Меркурий — самая близкая к Солнцу планета. Он относится к космическим телам земной группы и располагается относительно недалеко от нас. Однако о Меркурии сегодня известно сравнительно немного. Некоторое время назад он считался самой малоизученной планетой. Различные параметры (характер поверхности, особенности климата, наличие атмосферы, ее состав) Меркурия оставались тайной из-за крайне неудобного положения планеты для наблюдения и исследования при помощи космических аппаратов. Виной тому — близость к Солнцу, которое портит любое направленное в его сторону или приближающееся к нему оборудование. И тем не менее за века постоянных попыток наблюдения был собран внушительный материал, который после начала космической эры дополнился данными межпланетных станций. Атмосфера Меркурия входит в перечень характеристик, которые изучали «Маринер-10» и «Мессенджер». Тонкая воздушная оболочка планеты, как и все на ней, подвержено постоянному воздействию светила. Солнце — главный фактор, определяющий и формирующий особенности атмосферы Меркурия.
Наблюдение с Земли
Любоваться Меркурием с поверхности нашей планеты неудобно из-за его близости к Солнцу и особенностей орбиты. Появляется он на небе достаточно близко к горизонту. Причем всегда во время заката или рассвета. Время наблюдения при этом ничтожно мало. При самом благоприятном стечении обстоятельств — это примерно два часа до рассвета и столько же после заката. В большинстве случаев продолжительность наблюдения не превышает 20-30 минут.
Фазы
Меркурий имеет такие же фазы, как и Луна. Облетая Солнце, он то превращается в узкий серп, то становится полным кругом. Во всей красе планета видна, когда находится напротив Земли, за Солнцем. В это время для наблюдателя наступает «полнолуние» Меркурия. При этом, однако, планета находится на максимальном расстоянии от Земли, а яркие солнечные лучи мешают наблюдению.
Двигаясь вокруг светила, Меркурий начинает визуально увеличиваться в размерах, так как приближается к нам. В то же время сокращается площадь освещенной поверхности. В конце концов планета поворачивается к нам своей темной стороной и исчезает из видимости. Раз в несколько лет в такой момент Меркурий проходит точно между Солнцем и Землей. Тогда можно наблюдать его перемещение по диску светила.
Способы наблюдения
Меркурий можно увидеть невооруженным глазом или наблюдать через бинокль незадолго до рассвета и после заката, то есть в сумерки. При помощи небольшого любительского телескопа заметить планету удастся и днем, но никаких подробностей при этом увидеть не получится. Важно во время таких наблюдений — не забывать о технике безопасности. Меркурий никогда значительно не удаляется от Солнца, а значит, и глаза, и аппаратуру необходимо защищать от его лучей.
Идеальное место наблюдения за ближайшей к светилу планетой — это горные обсерватории и низкие широты. Здесь на помощь астроному приходит чистый воздух, безоблачное небо, небольшая продолжительность сумерек.
Именно земные наблюдения помогли установить тот факт, что Меркурий не имеет атмосферы. Мощные телескопы позволили рассмотреть многие особенности рельефа поверхности планеты и подсчитать примерную разницу температуры на освещенной и темной стороне. Однако только полеты АМС (автоматических межпланетных станций) смогли пролить свет на прочие характеристики планеты и уточнить уже полученные данные.
«Маринер-10»
За всю историю космонавтики к Меркурию было отправлено только два аппарата. Причина — сложный и дорогостоящий маневр, который необходим для выхода станции на орбиту планеты. Первым к Меркурию отправился «Маринер-10». В 1974-1975 годах он три раза облетал ближайшую к Солнцу планету. Минимальное расстояние, которое разделяло аппарат и Меркурий, составило 320 км. «Маринер-10» передал на Землю несколько тысяч изображений поверхности планеты. Заснято было около 45% Меркурия. «Маринер-10» замерил температуру поверхности на освещенной и темной стороне, а также магнитное поле планеты. Кроме того, аппарат установил, что атмосфера Меркурия практически отсутствует, заменяет ее тонкая воздушная оболочка, в составе которой присутствует гелий.
«Мессенджер»
Второй АМС, отправленной к Меркурию, стал «Мессенджер». Стартовал он в августе 2004 года. Он передал на Землю изображение той части поверхности, которую не запечатлел «Маринер-10», измерил ландшафт планеты, заглянул в ее кратеры и обнаружил пятна непонятного темного вещества (возможно, отметины от ударов метеоритов), часто тут встречающегося. Аппарат изучал солнечные вспышки, магнитосферу Меркурия, его газовую оболочку.
