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; Марс 3,9; Меркурий 5,4, Венера 5,2; Земля 5,5 г/см³. Это объясняют относительно большим обилием тяжелых элементов в планетах, более близких к Солнцу.

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.

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.

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 трижды. Было передано несколько тысяч фотографий разного масштаба, позволяющих построить карты значительной части 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. Нет различия в размерах кратеров, в обрывистости их валов, наружных и внутренних, в наличии менее изрытых и темноватых днищ «морей» и долин. Однако, в отличие от Луны, для Меркурия характерны эскарпы — длинные уступы, подобные обрывам, но высотой до 3 км; специалисты связывают происхождение таких деталей рельефа с растрескиванием и смещением крупных участков коры Меркурия в древние эпохи вследствие сжатия планеты при изменении состояния глубоких недр. 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. 44. Структура больших кратеров Меркурия.

Рис. 45. «Ровные площади» на Меркурии. Стороны этого прямо угольника составляют всего около 40 км.

Рис. 46. Фотографии Луны (слева) и Меркурия (справа) в одинаковых фазах для сравнения.

Рис. 47. Кратеры Меркурия вблизи лимба.

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, на котором с близкого расстояния удалось зарегистрировать 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 мало: оно не превышает одной пятисотмиллиардной доли от давления у поверхности Земли.

Меркурий в 2½ 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°C, в зависимости от периодически изменяющегося расстояния до Солнца (вследствие большого эксцентриситета орбиты Меркурия), а на среднем расстоянии от Солнца температура на Меркурии бывает 345°C 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!

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