, зокрема діаметром обох небесних тіл - 3476 км у Місяця, 4878 Меркурія. День на Меркурії дорівнює приблизно 58 земним, або точно 2/3 меркуріанського року. З цим пов'язаний ще один цікавий факт «місячної» подібності — із Землі у Меркурія, як і в Місяця, завжди видно лише «лицьову сторону».

Той самий ефект був би, якби меркуріанський день точно дорівнював меркуріанському році, тому до початку космічної ери і спостережень за допомогою радіолокації вважали, що період обертання планети навколо осі становить 58 діб.

Меркурій дуже повільно рухається навколо своєї осі, зате дуже швидко рухається по орбіті. На Меркурії, сонячна доба, дорівнює 176 земних діб, тобто за цей час, завдяки додаванню орбітального та осьового рухів, на планеті встигає пройти два «меркуріанські» роки!

Атмосфера та температура на Меркурії

Завдяки космічним апаратам вдалося з'ясувати, що Меркурій має вкрай розріджену гелієву атмосферу, в якій міститься мізерний стан неону, аргону і водню.

Що стосується властивостей Меркурія, то вони багато в чому подібні до місячних - на нічному боці температура падає до - 180 градусів Цельсія, що достатньо для замерзання вуглекислоти і зрідження кисню, на денній - підвищується до 430, що достатньо для плавлення свинцю і цинку . Проте за рахунок вкрай слабкої теплопровідності пухкого поверхневого шару вже на глибині в метр температура стабілізується на рівні плюс 75.

Це зумовлено відсутністю планети помітної атмосфери. Втім, деяка подоба атмосфери все ж таки є — з атомів, випущених у складі сонячного вітру, здебільшого металевих.

Вивчення та спостереження Меркурія

Спостерігати Меркурій, навіть без допомоги телескопа, можна після заходу Сонця і до його сходу, однак, створюються певні складнощі, викликані розташуванням планети, навіть у ці періоди він не завжди помітний.

У проекції на небесну сферу планета видно як зіркоподібний об'єкт, який не відходить від Сонця далі ніж на 28 градусів дуги, з блиском, що сильно змінюється - від мінус 1,9 до плюс 5,5 зіркової величини, тобто приблизно в 912 разів. Помітити такий об'єкт у сутінках можна лише в ідеальних атмосферних умовах і якщо знати, куди дивитися. А зміщення "зірки" за добу перевищує чотири градуси дуги - саме за цю "швидкість" планета свого часу і отримала найменування на честь римського бога торгівлі з крилатими сандалями.

Поблизу перигелія Меркурій підходить так близько до Сонця, яке орбітальна швидкість настільки збільшується, що з спостерігача на Меркурії Сонце рухається назад. Меркурій настільки близький до Сонця, що його дуже важко спостерігати.

У середніх широтах (у Росії в тому числі) планета помітна тільки в літні місяці і після заходу Сонця.

Спостерігати Меркурій на небі можна, але потрібно точно знати, куди дивитися — планета видно дуже низько над горизонтом (лівий нижній кут)

1. Температура на поверхні Меркурія істотно відрізняється: від -180 на темній стороні і до +430 на сонячній стороні. При цьому, оскільки вісь планети майже не відхиляється від 0 градусів, навіть на найближчій до Сонця планеті (на її полюсах) є кратери, дна яких ніколи не досягали сонячного проміння.

2. Навколо Сонця один оберт Меркурій робить за 88 земних днів, а навколо своєї осі один оберт за 58,65 днів, що становить 2/3 одного року на Меркурії. Цей парадокс викликаний тим, що на Меркурій впливає припливна дія Сонця.

3. У Меркурія напруженість магнітного поля в 300 разів менша, ніж напруженість магнітного поля планети Земля, магнітна вісь Меркурія нахилена до осі обертання на 12 градусів.

4. Меркурій - найменша з усіх планет земної групи, він настільки малий, що поступається в розмірах найбільшим супутникам Сатурна та Юпітера - Титану та Ганімеду.

5. Незважаючи на те, що найближчими до Землі за розташуванням орбіт є Венера і Марс, до Землі протягом більшого періоду часу Меркурій знаходиться ближче, ніж будь-яка інша планета.

6. Поверхня Меркурія нагадує поверхню Місяця - вона, як і Місяць, усіяна великою кількістю кратерів. Найбільшою та важливою відмінністю цих двох тіл є присутність на Меркурії великої кількості зубчастих укосів - так званих ескарпів, які простягаються на кілька сотень кілометрів. Утворилися вони шляхом стиснення, яке супроводжувало охолодження ядра планети.

7. Чи не найпомітніша деталь на поверхні планети, це Рівнина Жари. Це кратер, який отримав свою назву завдяки розташуванню неподалік однієї з «гарячих довгот». 1300 км - розмір діаметра цього кратера. Тіло, що в незапам'ятні часи вдарилося об поверхню Меркурія, мало мати діаметр не менше 100 км.

8. Навколо Сонця планета Меркурій обертається із середньою швидкістю 47,87 км/с, що робить його найшвидшою планетою Сонячної системи.

9. Меркурію єдиному із планет Сонячної системи властивий ефект Ісуса Навина. Цей ефект виглядає так: Сонце, якби ми спостерігали його з поверхні Меркурія, у певний момент мало б зупинитися на небосхилі, а потім продовжити рух, але вже не зі сходу на захід, а навпаки — із заходу на схід. Це можливо внаслідок того, що приблизно протягом 8 днів швидкість обертального руху Меркурія менша за орбітальну швидкість планети.

10. Нещодавно завдяки математичному моделюванню у вчених народилося припущення, що Меркурій — це не самостійна планета, а давно втрачений супутник Венери. Втім, поки що немає речових доказів, це не більше ніж теорія.

планета Меркурій

Загальні відомості про планету Меркурія. Таємнича планета

Рис.1 Меркурій. Зображення складено зі знімків Messenger від 30 січня 2008р. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Меркурій - найближча до Сонця планета, найменша в Сонячній системі, причому як по масі, і по діаметру. Крім того, у Меркурія найменше альбедо. Проте за середньою щільністю Меркурій випереджає майже всі планети, крім Землі. Крім того - це і одна з найтаємничіших планет Сонячної планети, незважаючи на те, що Меркурій лежить від Землі всього в 90 млн. км. - Вивчений не гірше Землі, то стає зрозумілим, що всього 2 (!) Польоти космічних кораблів до «найближчого сусіда Сонця» (з відомих) - цифра безсумнівно мала і тому природно, що процес вивчення Меркурія є дуже захоплюючим заняттям, здатним захопити не менше чим вивчення будь-яких древніх манускриптів.

Ось лише деякі питання щодо планети Меркурій, на які досі немає точної відповіді.

Перше невирішене питання. Як було сказано вище, за середньою щільністю Меркурій лише трохи поступається Землі. Однак за іншими параметрами він дуже схожий на природний супутник Землі - Місяць. Настільки висока щільність Меркурія може бути викликана втратою легких порід через якусь катастрофу на ранній стадії формування. Але чи справді подібна катастрофа мала місце чи це лише припущення - невідомо?

Запитання номер два. На поверхні Меркурія немає слідів присутності заліза, що є основним елементом у складі його ядра. Чим це викликано досі неясно.

З попереднім питанням пов'язане ще одне: наявність у Меркурія рідкого ядра. Здавалося б що ж у цьому дивовижного, адже Земля зовнішнє ядро ​​теж рідке. Але вся справа в тому, що маса Меркурія дуже невелика (0,055 маси Землі), тому навіть незважаючи на дуже високу температуру поверхні, що досягає 400 ° C, його надра повинні були дуже швидко охолонути і затвердіти. А на користь того, що рідке (нехай і не повністю) ядро ​​у Меркурія все-таки є як наявність у нього слабкого магнітного поля, так і результати дослідження астрономів США та Росії. Але те, яким чином це рідке ядро ​​у планети Меркурій збереглося - велике питання.

Як видно з цього, далеко неповного списку, планета Меркурій сповнена загадок, і спробувати вирішити їх здатна будь-яка людина, яка в цьому буде зацікавлена. А щоб полегшити це непросте завдання, пропоную вам ознайомитися з тими відомостями, які про планету Меркурій вже відомі. І розпочати природно з розгляду його становища на небі.

Спостереження планети Меркурій із Землі

Для спостережень із Землі Меркурій – важкий об'єкт. Пов'язано це про те, що він видимим чином ніколи не віддаляється від Сонця більше ніж на 28,3°, тобто. має дуже маленьку кутову відстань – елонгацію. Інші планети, які можна спостерігати з Землі неозброєним оком, не тільки більші за планету Меркурій, але й лежать над горизонтом вище, та й видно майже щодня. Меркурій завжди доводиться спостерігати на тлі вечірньої або ранкової зорі низько над горизонтом, причому протягом дуже нетривалого проміжку часу: не пізніше ніж за 2 години до світанку і не пізніше ніж через 2 години після заходу сонця. Однак, набагато частіше час спостережень набагато менший і становить лише 20-30 хвилин.

рис.2 Зміна фаз Меркурія. Credit: сайт

Спостерігаючи Меркурій можна помітити, що щодо Сонця він переміщається то вправо від нього, то вліво, набуваючи то вузького серпа, то невеликої яскравої круглої плями. Ці видимі зміни, пов'язані з відображенням Меркурієм сонячного світла, називаються фазами і схожі на такі Місяця, з тією лише відмінністю, що розміри серпа помітно змінюються згодом через зміну відстані між Землею і Меркурієм.

