Отправляясь в мысленное путешествие от Солнца, первым на нашем пути встречается мир контрастов и загадок — планета Меркурий. Этот стремительный кроха, носящий имя римского посланника богов, и вправду ведет себя как небесный курьер: он так близко к Солнцу и так быстро перемещается по небосводу, что поймать его взглядом — задача для искушенного наблюдателя. Даже с вооруженным глазом он нередко «прячется» в ослепительных лучах нашей звезды.
Но именно эта близость к Солнцу и порождает удивительные парадоксы, которые делают Меркурий уникальным архивом для летописи эволюции планет.
День длиною в два года
Самое поразительное свойство Меркурия — соотношение его года и суток. Год здесь длится всего 88 земных дней, а вот сутки — целых 176! Представьте: пока планета медленно-медленно оборачивается вокруг своей оси, она успевает дважды облететь вокруг Солнца. Это уникальный резонанс 3:2 (три оборота на каждые два оборота планеты).
Что это значит на практике? На стороне, обращенной к Солнцу во время долгого знойного дня, температура взлетает до +430°C — жарко, достаточно чтобы плавился свинец и олово. Но как только эта сторона уходит в тень, начинается не менее долгая ночь, и температура падает до леденящих -180°C и ниже. Такой перепад в 600 градусов — самый экстремальный в Солнечной системе! Причина — в отсутствии полноценной «теплоизоляции»: атмосфера Меркурия чрезвычайно разрежена, это скорее экзосфера, состоящая из атомов, выбитых солнечным ветром с поверхности. Удержать тепло или равномерно распределить его она не способна.
Но самый изумительный сюрприз скрывается в вечной тьме. На дне глубоких полярных кратеров, куда никогда не заглядывает солнце, в 2012 году зонд NASA MESSENGER достоверно подтвердил существование водяного льда. В этих «холодных ловушках» температура стабильно держится ниже -160°C круглый год. Лед, вероятно, был занесен кометами и астероидами миллиарды лет назад и сохранился до наших дней. Так что на одной из самых горячих планет у нас есть ледники!
Лик, изрытый историей
Поверхность Меркурия — это открытая биография ранней Солнечной системы, и читать ее зачастую страшно. Она усеяна кратерами, напоминая лунные ландшафты. Многие из этих шрамов — свидетели эпохи «поздней тяжелой бомбардировки» около 3.9 миллиардов лет назад, когда планеты внутреннего состава системы подверглась массированной атаке астероидов.
Но лик Меркурия не всегда был такой мертвой пустошью. Между кратерами мы видим гладкие равнины — это древние лавовые поля. Когда-то недра планеты были активны, и вулканы извергали базальтовую магму, заливая гигантские ударные бассейны, подобные Равнине Жары (Бассейну Калорис) диаметром 1500 км. Поскольку новые крупные кратеры почти не перекрывают эти равнины, мы знаем, что глобальная геологическая активность замерла примерно миллиарды лет назад. Планета остыла и сжалась, покрываясь складками и уступами — словно сморщенное яблоко.
Загадка железного ядра
А вот под поверхностью таится главная загадка Меркурия. При скромных размерах (Меркурий лишь немного больше Луны) он невероятно плотен. Эта плотность говорит об одном — у планеты железное ядро колоссальной массы! Оно занимает около 57-60% объема и 80% массы Меркурия. Для сравнения: ядро Земли — лишь 17% ее объема.
Откуда у палеты так много железа? Ведущая гипотеза драматична: в далеком прошлом Меркурий, уже почти сформировавшийся, пережил чудовищное столкновение с планетезималью (небесное тело, которое, по теории формирования планет, является предшественником протопланеты). Этот космический катаклизм сорвал и унес в пространство большую часть первоначальной каменной мантии и коры, оставив планету с относительно тонкой силикатной оболочкой над гигантским металлическим ядром. Это ядро до сих пор частично расплавлено и генерирует слабое, но все же заметное магнитное поле — уникальное для столь маленькой и, казалось бы, геологически мертвой планеты.
Орбитальные странности
Меркурий — рекордсмен не только по температуре. Его орбита — самая вытянутая (эксцентриситет 0.21) среди планет. Это значит, что в точке перигелия он приближается к Солнцу на 46 млн км, а в афелии удаляется на 70 млн км. Из-за этого и из-за медленного вращения Солнце на небе Меркурия ведет себя причудливо: может остановиться, пойти назад, а затем снова вперед.
А еще, именно аномальное смещение перигелия Меркурия (его орбита медленно поворачивается) в XIX веке стало одной из величайших загадок астрономии. Объяснить его ньютоновской механикой не удавалось. Разгадка пришла в 1915 году с Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, которая прекрасно описала этот эффект как следствие искривления пространства-времени вблизи массивного Солнца. Так, наблюдения за скромным Меркурием помогли утвердить революционную теорию великого физика.
Взгляд из прошлого в будущее
Для нас, землян то есть, Меркурий — это не просто точка света на утренней или вечерней заре. Это мир, бросающий вызов нашим представлениям. Как в ледяных ловушках его полюсов сохранилась вода? Какие тайны ранней Солнечной системы записаны в его кратерах? Что именно происходит в его огромном ядре?
Ответы на эти вопросы продолжают искать новые миссии, такие как совместный европейско-японский зонд BepiColombo, который сейчас направляется к планете. Он призван составить подробнейшие карты, изучить состав поверхности и магнитное поле.
Меркурий, внешне похожий на Луну, а внутренне — на Землю в миниатюре, остается ключом к пониманию того, как формируются и эволюционируют каменистые планеты у других звезд. Изучая этого самого близкого к Солнцу соседа, мы учимся понимать законы, управляющие всей нашей космической обителью.