Меркурий - ближайшая к Солнцу и самая малая из восьми известных на сегодняшний день планет Солнечной системы.
Эллиптическая орбита Меркурия имеет наибольший эксцентриситет среди планет - в перигелии он в полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии, соответственно, 45,9 и 69,7 миллионов километров. А ось его вращения наклонена к плоскости орбиты только на 1/30 градуса (2 минуты 16 секунд). Поэтому на планете отсутствует смена времен года.
Близость к Солнцу не способствовала формированию достаточно плотной атмосферы. Но она есть, хотя и очень разреженная - в 5 х 10^11 меньше давления земной атмосферы. Это, в основном, захваченное вещество солнечного ветра и выбитые из поверхности планеты тем же солнечным ветром атомы кислорода, гелия, водорода и другие. Цикл жизни такой атмосферы планеты всего около 200 суток. Это означает, что она полностью сдувается в космос и вновь образуется в течение этого периода.
Правда, и сутки здесь длятся целых два года. Хотя год - это 88 земных суток, за это время Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца. Медленное вращение планеты вокруг своей оси объясняется приливной гравитацией Солнца.
Вышеуказанные обстоятельства создают условия для резких перепадов температур как по широтам, так и по меридианам - от минус 183 до плюс 427 градусов Цельсия.
Образовалась планета 4,6 миллиардов лет назад. Есть мнение, что Меркурий был сначала спутником Венеры, а позже был выбит из венеральной орбиты солнечной гравитацией. Другой вариант - самостоятельное рождение и эволюция.
Трудно себе представить рождение планеты в 50-60 миллионах километрах от Солнца. Дело не столько в солнечном ветре, сколько в приливной гравитации. Предполагается, что орбита, на которой формировался Меркурий, была более удаленной от Солнца, поскольку и вращение вещества имело большее количество импульса, нежели в настоящее время. Затем происходило замедление вращения планеты под влиянием приливной гравитации Солнца, его магнитного поля и давления солнечного ветра. А если замедляется вращение, то планета и ее орбита падает ближе к Солнцу. Этот процесс продолжается и в настоящее время.
Меркурий состоит из ядра радиусом 1800 км, мантии толщиной 600 км и коры толщиной 100-300 км.
Ядро железоникелевое расплавленное. Разогрев металла ядра осуществляется приливной гравитацией Солнца: происходит вытягивание, деформация шара планеты. Конвекция расплавленного металла ядра создает магнитное поле, примерно в 100 раз меньшее, чем магнитное поле Земли.
Изначально в начале эволюции Меркурия разогрев осуществлялся по более сложной схеме, конечно. Это прежде всего гравитационная дифференциация железа и силикатов - погружение железа в глубь планеты, а силикатов - наружу, что дает совершенно дикое количество выделяемой энергии. Второе - это реакции радиоактивного распада урана и прочих радиоактивных элементов. И относительно немного подогрева поступало от бомбардировок астероидами.
Силикатная мантия в основном состоит из минералов, содержащих кремний, алюминий, кислород, железо и другие элементы.
Кора - это наплывы расплавленной магмы, базальты, образовавшиеся в период вулканической активности.
3,6 миллиарда лет назад был период тяжелых астероидных бомбардировок, который оставил после себя кратеры на поверхности планеты. Кратеры свидетельствуют не только о бомбардировках, но и об отсутствии вулканической активности на планете в постбомбардировочный период. Остывание поверхности приводило к ее сжатию, уменьшению площади поверхности коры. Поэтому она выглядит чешуйчатой из-за многочисленных зубчатых уступов - эскарпов.
Эксцентричность эллиптической орбиты приводит к неравномерной скорости движения Меркурия от 38,7 км/сек. в афелии до 56,6 км/сек в перигелии. Это первым теоретически обнаружил немецкий астроном Йоганн Кеплер в начале 17-го века и сформулировал в связи с этим второй закон Кеплера. Хотя это все потом вошло в более общий закон сохранения импульса французского математика и философа Рене Декарта, заявившего о нем в 1664 году.
В 1846 году французский астроном Урбен Деверье открыл удивительное явление - поворот оси эллиптической орбиты Меркурия по ходу вращения планеты вокруг Солнца. Полный оборот оси происходит за 260 тысяч лет. Это называется прецессией перигелия - смещением ближайшей точки орбиты к Солнцу вокруг последнего. Удивительным это явление считалось потому, что не вписывалось в теорию всемирного тяготения Ньютона. До этого все было в порядке, все подтверждалось, открывались новые космические объекты в соответствии с этой теорией, а тут вот эта прецессия все путала. У ученых произошло заклинивание мыслей.
Ясность наступила только в 1915 году. Это, конечно, Альберт Эйнштейн всем объяснил в чем дело: гравитация - это искривление пространства-времени, из-за которого взаимодействующие тела перемещаются относительно друг друга соответствующим образом. Эйнштейн просто нереально хорош!
Меркурий - относительно слабоизученный объект по причине своей близости к Солнцу. История его телескопических наблюдений началась с Галилео Галилея в начале семнадцатого века.
А в 1974-1975 годах американская автоматическая межпланетная станция "Маринер-10" трижды пролетела поблизости от поверхности Меркурия - на расстояниях 703, 48069 и 327 км. Были сделаны несколько тысяч снимков, покрывающих 45 процентов поверхности планеты.
В августе 2004 года НАСА был запущен космический аппарат "Мессенджер". В 2011 году он выпустил на орбиту планеты зонд, который проводил исследования планеты в течение четырех лет. Благодаря снимкам "Мессенджера", была составлена полная карта Меркурия.
20 октября 2018 года Европейским космическим агентством совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований запущены два аппарата "БепиКоломбо" на одном носителе "Ариан-5".
Система долетит к Меркурию в декабре 2025 года и выпустит два аппарата на две разные орбиты вокруг Меркурия.
Цели миссии следующие:
изучить состав поверхности Меркурия и окружающего его пространства;
оценить геологическую историю развития планеты;
изучить химический состав поверхности и её внутреннюю структуру;
проанализировать происхождение магнитного поля и исследовать его взаимодействие с солнечным ветром;
картировать распространённость водородсодержащих соединений и водяного льда в полярных областях.
Советское и российское участие в космических программах исследования Меркурия было пока отсутствующим. Хорошо это или нехорошо, судить не берусь. Время покажет.
Владимир Черевичко