Найкраще планета Меркурій видно на моменти верхніх з'єднань (на малюнку - пункт 5), коли ховається в променях Сонця і має мінімальний діаметр. У цей момент Меркурій набуває вигляду маленької яскравої плями без будь-яких деталей на своїй поверхні.

Продовжуючи свій шлях орбітою Меркурій починає наближатися до Землі і тому його диска збільшується. Площа ж освячена Сонцем починає скорочуватися. Через деякий час Меркурій вже не є круглою плямою. А ще через 36 днів видимої залишається лише половина Меркурія. Фаза планети (тобто кут при планеті між напрямками на Сонце і Землю) у цей час близька до 90°.

Незабаром, а саме через 22 дні, площа, освячена Сонцем, зменшується ще більше і Меркурій стає схожим на тоненький серп.

рис.3 Проходження Меркурія диском Сонця. Знімок апарату SOHO та телескопа TRACE від 7 травня 2003р. Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Рухаючись далі планета Меркурій виявляється на тій же стороні Сонця, що і Земля (т.зв. нижнє з'єднання), і стає невидимою для спостерігача. Пов'язано це з тим, що Меркурій у цей момент повернуть до Землі своєю неосвяченою темною стороною, хоча розмір його диска в цей момент - максимальний. Однак раз на 3-13 років трапляється так, що Меркурій проходить безпосередньо між Сонцем і Землею і стає видно, як тьмяна пляма на диску Сонця.

Потім фази починають змінюватись у зворотному порядку: спочатку з'являється тоненький серп, який починає рости, і ось уже видимою стає половина планети; проходить ще невеликий проміжок часу та Меркурій освячений повністю.

Між появами планети на заході та на сході від Сонця проходить від 106 до 130 днів (у середньому – 116); Велика різниця пояснюється значною витягнутістю орбіти Меркурія. До речі, коли Меркурій перебуває за годинниковою стрілкою попереду Сонця (пункти 3-7) - його видно вранці; коли за Сонцем (пункти 1, 2, 8) - він видно ввечері.

Зоряна величина Меркурія під час спостережень із Землі невелика і коливається від -2 до 5,5. У той же час на небі це четверта за яскравістю планета; в максимумі блиску, коли Меркурій досягає -1 зоряної величини, він сяє майже як зірка Сіріус, а з планет поступається тільки Венері, Марсу та Юпітеру.

Побачити планету Меркурій можна й неозброєним оком, не кажучи вже про спостереження у бінокль чи телескоп. Але проводити спостереження слід лише у певний час доби: це, як було зазначено вище,- сутінки. За допомогою телескопа Меркурій можна побачити і в денний час, причому розпізнати якісь деталі на ньому практично не вдається. Проте, спостереження слід проводити дуже обережно, т.к. Меркурій ніколи не віддаляється далеко від Сонця і при невмілому поводженні з телескопом це може призвести до поганих наслідків, що викликаються потужним випромінюванням найближчої до нас зірки.

Більш менш продуктивне вивчення Меркурія можливе тільки в гірських обсерваторіях або в межах низьких широт. Це пов'язано як із меншою тривалістю сутінків, так і з наявністю відповідних для спостережень умов: чистішого повітря ніж на рівнинах, безхмарного неба тощо.

Необхідно відзначити, що саме на підставі спостережень із Землі було встановлено що: Меркурій позбавлений атмосфери (з'ясувалося на основі низької відбивної здатності Меркурія, яка визначається малою величиною альбедо (0,07)), поверхня його зверненої до Сонця сторони піддається сильному нагріванню, в той час як протилежна тіньова сторона сильно охолоджується. А за допомогою найсучасніших телескопів отримані зображення планети з дозволом достатнім, щоб розглянути найбільші деталі меркуріанської поверхні. Однак про фізичні властивості, про природу її обертання навколо осі донедавна було відомо дуже мало.

Зараз багато чого змінилося і про планету Меркурій люди знають практично все. А ось про те, як було досягнуто настільки приголомшливий результат читайте нижче...

Історія дослідження планети Меркурій

Першими людьми, які спостерігали планету Меркурій були шумери з Межиріччя Тигра та Євфрату, які записали свої спостереження в клинописних текстах, та племена племен з долини Нижнього Нілу. Це було 5 тис. років тому.

Однак через складність спостережень люди довгий час думали, що Меркурій, що спостерігався вранці, - це одна планета, а ввечері - зовсім інша.

Тому й назв у Меркурія було дві. Так, єгиптяни називали його Сет і Горус, індійці – Будда та Рогінея, а древні греки – Аполлон і Стілбон (починаючи з 200 р. до н.е. – Гермес). У китайській, японській, в'єтнамській та корейській мовах Меркурій називається Водяна зірка, на івриті – «Кохав Хама» – «Сонячна планета», а жителі Стародавнього Вавилону придумали для Меркурія ім'я Набу, на честь свого бога.

Звичну для сучасної людини назву планеті дали римляни. Саме вони назвали Меркурія Меркурієм, на честь бога мандрівників і торговців, який у греків носив ім'я Гермес. А стилізоване зображення божественного жезла – кадуцея послужило прообразом астрономічного знака цієї планети.

На той час люди вже знали, що Меркурій ранковий і Меркурій вечірній - та сама планета і активно його вивчали. Щоправда, вивчення це зводилося переважно до спостережень планети і натомість ранкової чи вечірньої зорі.

Першим астрономом, який спостерігав Меркурій у телескоп, став великий італійський астроном Галілео Галілей. Через кілька років - в 1639 італієць Джованні Батіста Зупі, при спостереженні першої планети від Сонця помітив, що з часом змінюється освячення Меркурія, тобто. відбувається зміна меркуріанських фаз. Це спостереження довело, що Меркурій є супутником Сонця.

Ще один великий астроном Середньовіччя - Йоганн Кеплер, який відкрив три закони руху планет Сонячної системи, передбачив проходження Меркурія диском Сонця, що й спостерігав француз П'єр Гассенді 7 листопада 1631 року.

Після цього, такої знаменної в астрономічному літописі події, протягом майже 250 років в астрономічних спостереженнях панував затишш...

І лише наприкінці ХІХ століття астрономи знову почали вести спостереження Меркурія, пробуючи у своїй створювати карти його поверхні. Перші такі спроби зробили італієць Дж. Скіапареллі та американець П. Ловелл. А 1934 р. французький астроном Ежен Мішель Антоніаді, при складанні своєї карти Меркурія, запропонував систему найменування темних і світлих деталей поверхні, пов'язану з богом Гермесом. Темні області за цією системою називалися пустелі (solitudo), а світлі мали власні імена.

Однак, необхідно зазначити, що всі перераховані вище карти мали одну істотну ваду: вони складалися тільки для однієї півкулі. Приводом для цього стало припущення італійського астронома Джованні Скіапареллі, який на підставі своїх астрономічних спостережень зробив висновок, що Меркурій постійно повернуть до Сонця однією стороною, як Місяць до Землі.

Лише 1965 року методами радіолокації було виміряно точний період обертання планети навколо осі, що виявився рівним 58,6 діб. З'ясувалося також, що Меркурій обертається несинхронно, роблячи один оберт навколо осі швидше, ніж один оберт навколо Сонця, і складені раніше карти та підручники астрономії довелося переписувати.

Саме тоді до Меркурія було запущено автоматичну міжпланетну станцію (АМС) «Марінер-10», яка підлетівши до поверхні планети 29 березня 1974 р. на відстань 704 км, дозволила зробити серію детальних знімків, виявивши подібність меркуріанської поверхні з місячною.

Ті ж численні метеорні кратери (як правило, менш глибокі, ніж на Місяці), пагорби і долини, гори, гладкі округлі рівнини, що отримали, за схожістю з місячними «морями» назву басейнів. Найбільший із них - Калоріс, має в діаметрі 1350 км.

Відмінність поверхні Меркурія від місячної полягала в наявності таких специфічних форм рельєфу як ескарпи - виступи заввишки 2-3 км, які поділяють два райони поверхні. Вважається, що ескарпи утворилися як зрушення при ранньому стисканні планети.

Але найважливішою відмінністю Меркурія від Місяця виявилося наявність води, точніше водного льоду. Знаходиться такий лід на дні кратерів у полярних областях планети. Стінки кратера захищають лід від променів Сонця і він ніколи не тане.

Крім зйомок поверхні АМС було виявлено ударну хвилю плазми та магнітне поле поблизу Меркурія. Вдалося уточнити значення радіусу планети та її маси.

Через кілька місяців – 21 вересня 1974 р. АМС «Марінер-10» знову підлетіла до Меркурія. На досить великій відстані – понад 48 тис. кілометрів, за допомогою датчиків температури було встановлено, що протягом дня, тривалість якого становить 88 земних діб, яскраві температури поверхні планети (вимірювані за інфрачервоним випромінюванням відповідно до закону теплового випромінювання Планка) піднімаються до 600К , а вночі опускаються до 100К (-210 ° С). За допомогою радіометра було визначено тепловий потік, що випромінюється поверхнею; на фоні нагрітих ділянок, що складаються з пухких порід, виявлено більш холодні, які є силікатними породами, близькими до земних базальтів. Ця обставина ще раз підтвердила схожість меркуріанської та місячної поверхонь.

Під час свого третього та останнього прольоту біля Меркурія, що відбувався 16 березня 1975 р. на відстані 327 км від поверхні планети, «Марінер-10» підтвердив, що виявлене раніше магнітне поле дійсно належить планеті. Його напруженість становить близько 1/100 напруженості земного магнітного поля.

Крім вимірювання фізичних полів станція зробила 3 ​​тисячі фотографій з роздільною здатністю до 50 м, які, разом зі знімками, зробленими під час двох попередніх підльотів, охопивши 45% поверхні Меркурія, дозволили скласти детальну карту його поверхні, щоправда, лише в західній півкулі. східна півкуля залишалася недослідженою.

