Раскаленный двойник Луны - Меркурий

В отношении размеров, масс, близости к Солнцу, густоты атмосфер, а также средней плотности все планеты можно разделить на две группы: планеты типа Земли и планеты типа Юпитера. С ростом диаметра планет земного типа (а, по-видимому, и их спутников) растет их средняя плотность: Луна 3,3; Меркурий, Марс, Венера - около 4; Земля 5,5 г/см³. В этом направлении, вероятно, растет не только относительный, но и абсолютный диаметр их плотного ядра. Впрочем, у Луны, Меркурия и Марса тяжелого ядра может и совсем не быть.

Меркурий, ближайшую к Солнцу планету, трудно изучать потому, что она большей частью теряется в его лучах. Поэтому первоначальные представления о Меркурии были во многом ошибочными.

Свой оборот вокруг Солнца Меркурий завершает за 88 земных суток, то есть носится вокруг Солнца «как угорелый», с «точки зрения» медленно шествующих вокруг Солнца далеких от него планет.

Когда Меркурий виден на небе подальше от дневного светила, то в телескоп, он представляется, как Луна в первой или в последней четверти, т. е. как полукруг.

Из наблюдения смутных пятен, видимых на нем, астрономы предварительно заключили, что Меркурий, как кролик, зачарованный змеиным взглядом, не может повернуться относительно Солнца и обращен к нему одной и той же стороной. Так, считалось, что Меркурий (в прошлом - символ греческого бога торговли и путешествий) обращается вокруг Солнца, как бы не смея отвести от него своего «лица». Были даже составлены карты освещенного полушария Меркурия, не пользовавшиеся, впрочем, большим доверием.

Рис. 45. Структура больших кратеров Меркурия

Радиолокационные наблюдения 1964 г. в США неожиданно показали, что период обращения Меркурия вокруг оси по отношению к звездам составляет около 59 суток! Значит, по отношению к Солнцу Меркурий, хотя и медленно, но поворачивается в прямом направлении. Каждое его полушарие по временам освещается Солнцем. На нем нет полушария вечного дня и полушария вечной ночи, а солнечные сутки на нем длятся вдвое дольше, чем его год!

Как же это согласовать с периодом, выведенным из прежних зарисовок пятен на Меркурии? Противоречие? Оказалось, что противоречия нет. Промежутки между временем зарисовки одних и тех же пятен Меркурия в одинаковом положении на его диске при одинаковых фазах удовлетворяются не только периодом в 88 суток, но и другими, в том числе периодом в 58,4 суток. Этот период согласуется с периодом, полученным из радионаблюдений.

Солнце вызывает на планете приливной горб, всегда оттягиваемый к нему. Если планета вращается быстро, то это явление создает то, что называется приливным трением. Оно тормозит вращение планеты. Если орбита планеты точно круговая, то за века ее вращение относительно Солнца может совсем прекратиться. С Меркурием этого не случилось, так как его орбита имеет большой эксцентриситет. Эти расчеты, основанные на теории тяготения, точнее, на теории приливов, объяснили даже количественно новый период вращения Меркурия, найденный из радионаблюдений.

Рис. 46. 'Ровные площади на Меркурии'. Стороны этого прямоугольника составляют всего около 40 км'

В свете того открытия, что на Марсе, как и на Луне, множество кольцевых гор - кратеров, ожидали, что их много и на Меркурии. Ведь по размеру он промежуточен между Луной и Марсом. Это показали фотографии, сделанные в 1974 г. с близкого расстояния межпланетной станцией США «Маринер-10», пролетавшей мимо Меркурия дважды. Было передано несколько тысяч фотографий разного масштаба, позволяющих построить глобус Меркурия и карты его поверхности столь же подробные, как карты Луны! (И более точные, чем карты некоторых участков на Земле.) В самом деле, разрешение фотографий достигало 100 м! (100 м - это длина больших домов на Земле.) Весь Меркурий изрыт такими же кратерами, как Луна, и столь же густо. Даже специалист не отличит небольшие участки Луны и Меркурия друг от друга. Нет различия в размерах кратеров, в обрывистости их валов, наружных и внутренних, в наличии менее изрытых и темноватых днищ «морей» и долин. Такую поверхность создали на Меркурии те же причины, что и на Луне - мощный вулканизм и бесчисленные падения крупных и мелких метеоритов в далеком прошлом.

Рис. 47. Фотографии Луны (слева) и Меркурия (справа) в одинаковых фазах для сравнения

Кольцевые горы и ямки от ударов при падении метеоритов образуются при отсутствии достаточно плотной атмосферы, способной смягчить эти удары. Сила тяжести на этой планете недостаточна для удержания вокруг нее атмосферы, сравнимой с земной по своей плотности. Предполагали, что если у Меркурия атмосфера есть, то крайне разреженная. Ни прямые наблюдения, ни изучение спектра планеты с наземных астрономических обсерваторий не дают бесспорных признаков этой атмосферы. Обнаружить ее удалось только с космического корабля, который с близкого расстояния наблюдал спектры слабого свечения газов возле поверхности Меркурия в ультрафиолетовых лучах, для которых земная атмосфера непрозрачна. Приборы космического корабля «Маринер-10» (США) показали, что концентрация газов у поверхности Меркурия во много раз больше, чем в межпланетном пространстве. Получены оценки количества атомов кислорода и водорода, а также инертных газов: аргона, неона, ксенона и даже гелия. Но полное давление этих газов всех вместе у поверхности Меркурия ничтожно жало: оно не превышает одной пятисотмиллиардной доли от давления у поверхности Земли.

Рис. 47. Фотографии Луны (слева) и Меркурия (справа) в одинаковых фазах для сравнения

Меркурий в 2 1/2 раза ближе к Солнцу, чем Земля, и получает от него тепла в шесть раз больше. При отсутствии достаточной атмосферы и медленном вращении он должен днем сильно накаляться, а на ночной стороне быстро и надолго остывать. Когда Солнце стоит в зените, поверхность Меркурия нагревается до температуры 290°-420°С, в зависимости от периодически изменяющегося расстояния до Солнца (вследствие большого эксцентриситета орбиты Меркурия), а на среднем расстоянии от Солнца температура на Меркурии бывает 345°С. Жарко! Даже на сковородке, когда что-нибудь жарят, такая температура не достигается - все подгорит! А в сезон приближения к Солнцу на экваторе Меркурия в полуденных участках могли бы появляться озера из расплавленного свинца! О существовании не только льда и снега, но даже жидкой воды, воображаемый обитатель Меркурия не мог бы даже и догадаться.

Рис. 48. Кратеры Меркурия вблизи лимба

Однако ночью там страшный холод: в некоторых участках ночной стороны планеты, по измерениям с «Маринера-10», поверхность остывает до -173°С.