Свою миссию «Мессенджер» завершил в 2015 году. Он упал на Меркурий, оставив на поверхности кратер глубиной в 15 метров.
Есть ли атмосфера на Меркурии?
Если внимательно перечитать предыдущий текст, можно заметить небольшое противоречие. С одной стороны, наземные наблюдения свидетельствовали об отсутствии какой бы то ни было газовой оболочки. С другой, аппарат «Маринер-10» передал на Землю сведения, согласно которым атмосфера планеты Меркурий все-таки существует и содержит гелий. В научной среде это сообщение также вызвало удивление. И дело не в том, что оно противоречило предыдущим наблюдениям. Просто Меркурий не имеет характеристик, которые способствуют образованию газовой оболочки.
Что такое атмосфера? Это смесь газов, летучих веществ, удержать которые у поверхности может только сила тяжести определенной величины. Небольшой по космическим меркам Меркурий такой характеристикой похвастаться не может. Сила тяжести на его поверхности в три раза меньше, чем на Земле. Таким образом, планета не в состоянии удержать не только гелий и водород, но и более тяжелые газы. И тем не менее именно гелий был обнаружен «Маринером-10».
Температура
Есть и еще один фактор, который ставит под сомнение наличие атмосферы Меркурия. Это температура поверхности планеты. Меркурий в этом плане рекордсмен. В светлое время температура на поверхности иногда достигает 420-450 ºС. При таких высоких значениях молекулы и атомы газа начинают двигаться все быстрее и постепенно достигают второй космической скорости, то есть у поверхности их уже ничто не может удержать. В температурных условиях Меркурия первым должен «сбежать» все тот же гелий. По идее, его не должно быть на ближайшей к Солнцу планете совсем, причем чуть ли не с момента ее формирования.
Особое положение
И все же ответ на вопрос о том, есть ли атмосфера на Меркурии, положительный, хотя она несколько отличается от того, что обычно скрывается за этим астрономическим понятием. Причина столь фантастического и одновременно вполне реального положения вещей кроется в уникальном расположении планеты. Близость светила определяет многие характеристики этого космического тела, и атмосфера Меркурия не исключение.
Газовая оболочка планеты постоянно подвергается воздействию так называемого солнечного ветра. Он берет свое начало в короне светила и представляет собой поток ядер, протонов и электронов гелия. С солнечным ветром на Меркурий доставляются свежие порции летучего вещества. Без подобной подпитки весь гелий исчез бы с поверхности планеты примерно за двести дней.
Атмосфера Меркурия: состав
Тщательные исследования помогли обнаружить и другие элементы, входящие в состав газовой оболочки планеты. Атмосфера Меркурия также содержит водород, кислород, калий, кальций и натрий. Процентное содержание этих элементов весьма незначительно. Кроме того, атмосфера планеты Меркурий характеризуется наличием следов углекислого газа.
Воздушная оболочка сильно разрежена. Молекулы газа в ней фактически не взаимодействуют друг с другом, а лишь перемещаются по поверхности без соударений и столкновений. Ученым удалось установить факторы, обуславливающие наличие атмосферы Меркурия. Водород, как и гелий, поставляется к его поверхности солнечным ветром. Источником других элементов служит сама планета или падающие на нее метеориты. Атмосфера Меркурия, состав которой планируется досконально изучить в ближайшее время, предположительно формируется в результате испарения горных пород под воздействием солнечного ветра или диффузии из недр планеты. Вероятнее всего, свой вклад вносит каждый из этих факторов.
Итак, какая атмосфера у Меркурия? Сильно разреженная, состоящая из гелия, водорода, следов щелочных металлов и углекислого газа. Часто в научной литературе ее называют экзосферой, что лишь подчеркивает сильное отличие этой оболочки от аналогичного формирования, например, на Земле.
Несмотря на все сложности в списках целей космических исследований по-прежнему значится и планета Меркурий. Атмосфера и поверхность этого космического тела, вероятно, еще не один раз будут изучены при помощи различных аппаратов. Меркурий таит еще немало интересного и неизвестного. Кроме того, исследование таких планет, как Венера, Марс или Меркурий, лишены атмосферы они или нет, проливает свет и на историю формирования и развития Земли.