Об'єкти на складеній карті: кратери, рівнини, уступи, отримали власні назви. Кратери – на честь діячів гуманітарного спрямування: письменників, поетів, художників, скульпторів, композиторів, серед яких багато росіян; рівнини - на честь богів, які грали в різних міфологіях роль, аналогічну богу Меркурію, а деякі - за назвами планети різними мовами; уступам дано назви дослідницьких судів; долин - радіообсерваторій. Звичайно зустрічаються і винятки: так Північна рівнина отримала свою назву за місцем розташування, а рівнина Жари - через високі температури в межах своєї території. Гори, що оздоблюють цю рівнину, носять таку ж назву. Ще 2 меркуріанські гряди названі на честь астрономів Антоніаді та Скіапареллі, що склали перші карти цієї планети.

Як опорний об'єкт для відліку довгот в системі координат на поверхні Меркурія було прийнято маленький кратер діаметром 1,5 км, розташований біля екватора. Цей кратер названий Хун Каль, що мовою древніх майя означає "двадцять" (зокрема вони заснована система рахунки). Через кратер Хун Каль проходить меридіан 20 °. Довготи на Меркурії відраховуються від 0 до 360 на захід від нульового меридіана.

24 березня 1975 року «Марінер-10» вичерпав паливо і не міг більше керуватися Землею. Його місія добігла кінця. Але, як припускають астрономи, Марінер-10 все ще обертається по орбіті навколо Сонця, іноді проходячи біля планети Меркурій.

рис.5 MESSENGER. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Після завершення місії «Маринера-10» на протязі майже тридцяти років польотів до Меркурія не було. Лише 3 серпня 2004 року з мису Канаверал у Флориді США здійснили запуск космічного корабля Messenger, який 14 січня 2008 року нарешті підлетів до поверхні планети. Зробити це було дуже непросто. І ось чому: для того, щоб перебратися з навколоземної на навколомеркуріанську орбіту, потрібно погасити значну частину орбітальної швидкості Землі, яка становить ~30 км/с, а для цього необхідно здійснити ряд гравітаційних маневрів. Messenger за час своєї місії здійснить 6 таких маневрів, з яких 5 вже завершено: 2 серпня 2005 р. апарат пройшов на висоті 2347 км від поверхні Землі, 24 жовтня 2006 р. відбувся перший проліт біля Венери на мінімальній висоті 2992 км, 5 червня 2007 р. Messenger здійснив другий проліт поблизу Венери, цього разу набагато нижче: по верхньому кордоні хмар. Через 8 місяців - 14 січня 2008 року Messenger нарешті підлетів до Меркурія. Цієї події з нетерпінням чекали не лише фахівці НАСА, а й усе прогресивне людство. І не дарма!

Messenger зробив детальні знімки меркуріанської поверхні, у тому числі зворотної сторони планети (про яку раніше ми нічого не знали).

Передані на Землю знімки дозволили встановити, що на планеті Меркурій протікала досить інтенсивна тектонічна діяльність, сліди якої у вигляді величезних плоских рівнин особливо помітні у східній півкулі. Також під час першого підльоту було докладніше вивчено магнітосферу та атмосферу Меркурія.

Через кілька місяців – 6 жовтня того ж року Messenger знову підлетів до Меркурія. Було зроблено ряд детальних знімків планети, на яких виявились незрозумілі точки темної речовини, рясно розкидані по поверхні. Як вважають астрономи – це результат метеоритних ударів.

Крім того в результаті другого прольоту було виявлено різнорідну структуру поверхні Меркурія, природа якої до кінця не ясна, і промір меркуріанського ландшафту, який показав, що по висоті промірений ландшафт залишається напрочуд постійним: на 30% більш рівним ніж ландшафт протилежної області. Не менш дивовижні відкриття чекали на астрономів і під поверхнею меркурія: у корі Меркурія було виявлено різкий перепад висотою цілих 600 м, який може бути «шрамом», залишеним на планеті в результаті її стискання в період швидкого остигання.

29 вересня 2009 року Messenger здійснив останній гравітаційний маневр, щоб потім - 18 березня 2011 року, вийти на високоеліптичну полярну орбіту навколо планети, ставши її першим штучним супутником. За планом, після цього зонду має працювати не менше двох меркуріанських діб, що становить трохи менше земного року.

рис.6 Глобальна карта Меркурія, складена на основі зображень зроблених «Марінер-10» і Messenger-ом. Credit: NASA

Під час останнього на сьогоднішній день прольоту повз планету Меркурій Messenger зробив низку знімків недосліджених досі районів (6% від усієї поверхні планети), провів дослідження меркуріанської атмосфери та виявив сліди недавніх вулканічних вивержень. Таким чином до теперішнього часу досліджено та сфотографовано понад 98% поверхні Меркурія. 2% поверхні, що залишилися, - це полярні райони, досліджувати які вчені сподіваються в 2011 році.

рис.7 BepiColombo. Credit: ESA

В даний час Європейським космічним агентством (ESA) спільно з японським аерокосмічним дослідницьким агентством (JAXA) розробляється місія BepiColombo (на честь вченого Джузеппе Коломбо, що розробив теорію гравітаційного маневру), що складається з двох космічних апаратів Mercubi Mercu MMO). Європейський апарат MPO досліджуватиме поверхню Меркурія та його глибини, в той час як японський MMO спостерігатиме за магнітним полем та магнітосферою планети. Крім безпосереднього вивчення планети обидва космічні апарати сподіваються використовувати близькість області дослідження до Сонця, щоб перевірити загальну теорію відносності.

Запуск BepiColombo планується на 2013 рік, а в 2019 році, здійснивши низку гравітаційних маневрів, він досягне орбіти Меркурія, де й розділиться на дві складові. Передбачається, що місія BepiColombo на Меркурії триватиме приблизно один земний рік.

Необхідно відзначити, що вивчення планети Меркурій йде і з Землі, за допомогою приймачів випромінювання ПЗЗ та подальшою комп'ютерною обробкою знімків. Це стало можливим завдяки розвитку електроніки та інформатики.

Одним із перших серій спостережень Меркурія з ПЗЗ-приймачами здійснив у 1995-2002 роках Йохан Варелл в обсерваторії на острові Ла Пальма на півметровому сонячному телескопі. Варелл вибирав найкращі зі знімків, не використовуючи комп'ютерні відомості.

Спостереження Меркурія вели також в Абастуманській астрофізичній обсерваторії 3 листопада 2001 і в обсерваторії Скінакас Іракліонського університету 1-2 травня 2002 року. Після обробки результатів спостережень методом кореляційного поєднання було отримано дозволене зображення планети, подібне до фотомозайки «Маринера-10». Так було складено карту Меркурія для довгот 210-350°.

На цьому історія дослідження Меркурія поки що закінчується. Але не надовго. Адже вже в 2011 році до планети підлетить Messenger, який, мабуть, зробить чимало цікавих відкриттів. Потім вивченням Меркурія займеться BepiColombo...

Орбітальний рух та обертання планети Меркурій

рис.8 Відстань від планет земної групи до Сонця. Credit: Lunar and Planetary Institute

Меркурій є найближчою до Сонця планетою. Навколо світила він рухається сильно витягнутою орбітою, на середній відстані 0,387 а. (59,1 млн. км) У перигелії ця відстань зменшується до 46 млн. км, в афелії збільшується до 69,8 млн. км. Таким чином, ексцентриситет орбіти (е) становить 0,206.

Нахилення меркуріанської орбіти (i) до площини екліптики становить 7°.

По орбіті планета Меркурій непросто рухається, а буквально летить: зі швидкістю близько 48 км/сек, будучи за цим показником найшвидшою планетою Сонячної системи. Весь шлях орбітою займає у Меркурія 88 днів - це тривалість меркуріанського року.

На відміну від божевільного руху орбітою навколо своєї осі, майже перпендикулярно нахиленої до площині планетарної орбіти, Меркурій обертається повільно, роблячи повний оборот за 59 (58,65) земних діб, що становить 2/3 від періоду обертання планети орбітою. Цей збіг протягом кількох століть вводив в оману астрономів, які вважали, що період обертання Меркурія навколо своєї осі та період його звернення по орбіті навколо Сонця збігаються. Причина помилки полягала в тому, що найбільш сприятливі умови для спостереження Меркурія повторюються через потрійний синодичний період, тобто 348 земних діб, що дорівнює шестикратному періоду обертання Меркурія навколо своєї осі (352 діб), тому астрономами спостерігався приблизно один і той же ділянку поверхні планети. З іншого боку, деякі з них вважали, що меркуріанська доба приблизно дорівнює земній. Лише 1965 року було встановлено неспроможність обох гіпотез, і визначено справжнє час обертання найближчої до Сонця планети.

рис.9 Обсерваторія Аресібо. Credit: courtesy of the NAIC - Arecibo Observatory, facility of the NSF

Того року трисотметровий радіотелескоп в обсерваторії Аресібо (Пуерто-Ріко) надіслав потужний радіоімпульс у бік планети Меркурій. Радіоімпульс відбився невеликим «пучком» від центральної області планети і кинувся на всі боки, в тому числі і до антени радіолокатора, що послав його. Слідом за першим радіоімпульсом до Меркурія було послано другий, що відбився вузьким кільцем навколо місця відображення першого радіоімпульсу. А на черзі вже було третє, потім четверте кільце, і так до останнього, що обмежує диск планети (насправді весь процес посилки радіосигналу був безперервним). Далека від радіолокатора сторона планети знаходилася в радіотіні, і тому від неї нічого не відбилося.

Оскільки планета обертається, імпульси, відбиті кожним кільцем, зовсім однорідні. Частота, де було прийнято сигнал, відповідає частоті посланого імпульсу. Так як у своєму русі навколо Сонця Земля і Меркурій або віддаляються один від одного, або зближуються, виникає ефект Доплера і частота зміщується.

Для Меркурія найбільше усунення сигналу радіолокатора, що працює на довжині хвилі 10 см, становить 500 кГц. Крім того, Меркурій. як і будь-яка інша планета, обертається, а тому західна (ліва) його сторона рухається назустріч імпульсу, викликаючи додатково позитивний зрушення доплерівського, східна ж (права) віддаляється від нього і дає негативний доплерівський зсув. Ці зрушення, їх називають залишковими різницями, на екваторі у Меркурія становлять 32 Гц.

Знаючи зрушення та лінійну відстань між протилежними краями планети астрономи Р. Дайс і Г. Петтенджіл, що працюють на обсерваторії Аресібо, виміряли швидкість обертання Меркурія навколо осі, визначивши її як 59±5 днів.

Трохи пізніше, 1971 р. американський вчений Р. Гольдштейн уточнив швидкість обертання Меркурія. Вона дорівнювала 58,65±0,25 днів. Через 3 роки до Меркурія підлетів перший космічний апарат Марінер-10, який лише скоригував даний Гольдштейна до 58,646 днів.

Дізнавшись час обертання Меркурія навколо своєї осі і його обертання по орбіті і зіставивши їх вчені змогли обчислити тривалість сонячної доби. Вони дорівнювали 176 земним дням або 2 меркуріанським рокам. Протягом цього часу 88 земних днів триває Меркуріанський день і рівно стільки ж Меркуріанська ніч.

Синхронізація обертання Меркурія по орбіті і його обертання навколо своєї осі є наслідком приливного впливу Сонця. Припливна дія Сонця відбирала момент кількості руху і гальмувала обертання, яке було спочатку швидшим, доти, доки обидва періоди не виявилися пов'язаними з цілковитим ставленням. В результаті за один меркуріанський рік Меркурій встигає повернутися навколо своєї осі на півтора оберти. Тобто, якщо в момент проходження Меркурієм перигелія певна точка його поверхні звернена точно до Сонця, то при наступному проходженні перигелія до Сонця буде звернена в точності протилежна точка поверхні, а ще через один меркуріанський рік Сонце знову повернеться до зеніту над першою точкою.

В результаті такого руху планети на ній можна виділити «гарячі довготи» - два протилежні меридіани, які поперемінно звернені до Сонця під час проходження Меркурієм перигелію, і на яких через це спостерігається вкрай висока, навіть за меркуріанськими мірками температура - 440-500° C.

До речі, Сонце на меркуріанському небі поводиться дуже незвично для земного спостерігача. Воно сходить на сході, вкрай повільно піднімається (в середньому на один градус за дванадцять годин), поступово збільшуючись у розмірах, потім досягає своєї верхньої кульмінації (зеніту на екваторі), зупиняється, змінює напрямок руху, знову зупиняється, і повільно заходить. Зірки при всьому цьому кінець світу переміщалися б по небу втричі швидше.

Іноді Сонце на небі Меркурія поводиться ще дивніше: воно піднімається, досягає своєї верхньої кульмінації, зупиняється, а потім починає рухатися у зворотному напрямку, заходячи в тій же точці, де зійшло. Через кілька земних діб Сонце знову сходить у тій самій точці, вже надовго. Така поведінка Сонця характерна для довгот 0 і 180 °. На довготах, що віддаляються на 90° від «гарячих довгот», Сонце сходить і заходить двічі. На меридіанах 90° і 270° можна бачити три заходи і три сходи Сонця за одну сонячну добу, яка триває 176 земних діб.

Ефект поведінки Сонця на небі Меркурія іноді називають ефектом Ісуса Навина, на ім'я біблійного героя, що вміє зупиняти рух Сонця.

Дивна поведінка Сонця на меркуріанському небі викликана тим, що швидкість орбітального руху Меркурія постійно змінюється, на відміну швидкості обертання навколо осі, яка постійна. Так на ділянці орбіти поблизу перигелію протягом приблизно 8 діб швидкість орбітального руху перевищує швидкість обертального руху.

До речі, хоч як це дивно звучить, але саме Меркурій є до Землі найближчою планетою більшу частину часу.

Внутрішня будова планети Меркурій

Меркурій є однією з найщільніших планет Сонячної системи. Його середня щільність - 5,515 г/см 3 лише трохи поступається середньої щільності Землі, а якщо мати на увазі, що на земну щільність впливає сильніший стиск речовини через більший розмір нашої планети, то виходить, що при рівних розмірах планет щільність меркуріанського речовини перевищувала б земну на 30%.

Згідно з сучасною теорією освіти планет вважається, що в протопланетній пиловій хмарі температура прилеглої до Сонця області була вищою, ніж в околиць його частинах, через що легкі хімічні елементи виносилися в віддалені, холодні частини хмари. В результаті в навколосонячній області, де розташована планета Меркурій, помітно переважання важких елементів, найпоширенішим з яких є залізо.

Деякі вчені вважають, що висока густина Меркурія викликана дією дуже сильної сонячної радіації. Радіація викликає хімічне відновлення оксидів до їх важкої, металевої, форми. Можливо, Сонце сприяло випаровуванню і, як наслідок, випаровуванню в космос зовнішнього шару початкової меркуріанської кори планети, нагріваючи її до критичних температур.

рис.10 Внутрішня будова Меркурія. Credit: NASA

Впливає на середню щільність планети Меркурій та її потужне планетарне ядро. Уявляючи собою величезну, за розмірами порівнянну з Місяцем (радіус 1800 км), кулю, воно зосереджує до 80% маси всієї планети. Середня густина ядра Меркурія за розрахунками С.В. Козловській - 9,8 г/см 3 . Він являє собою частково розплавлену залізонікелеву субстанцію з домішкою сірки, і складається із зовнішнього рідкого та внутрішнього твердого ядра. Дане припущення було висунуто після польоту АМС «Марінер-10» та подальших радарних спостережень Меркурія групою Жана-Люка Марго у 2007 році. "Марінер" виявив у планети слабке магнітне поле, а група Марго - вивчила варіації її обертання навколо своєї осі.

Наявність у Меркурія навіть частково розплавленого ядра кинула вчених у глибокі роздуми.

Справа в тому, що, хоча на його поверхні і спостерігається дуже висока температура поверхні, що досягає 400 ° C, його маса дуже невелика, і отже планета мала дуже швидко охолонути і затвердіти. Тому в астрономів не було сумнівів у тому, що така мала планета як Меркурій повинна мати тверде ядро. Відкриття «Маринера-10» змусило астрономів заговорити про можливість наявності Меркурія хоча б частково розплавленого ядра, як і Землі.

Через тридцять років після польоту «Маринера» група Жана-Люка Марго, яка об'єднала астрономів з Корнельського університету (Ітака, штат Нью-Йорк, США) та інших установ США та Росії, на підставі п'ятирічних радарних досліджень Меркурія, які проводяться за допомогою 3-х наземних радіотелескопів , Довела що варіації, пов'язані з обертанням Меркурія, дійсно характерні для небесного тіла, що володіє розплавленим ядром.

Об'єднавши всі ці дані, фізики змогли виявити періодичні збої в обертанні Меркурія, спричинені припливно-відливними взаємодіями із Сонцем.

Вплив Сонця, до речі, по-різному впливає обертання планет залежно від цього, який їх склад. Це схоже на широко відомий метод виявлення круто зварених яєць: повністю затверділе яйце обертається швидко і довго, а яйце, зварене некруто - повільно, з коливаннями.

Результати вимірів групи Марго були опубліковані в одному з останніх номерів журналу Science (Наука). Нова робота додала також ваги теорії, згідно з якою Меркурій, як і Земля, генерує власне магнітне поле за допомогою механізму гідромагнітного динамо - тобто за рахунок конвекції рідкого електропровідного металевого ядра.

Над ядром Меркурія лежить силікатна оболонка - мантія, товщиною 600 км, яка за щільністю поступається ядру в 3 рази - 3,3 г/см3. На кордоні між мантією та ядром температура сягає 10 3 До.

Третьою оболонкою твердого Меркурія є кора, товщина якої 100-300 км.

На підставі аналізу фотографій Меркурія американські геологи П. Шульц та Д. Гаулт запропонували схему еволюції його поверхні.

Відповідно до цієї схеми після завершення процесу акумуляції та формування планети її поверхня була гладкою.

рис.11 Басейн Калоріс на Меркурії. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Arizona State University/Carnegie Institution of Washington. Image reproduced courtesy of Science/AAAS

Далі настав процес інтенсивного бомбардування планети залишками допланетного рою, під час якого утворилися басейни типу Калоріс, а також кратери типу Коперника на Місяці. У цей час мабуть сталося і збагачення меркуріанського ядра залізом внаслідок зіткнення з великим космічним тілом - планетезималем. В результаті Меркурій втратив до 60% своєї первісної маси, частину мантії та планетарної кори.

Наступний період характеризувався інтенсивним вулканізмом та виходом потоків лави, що заповнювала великі басейни. Ці процеси відбувалися внаслідок остигання Меркурія з часом. Обсяг планети зменшувався, і її зовнішня кам'яна оболонка - кора, що остигла і затверділа раніше, ніж надра, змушена була стискатися. Це призводило до розтріскування кам'яної оболонки Меркурія, насування одного краю тріщин на інший з утворенням свого роду насувів, в яких один шар порід насунутий на інший. Верхній шар, що насунувся на нижчий, має опуклий профіль, нагадуючи застиглу кам'яну хвилю.

Під час цього періоду з'явився так званий «павук», що є системою з більш ніж сотні широких грабенів, що радіально розбігаються від невеликого кратера в центрі басейну Калоріс. Згідно з гіпотезою, величезні маси магми піднялися з надр Меркурія до поверхні планети, прогнувши догори меркуріанську кору.

У деяких місцях кора лопнула, і в тріщини, що утворилися, хлинули розплавлені глибинні породи, утворивши спостерігаються борозни. А ось як утворився сам центральний кратер, астрономи не знають. Мабуть, він міг випадково потрапити до центру Калориса, а міг стати причиною його утворення, вдаривши досить сильно, щоб кора відпружила, на такій величезній площі. Поки що зрозуміло лише, що басейн Калоріс був залитий лавою приблизно 3,8-3,9 мільярдів років тому.

Приблизно 3 млрд років тому описаний період завершився. На зміну йому прийшов період відносного спокою, коли вулканічна діяльність ослабла або зовсім припинилася (до кінця це питання не зрозуміле, можливо буде вирішено АМС Messenger), а бомбардування метеоритами стали рідшими. Цей період триває й досі.

Поверхня планети Меркурій

За своїми розмірами Меркурій – найменша планета Сонячної системи. Його радіус – 2440 км, становить 0,38 від радіусу Землі. Площа поверхні - 74,8 млн. км2.

рис.12 Порівняння планет Сонячної системи. Credit: сайт

Коли в 1974 році повз Меркурія пролетів «Марінер-10» і передав зроблені знімки на Землю, астрономи були вражені: так він був схожим на Місяць. Ті ж рівнини плоскі, в т.ч. унікальна - пряма, численні круті скелі і густо всипана кратерами млява пустеля. Навіть корисні копалини, розкидані на поверхні планети Меркурій у вигляді крихітних частинок мають схожість з місячними і називаються силікатами. Але головна подібність меркуріанської та місячної поверхонь полягає у наявності двох основних типів місцевостей: материків та морів.

Материки - найбільш давні геологічні утворення на планеті, вкриті кратерами, рівнинами, пагорбами, горами і каньйонами, що їх перетинають. На відміну від материків меркуріанські моря - утворення молодші, що являють собою великі гладкі рівнини, що утворилися внаслідок виливу лав на меркуріанську поверхню та відкладення речовини, викинутої при утворенні кратерів. Вони виглядають темнішими за меркуріанські материки, але світліші за місячні моря.

Найбільше морів не більше т.зв. рівнини Жари (лат. "Caloris Planitia" або басейн Калоріс) - гігантської кільцевої структури діаметром 1300 км, оточеної гористим хребтом. Свою назву рівнина Жари отримала через своє місце розташування: через неї проходить меридіан 180 °, який разом з протилежним йому нульовим меридіаном входить до т.зв. "гарячих довгот" - звернених до Сонця під час мінімального зближення з ним Меркурія.

Вважають, що рівнина Жари утворилася внаслідок зіткнення Меркурія з великим небесним тілом діаметром не менше 100 км. Удар був настільки сильним, що сейсмічні хвилі, пройшовши всю планету, і сфокусувавшись у протилежній точці поверхні, привели до утворення тут своєрідного пересіченого «хаотичного» ландшафту, системи численних великих пагорбів діаметром близько сотні кілометрів, пересіченої кількома великими прямолінійними. розломів кори планети.

На відміну від решти областей Меркурія тут майже немає малих кратерів, настільки поширених на об'єктах Сонячної системи, майже або повністю позбавлених атмосфери. Наявність ударних кратерів на всіх цих об'єктах передбачили 1947 р. радянські астрономи Всеволод Фединський та Кирило Станюкович.

Навколо деяких із меркуріанських кратерів виявлено радіально-концентричні розломи - промені, що розчленовують меркуріанську кору на окремі блоки, що говорить про геологічну молодість кратерів, та вали викинутих при ударі поверхневих порід. У найбільших кратерів, діаметром понад 200 км, таких валів не один, а два, причому на відміну від місячних вони в півтора рази вже й нижчі через більшу силу тяжкості Меркурія. Слід зазначити, що яскравість променів, що відходять від кратерів, регулярно посилюється до повного місяця, а потім знову слабшає. Це пов'язано з тим, що дно в дрібних кратерах відбиває світло в основному по тому ж напрямку, звідки приходять сонячні промені.

рис.13 «Павук» у межах басейну Калоріс. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Одним із найцікавіших меркуріанських елементів поверхні є виявлений космічним кораблем Messenger т.зв. "Павук". Розташований «Павук» в центрі іншого кратера - найбільшого басейну Калоріс і є системою з сотні грабенів, що розходяться від маленького кратера в центрі.

До речі про грабени. Це чисто меркуріанська деталь рельєфу, що є довгими вузькими западинами з плоским дном. Розташовані грабени в давніх материкових районах планети і утворилися при стисканні та розтріскуванні кори Меркурія під час його остигання, в результаті якого поверхня планети зменшилася на 1% або 100 тис. км2.

Крім грабенів характерною рисою поверхні Меркурія є ескарпи - лопатеподібні уступи, діаметром до кількох десятків кілометрів. Висота ескарпів до 3 км, а протяжність найбільших може досягати 500 км.

Найбільш відомими ескарпами є: ескарп Санта-Марія, названий на ім'я корабля Христофора Колумба, уступ Антоніаді довжиною 450 км, названий на честь французького астронома, і уступ Дискавері протяжністю 350 км, названий на честь корабля Джеймса Кука. Необхідно відзначити, що всім уступам на Меркурії надають імена морських кораблів, на яких відбувалися найзначніші плавання в історії людства, а двоє названо на честь астрономів Скіапареллі та Антоніаді, які зробили багато візуальних спостережень.

рис.14 Кратери лежить на поверхні Меркурія. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Меркуріанським кратерам, найчастіше великим: понад 100 км. у діаметрі, вибірково - більш дрібним, надають імена діячів світової культури - відомих письменників, поетів, художників, скульпторів, композиторів. Для позначення рівнин (крім рівнини Жари та Північної рівнини) були використані назви планети Меркурій різними мовами. Протяжні тектонічні долини отримали імена радіообсерваторій, які зробили внесок у вивчення планет. Назви деталей рельєфу на Меркурії було надано Міжнародним астрономічним союзом - організацією, що об'єднує астрономічні спільноти всього світу.

Як було зазначено вище поверхню Меркурія сильно кратеризована. Великих кратерів мало і багато з них мають на своїй поверхні дрібніші, і молоді кратери. Дно великих кратерів заповнене потоками лави, що вилився на поверхню, і згодом застигла, утворивши гладку поверхню, подібну до меркуріанських морів. На дні більшості невеликих кратерів видно центральні гірки, добре знайомі астрономам по місячним пейзажам.

Серед найбільш примітних меркуріанських кратерів, такі як Бетховен - найбільший на Меркурії з діаметром 625 км, Толстой - діаметром 400 км, Достоєвський - його діаметр 390 км, Рафаель, Шекспір, Гете, Гомер та інші.

До речі, порівнюючи за фотографіями, околиці Північного полюса Меркурія з околицями Південного, астрономи помітили з-поміж них істотні відмінності, саме переважання гладкої рівнинної поверхні навколо Північного полюса, проти сильно кратеризованої - навколо Південного.

Атмосфера планети Меркурій. Фізичні умови на Меркурії

Атмосфера Меркурія була виявлена ​​космічним кораблем «Марінер-10», викликавши тим самим масу питань у астрономів, і в першу чергу своїм існуванням. Меркурій - близький до Сонця і невелику масу її мати у принципі було. Адже що потрібне для існування атмосфери?

По-перше - велика сила тяжкості: чим масивніша планета і менше її радіус, тим надійніше вона утримує навіть дуже легкі гази, такі як водень, гелій та ін. е. він не в змозі утримати навіть важчі ніж водень гази.

Другою умовою наявності у планети атмосфери є температура, причому як поверхні, і самої атмосфери. Від температури залежить енергія хаотичного теплового руху атомів та молекул газу. Чим вона вища, тим вища швидкість частинок, тому досягнувши граничного значення, а саме - другої космічної швидкості, частки газу назавжди залишають планети, причому першими випаровуються в космічний простір легкі гази.

На Меркурії температура приповерхневих шарів може досягати 420-450 ° C, що є одним з рекордних показників серед планет Сонячної системи. За таких екстремальних температур першим починає «втікати» гелій. Однак попри всі перераховані вище докази гелій в атмосфері Меркурія було знайдено. З чим же пов'язана наявність цього газу, який, за ідеєю, мав зникнути з атмосфери найближчої до Сонця планети ще мільярди років тому. А пов'язано це саме зі становищем Меркурія у певному місці космічного простору.

Меркурій, що лежить в безпосередній близькості від Сонця, постійно отримує підживлення гелієм, який постачає йому сонячний вітер - потік з електронів, протонів і ядер гелію, що витікає з сонячної корони. Без цього підживлення весь гелій меркуріанської атмосфери випарувався б у космічний простір протягом 200 днів.

Крім гелію в атмосфері Меркурія виявлено присутність водню, кисню та натрію, але у дуже невеликих кількостях, а також наявність слідів вуглекислого газу та атомів лужних металів. Так кількість молекул гелію в стовпі «повітря» над 1 см 2 меркуріанської поверхні – всього 400 трильйонів, кількість молекул інших газів на порядок менша. Загальна кількість молекул газу в стовпі атмосфери Меркурія становить 2x10 14 над 1 см 2 площі поверхні.

Невелика кількість газів в атмосфері планети говорить про її надзвичайну розрідженість: так тиск усіх меркуріанських газів на 1 см 2 площі поверхні планети в півмільярда менше ніж тиск біля Землі. Крім того, розріджена атмосфера, а також низька теплопровідність поверхневого шару Меркурія, не в змозі вирівнювати температуру, що призводить до її різких добових коливань. Так середня температура денного боку Меркурія дорівнює 623К, а нічний - всього 103К. Однак на глибині кількох десятків сантиметрів температура приблизно постійна та тримається на позначці 70-90°C.

Незважаючи на екстремально високі денні температури у приполярних районах Меркурія допускається наявність водяного льоду. Такий висновок був зроблений на підставі даних радарного дослідження, що показало наявність сильно відбиває радіохвилі речовини, якою, мабуть, є водяний лід. Існування льоду можливе лише на дні глибоких кратерів, куди ніколи не проникає сонячне світло.

Магнітне поле Меркурія. Магнітосфера планети Меркурій

У 1974 році космічним апаратом "Марінер-10" було виявлено наявність у планети Меркурій слабкого магнітного поля. Його напруженість у 100-300 разів менша за напруженість магнітного поля Землі і змінюється у бік збільшення при русі до полюсів.

рис.15 Магнітосфера Меркурія. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Магнітне поле Меркурія глобальне, має дипольну структуру, стійко і симетрично: його вісь лише на 2° відхиляється від осі обертання планети. Крім дипольного у Меркурія є поля з чотирма та вісьмома полюсами.

Як вважають вчені, магнітне поле Меркурія утворюється у вигляді обертання речовини його рідкого зовнішнього ядра. До речі обертання, а краще сказати - переміщення речовини в ядрі Меркурія відбувається дуже цікаво, що описали у своїй статті вчені з двох американських університетів: Іллінойсу та Західного резервного району.

Щоб краще зрозуміти фізичний стан у ядрі Меркурія, вчені використовували надпотужний прес, що дозволяє вивчити поведінку суміші заліза та сірки в умовах високого тиску та температури. У кожному експерименті зразки суміші заліза та сірки піддавали певному тиску та розігрівали до певної температури. Потім зразки охолоджували, розрізали надвоє та вивчали під електронним мікроскопом та за допомогою електронного мікроаналізатора.

Швидке охолодження зберігало структура зразків, які виявляли поділ на тверду та рідку фази, і сірка містилася в кожній із них, - каже провідний автор дослідження, аспірант Іллінойса Бін Чен (Bin Chen). Базуючись на даних нашого експерименту, ми можемо зробити висновки про те, що відбувається в ядрі Меркурія, - додає він.

У міру того, як розплавлена ​​суміш заліза та сірки охолоджується у зовнішніх шарах ядра, атоми заліза конденсуються у «сніжинки», що падають до центру планети. У міру того, як холодний залізний «сніг» опускається вниз і легка, багата на сіру рідину піднімається, конвективні потоки створюють гігантську динамо-машину, яка створює відносно слабке магнітне поле планети.

Крім магнітного поля планета Меркурій має велику магнітосферу, яка з боку Сонця сильно стиснута під дією сонячного вітру.

Яка маса Меркурія та його відмінні риси? Дізнайтеся про це далі…

Особливості планети

З Меркурія починається відлік планет Сонячної системи. Відстань від Сонця до Меркурія становить 57,91 млн км. Це досить близько, тому температура на поверхні планети сягає 430 градусів.

За деякими характеристиками Меркурій нагадує Місяць. Супутники у нього відсутні, атмосфера сильно розряджена, а поверхня порізана кратерами. Найбільший має ширину 1550 км від астероїда, який врізався в планету близько 4 мільярдів років тому.

Розряджена атмосфера не дозволяє затримувати тепло, тому Меркурій вночі дуже холодний. Різниця в нічній і денній температурах сягає 600 градусів і є найбільшою в нашій планетарній системі.

Маса Меркурія складає 3,33 · 10 23 кг. Такий показник робить планету найлегшою та найменшою (після позбавлення Плутона звання планети) у нашій системі. Маса Меркурія складає 0,055 від земної. Не набагато більше Середній радіус становить 2439,7 км.

У надрах Меркурія міститься багато металів, які й утворюють його ядро. Це друга планета за щільністю після Землі. Ядро складає близько 80% Меркурію.

Спостереження за Меркурієм

Нам планета відома під назвою Меркурій – це ім'я римського бога-посланця. Спостерігали планету ще XIV столітті до нашої ери. Шумери називали Меркурій в астрологічних таблицях «стрибає планетою». Пізніше його назвали на честь бога письма та мудрості «Набу».

Греки дали планеті ім'я на честь Гермеса, називаючи її "Гермаон". Китайці називали її «Ранковою зіркою», індійці – Будха, німці ототожнювали з Одином, а майя – з совою.

До винаходу телескопа європейським дослідникам було важко спостерігати за Меркурієм. Наприклад, Микола Коперник, описуючи планету, користувався спостереженнями інших учених, не з північних широт.

Винахід телескопа значно полегшив життя астрономам-дослідникам. Вперше з телескопа Меркурій спостерігав Галілео Галілей у XVII столітті. Після нього за планетою спостерігали: Джованні Зупі, Джон Бевіс, Йоганн Шретер, Джузеппе Коломбо та ін.

Близька прихильність від Сонця і нечаста поява на небі завжди створювали труднощі для вивчення Меркурія. Наприклад, відомий телескоп «Хаббл» не може розпізнавати такі близькі до нашого світила об'єкти.

У XX столітті для вивчення планети почали застосовувати методи радіолокації, що дало можливість спостерігати за об'єктом із Землі. Космічні апарати надіслати на планету непросто. Це потребує особливих маніпуляцій, куди витрачається багато палива. За всю історію біля Меркурія побувало лише два кораблі: «Марінер-10» 1975 і «Месенджер» 2008.

Меркурій на нічному небі

Видима величина планети становить від -1.9 m до 5,5 m, що цілком достатньо, щоб побачити його із Землі. Однак розглянути його непросто через невелику кутову відстань по відношенню до Сонця.

Планета видно нетривалий час, після того, як настає сутінки. У низьких широтах та біля екватора доба триває найменше, тому у цих місцях побачити Меркурій простіше. Що широта, то важче спостерігати планету.

У середніх широтах «зловити» Меркурій на небі можна період рівнодення, коли сутінки найкоротші. Побачити його можна кілька разів на рік, як рано-вранці, так і ввечері, в періоди, коли він максимально віддалений від Сонця.

Висновок

Меркурій є наймасовішою Меркурія є найменшою з планет нашої системи. Планету спостерігали ще задовго до початку нашої ери, проте щоб побачити Меркурій, потрібні певні умови. Тому він найменш вивчений із усіх планет земної групи.

Меркурій у натуральному кольорі (знімок Mariner 10)

Меркурій- Найближча до Сонця планета Сонячної системи, що обертається навколо Сонця за 88 земних діб. Меркурій належить до внутрішніх планет, оскільки його орбіта проходить ближче до Сонця, ніж основний пояс астероїдів. Після позбавлення Плутона у 2006 році статусу планети Меркурію перейшло звання найменшої планети Сонячної системи. Видима зоряна величина Меркурія коливається від -2,0 до 5,5, але його нелегко помітити через дуже маленьку кутову відстань від Сонця (максимум 28,3 °). У високих широтах планету ніколи не можна побачити на темному нічному небі: Меркурій завжди ховається в ранковій або вечірній зорі. Оптимальним часом для спостережень планети є ранкові або вечірні сутінки в періоди його елонгацій (періодів максимального видалення Меркурія від Сонця на небі, що настають кілька разів на рік).

Спостерігати Меркурій зручно в низьких широтах та поблизу екватора: це пов'язано з тим, що тривалість сутінків там найменша. У середніх широтах знайти Меркурій набагато важче і лише в період найкращих елонгацій, а у високих широтах неможливо взагалі.

Про планету поки що відомо порівняно небагато. Апарат Марінер-10, який вивчав Меркурій у -1975 роках, встиг картографувати лише 40-45% поверхні. У січні 2008 року повз Меркурія пролетіла міжпланетна станція MESSENGER, яка вийде на орбіту навколо планети в 2011 році.

За своїми фізичними характеристиками Меркурій нагадує Місяць, сильно кратерований. Планета не має природних супутників, але є дуже розріджена атмосфера. Планета володіє великим залізним ядром, що є джерелом магнітного поля за своєю сукупністю 0,1 від земного. Ядро Меркурія становить 70 відсотків всього обсягу планети. Температура поверхні Меркурія коливається від 90 до 700 (від −180 до +430 °C). Сонячна сторона нагрівається набагато більше, ніж полярні області та зворотний бік планети.

Незважаючи на менший радіус, Меркурій все ж таки перевершує за масою такі супутники планет-гігантів, як Ганімед і Титан.

Астрономічний символ Меркурія є стилізованим зображенням крилатого шолома бога Меркурія з його кадуцеєм.

Історія та назва

Найдавніші свідчення спостереження Меркурія можна знайти ще шумерських клинописних текстах, датованих третім тисячоліттям до зв. е. Планету названо на честь бога римського пантеону Меркурія, аналога грецької Гермесата Вавилонського Набу. Стародавні греки часів Гесіода називали Меркурій «Στίλβων» (Стілбон, Блискучий). До V століття до зв. е. Греки вважали, що Меркурій, видимий на вечірньому та ранковому небі – два різні об'єкти. У Стародавній Індії Меркурій іменували Будда(बुध) та Рогінея. У китайській, японській, в'єтнамській та корейській мовах Меркурій називається Водяна зірка(水星) (відповідно до уявлень про «П'яти елементах». На івриті назва Меркурія звучить як «Кохав Хама» (כוכב חמה) («Сонячна планета»).

Рух планети

Меркурій рухається навколо Сонця досить сильно витягнутою еліптичною орбітою (ексцентриситет 0,205) на середній відстані 57,91 млн км (0,387 а. е.). У перигелії Меркурій знаходиться в 45,9 млн км від Сонця (0,3 а.є), в афелії - в 69,7 млн ​​км (0,46 а.е) У перигелії Меркурій більш ніж у півтора рази ближче до Сонця ніж в афелії. Нахил орбіти до площини екліптики дорівнює 7 °. На один оборот орбітою Меркурій витрачає 87,97 діб. Середня швидкість руху планети орбітою 48 км/с.

Протягом тривалого часу вважалося, що Меркурій постійно звернений до Сонця однією і тією ж стороною, і один оберт навколо осі займає в нього ті ж 87,97 діб. Спостереження деталей лежить на поверхні Меркурія, виконані межі роздільної здатності, здавалося, не суперечили цьому. Ця помилка була пов'язана з тим, що найбільш сприятливі умови для спостереження Меркурія повторюються через потрійний синодичний період, тобто 348 земних діб, що приблизно дорівнює шестиразовому періоду обертання Меркурія (352 діб), тому в різний час спостерігався приблизно один і той же ділянку поверхні планети. З іншого боку, деякі астрономи вважали, що меркуріанська доба приблизно дорівнює земній. Істина розкрилася лише в середині 1960-х років, коли було проведено радіолокацію Меркурія.

Виявилося, що меркуріанська зоряна доба дорівнює 58,65 земної доби, тобто 2/3 меркуріанського року. Така сумісність періодів обертання та обігу Меркурія є унікальним для Сонячної системи явищем. Воно імовірно пояснюється тим, що припливний вплив Сонця відбирав момент кількості руху і гальмував обертання, яке було спочатку швидшим, до тих пір, поки обидва періоди не були пов'язані цілечисленним ставленням. В результаті за один меркуріанський рік Меркурій встигає повернутися навколо своєї осі на півтора оберти. Тобто, якщо в момент проходження Меркурієм перигелія певна точка його поверхні звернена точно до Сонця, то при наступному проходженні перигелія до Сонця буде звернена в точності протилежна точка поверхні, а ще через один меркуріанський рік Сонце знову повернеться до зеніту над першою точкою. В результаті сонячна доба на Меркурії триває два меркуріанські роки або три меркуріанські зоряні доби.

В результаті такого руху планети на ній можна виділити «гарячі довготи» - два протилежні меридіани, які поперемінно звернені до Сонця під час проходження Меркурієм перигелію, і на яких через це буває особливо гаряче навіть за меркуріанськими мірками.

Комбінація рухів планети породжує ще одне унікальне явище. Швидкість обертання планети навколо осі – величина практично постійна, тоді як швидкість орбітального руху постійно змінюється. На ділянці орбіти поблизу перигелію протягом приблизно 8 діб швидкість орбітального руху перевищує швидкість обертального руху. В результаті Сонце на небі Меркурія зупиняється і починає рухатися у зворотному напрямку - із заходу на схід. Цей ефект іноді називають ефектом Ісуса Навина, на ім'я головного героя Книги Ісуса Навина з Біблії, який зупинив рух Сонця (Нав., X, 12-13). Для спостерігача на довготах, віддалених на 90° від «гарячих довгот», Сонце у своїй сходить (чи заходить) двічі.

Цікаво також, що, хоча найближчими за розташуванням орбіт до Землі є Марс і Венера, саме Меркурій є більшу частину часу найближчою до Землі планетою, ніж будь-яка інша (оскільки інші віддаляються більшою мірою, не будучи настільки «прив'язаними» до Сонця).

Фізичні характеристики

Порівняльні розміри Меркурія, Венери, Землі та Марса

Меркурій – найменша планета земної групи. Його радіус складає всього 2439,7 ± 1,0 км, що менше за радіус супутника Юпітера Ганімеда і супутника Сатурна Титана. Маса планети дорівнює 3,3 10 23 кг. Середня щільність Меркурія досить велика - 5,43 г/см³, що лише трохи менше щільності Землі. Враховуючи, що Земля більше за розмірами, значення щільності Меркурія вказує на підвищений вміст його надрах металів. Прискорення вільного падіння Меркурії дорівнює 3,70 м/с². Друга космічна швидкість – 4,3 км/с.

Кратер Койпер (трохи нижче від центру). Знімок КА MESSENGER

Одна з найпомітніших деталей поверхні Меркурія – Рівнина Жари (лат. Caloris Planitia). Цей кратер отримав свою назву, тому що розташований поблизу однієї з гарячих довгот. Його діаметр становить близько 1300 км. Ймовірно, тіло, при ударі якого утворився кратер, мало діаметр не менше 100 км. Удар був настільки сильним, що сейсмічні хвилі, пройшовши всю планету і сфокусувавшись у протилежній точці поверхні, призвели до утворення тут своєрідного пересіченого хаотичного ландшафту.

Атмосфера та фізичні поля

При прольоті космічного апарату «Марінер-10» повз Меркурія було встановлено наявність у планети гранично розрідженої атмосфери, тиск якої в 5×10 11 разів менший за тиск земної атмосфери. У разі атоми частіше зіштовхуються з поверхнею планети, ніж друг з одним. Її складають атоми, захоплені з сонячного вітру або вибиті сонячним вітром з поверхні - гелій, натрій, кисень, калій, аргон, водень. Середній час життя певного атома в атмосфері близько 200 діб.

Меркурій володіє магнітним полем, напруженість якого в 300 разів менша за напруженість магнітного поля Землі. Магнітне поле Меркурія має дипольну структуру і симетрично , а його вісь всього на 2 градуси відхиляється від осі обертання планети, що накладає суттєве обмеження на коло теорій, що пояснюють його походження.

Дослідження

Знімок ділянки поверхні Меркурія, отриманий апаратом Messenger

Меркурій – найменш вивчена планета земної групи. Тільки два апарати були направлені на його дослідження. Першим був «Марінер-10», який у -1975 роках тричі пролетів повз Меркурія; максимальне зближення становило 320 км. В результаті було отримано кілька тисяч знімків, що охоплюють приблизно 45% поверхні планети. Подальші дослідження із Землі показали можливість існування водяного льоду в полярних кратерах.

Меркурій у мистецтві

• У науково-фантастичному оповіданні Бориса Ляпунова «Найближчі до Сонця» (1956 р.) радянські космонавти вперше висаджуються на Меркурій та Венеру їхнього вивчення.
• У повісті Айзека Азімова «Велике сонце Меркурія» (серія про Лаккі Старре) дія відбувається на Меркурії.
• В оповіданнях Айзека Азімова «Хоровод» (Runaround) і «Ніч, яка вмирає» (The Dying Night), написаних відповідно у 1941 та 1956 роках, описується Меркурій, повернутий до Сонця однією стороною. При цьому у другому оповіданні у цьому факті будується розгадка детективного сюжету.
• У науково-фантастичному романі Франсіса Карсака "Втеча Землі", поряд з основним сюжетом, описується наукова станція з вивчення Сонця, розташована на Північному полюсі Меркурія. Вчені живуть на базі, розташованій у вічній тіні глибоких кратерів, а спостереження ведуться з постійно освітлених світилом гігантських веж.
• У науково-фантастичній повісті Алана Нурса «Через Сонячну сторону» головні герої перетинають бік Меркурія, звернений до Сонця. Повість написана відповідно до наукових поглядів свого часу, коли передбачалося, що Меркурія постійно звернено до Сонця однією стороною.
• В аніме-мультсеріалі "Сейлор Мун" планету уособлює дівчина-войовниця Сейлор Меркурій, вона ж Амі Міцуно. Її атака полягає у силі води та льоду.
• У науково-фантастичній повісті Кліффорда Саймака «Одного разу на Меркурії», основним полем дії є Меркурій, а енергетична форма життя на ньому – кулі, що перевершує людство на мільйони років розвитку, давно пройшовши стадію цивілізації.

Примітки

Див. також

Література

• Бронштен Ст.Меркурій - найближчий до Сонця // Аксьонова М. Д. Енциклопедія для дітей. Т. 8. Астрономія - М: Аванта +, 1997. - С. 512-515. - ISBN 5-89501-008-3
• Ксанфомаліті Л. В.Невідомий Меркурій// У світі науки. - 2008. - № 2.

Посилання

• Сайт про місію MESSENGER (англ.)
  • Фотографії Меркурія, зроблені Месенджером (англ.)
• Розділ про місію BepiColombo (англ.) на сайті JAXA
• А. Левін. Залізна планета Популярна механіка № 7, 2008
• «Найближчий», 5 жовтня 2009, фотографії Меркурія, зроблені «Месенджером»
• «Опубліковано нові знімки Меркурія» Лента.ру, 4 листопада 2009, про зближення в ніч з 29 на 30 вересня 2009 року Месенджера та Меркурія

Меркурій – найменша та найближча до Сонця планета Сонячної системи. Стародавні римляни дали йому ім'я на честь бога торгівлі Меркурія, посланника інших богів, що носив крилаті сандалії, через те, що планета швидше за інших рухається небом.

коротка характеристика

Через малих розмірів та близькості до Сонця Меркурій незручний для земних спостережень, тому довгий час про нього було відомо мало. Важливий крок у його вивченні було зроблено завдяки космічним апаратам «Марінер-10» та «Месенджер», за допомогою яких було отримано якісні знімки та докладну карту поверхні.

Меркурій відноситься до планет земної групи і знаходиться на середній відстані близько 58 млн км від Сонця. У цьому максимальна відстань (в афелії) 70 млн. км, а мінімальна (у перигелії) – 46 млн. км. Його радіус лише трохи більше, ніж у Місяця, – 2439 км, а щільність майже така сама, як у Землі, – 5,42 г/см³. Висока щільність означає, що до його складу входить значна частка металів. Маса планети становить 3,3 10 23 кг, і близько 80% від неї становить ядро. Прискорення вільного падіння у 2,6 разів менше від земного – 3,7 м/с². Варто зауважити, що форма Меркурія ідеально куляста - він має нульове полярне стиснення, тобто його екваторіальний і полярний радіуси рівні. Супутників у Меркурія немає.

Планета звертається навколо Сонця за 88 діб, а період обертання навколо своєї осі щодо зірок (зоряна доба) становить дві третини від періоду обігу – 58 днів. Це означає, що одна доба на Меркурії триває два роки, тобто 176 земних днів. Сумірність періодів, мабуть, пояснюється приливним впливом Сонця, яке гальмувало обертання Меркурія, спочатку швидше, поки їх значення не зрівнялися.

Меркурій має найвитягнутішу орбіту (її ексцентриситет дорівнює 0,205). Вона значно нахилена до площини земної орбіти (площини екліптики) – кут між ними становить 7 градусів. Швидкість руху планети орбітою становить 48 км/с.

Температура на Меркурії визначалася щодо його інфрачервоного випромінювання. Вона змінюється в широкому діапазоні від 100 К (-173 ° C) на нічній стороні та полюсах до 700 К (430 ° C) опівдні на екваторі. При цьому добові коливання температури швидко зменшуються із просуванням углиб кори, тобто теплова інерція ґрунту велика. Звідси було зроблено висновок, що ґрунт на поверхні Меркурія є так званим реголітом – сильно роздробленою породою з низькою щільністю. З реголіту також складаються поверхневі верстви Місяця, Марса та його супутників – Фобоса та Деймоса.

Освіта планети

Найбільш вірогідним описом походження Меркурія вважається небулярна гіпотеза, згідно з якою планета в минулому була супутником Венери, а потім з якоїсь причини вийшла з-під її гравітаційного поля. За іншою версією, Меркурій сформувався одночасно з усіма об'єктами Сонячної системи у внутрішній частині протопланетного диска, звідки легкі елементи вже були віднесені сонячним вітром у зовнішні області.

За однією з версій походження дуже важкого внутрішнього ядра Меркурія – теорії гігантського зіткнення – маса планети спочатку була в 2,25 рази більшою за нинішню. Однак після зіткнення з невеликою протопланетою або схожим на планету об'єктом більша частина кори і верхнього шару мантії розсіялася в космосі, а ядро ​​почало складати значну частину від маси планети. Така сама гіпотеза використовується і для пояснення походження Місяця.

Після завершення основного етапу формування 4,6 млрд. років тому Меркурій довгий час інтенсивно обстрілювався кометами та астероїдами, тому його поверхня поцяткована безліччю кратерів. Бурхлива вулканічна активність на зорі історії Меркурія призвела до утворення лавових рівнин і морів усередині кратерів. У міру того, як планета поступово остигала і стискалася, народжувалися інші деталі рельєфу: хребти, гори, пагорби та уступи.

Внутрішня будова

Структура Меркурія загалом мало відрізняється від інших планет земної групи: у центрі перебуває масивне металеве ядро ​​радіусом близько 1800 км, оточене шаром мантії 500 – 600 км, яка, своєю чергою, вкрита корою товщиною 100 – 300 км.

Раніше вважалося, що ядро ​​Меркурія є твердим і становить близько 60% від усієї його маси. Припускали, що така маленька планета має ядро ​​лише тверде. Але наявність власного магнітного поля у планети, хоч і слабкого, – вагомий аргумент на користь версії про її рідке ядро. Рух речовини всередині ядра викликає ефект динамо, а також сильна витягнутість орбіти викликає приливний ефект, що підтримує ядро ​​в рідкому стані. Зараз достовірно відомо, що ядро ​​Меркурія складається з рідких заліза та нікелю та становить три чверті від маси планети.

Поверхня Меркурія практично нічим не відрізняється від місячної. Найпомітніша подібність – це безліч кратерів, великих і дрібних. Як і на Місяці, від молодих кратерів розходяться у різні боки світлі промені. Однак на Меркурії немає таких великих морів, які до того ж були б відносно рівними та вільними від кратерів. Ще одна помітна відмінність у ландшафтах – це численні уступи завдовжки сотні кілометрів, що утворилися при стисканні Меркурія.

Кратери розташовуються лежить на поверхні планети нерівномірно. Вчені припускають, що райони, густіше заповнені кратерами – старіші, а рівніші – молоді. Також наявність великих кратерів говорить про те, що на Меркурії вже принаймні 3-4 млрд. років не було зрушень кори та ерозії поверхні. Останнє є доказом того, що на планеті ніколи не було досить щільної атмосфери.

Найбільший кратер Меркурія має розмір близько 1500 кілометрів та 2 кілометри у висоту. Усередині нього знаходиться величезна лава рівнина – рівнина Жари. Цей об'єкт є найпомітнішою деталлю на поверхні планети. Тіло, що зіткнулося з планетою і породило таке масштабне утворення, мало бути не менше 100 км завдовжки.

Знімки зондів показали, що поверхня Меркурія однорідна і рельєфи півкуль не відрізняються одна від одної. У цьому полягає ще одна відмінність планети від Місяця, а також Марса. Склад поверхні помітно відрізняється від місячного – у ньому мало тих елементів, які характерні для Місяця – алюмінію та кальцію, – але чимало сірки.

Атмосфера та магнітне поле

Атмосфера на Меркурії практично відсутня – вона дуже розріджена. Її середня щільність дорівнює такій самій щільності Землі на висоті 700 км. Точний склад її не визначено. Завдяки спектроскопічним дослідженням відомо, що в атмосфері міститься багато гелію та натрію, а також кисень, аргон, калій та водень. Атоми елементів принесені з космічного простору сонячним вітром або підняті з поверхні. Одним із джерел гелію та аргону є радіоактивні розпади в корі планети. Присутність водяної пари пояснюється утворенням води з водню і кисню, що містяться в атмосфері, ударами комет про поверхню, сублімацією льоду, що імовірно знаходиться в кратерах на полюсах.

Меркурій має слабке магнітне поле, напруженість якого на екваторі у 100 разів менша, ніж на Землі. Однак такої напруги вистачає, щоб створити у планети потужну магнітосферу. Вісь поля майже збігається з віссю обертання, вік оцінюється приблизно 3,8 млрд. років. Взаємодія поля з сонячним вітром, що його огортає, викликає вихори, що відбуваються в 10 разів частіше, ніж у магнітному полі Землі.

Спостереження

Як мовилося раніше, спостерігати Меркурій із Землі досить складно. Він ніколи не віддаляється від Сонця більше ніж на 28 градусів і тому практично непомітний. Видимість Меркурія залежить від географічної широти. Найлегше його спостерігати на екваторі та близьких до нього широтах, оскільки тут сутінки тривають найменше. На вищих широтах Меркурій побачити набагато складніше – він дуже низько над горизонтом. Тут найкращі умови для спостереження настають під час найбільшого видалення Меркурія від Сонця чи найбільшої висоті над горизонтом під час сходу чи заходу Сонця. Також Меркурій зручно спостерігати під час рівнодення, коли тривалість сутінків мінімальна.

Меркурій досить просто розглянути в бінокль відразу після заходу Сонця. Фази Меркурія добре видно телескоп від 80 мм в діаметрі. Однак деталі поверхні, природно, можна розглянути лише в набагато більші телескопи, і навіть з такими інструментами це буде складним завданням.

Меркурій має фази, схожі на фази Місяця. На мінімальній відстані від Землі його видно як тонкий серп. У повній фазі він знаходиться надто близько до Сонця, і побачити його неможливо.

Під час запуску зонда «Марінер-10» до Меркурія (1974 р.) було використано гравітаційний маневр. Прямий переліт апарату до планети вимагав колосальних витрат енергії та був практично неможливий. Цю складність обійшли за допомогою корекції орбіти: спочатку апарат пройшов повз Венеру, і умови прольоту повз неї були підібрані так, що її гравітаційне поле змінило його траєкторію рівно настільки, що зонд долетів до Меркурія без додаткових витрат енергії.

Є припущення, що на поверхні Меркурія існує крига. У його атмосфері є водяна пара, яка цілком може перебувати в твердому стані на полюсах усередині глибоких кратерів.

У XIX столітті астрономи, спостерігаючи за Меркурієм, було неможливо знайти пояснення його орбітальному руху, використовуючи закони Ньютона. Обчислені ними параметри відрізнялися зі спостережуваними. Щоб пояснити це, була висунута гіпотеза про те, що на орбіті Меркурія знаходиться ще одна невидима планета Вулкан, вплив якої і вносить невідповідності, що спостерігаються. Це пояснення було дано через десятиліття за допомогою загальної теорії відносності Ейнштейна. Згодом ім'я планети Вулкан було дано вулканоїдам - ​​передбачуваним астероїдам, що знаходяться всередині Меркурія орбіти. Зона від 0,08 а. до 0,2 а. гравітаційно стабільна, тому можливість існування таких об'єктів досить висока.