Удивительная Солнечная система - Александр Громов

Как следствие – все-таки жара на освещенной части (до 500 °C в перигелии) и холод на неосвещенной (-210 °C), но планета медленно поворачивается, так что совсем неподжаренных участков на Меркурии нет, если не считать дна глубоких кратеров в полярных областях, где – чисто теоретически, и то вряд ли – может существовать водяной лед. Очень интригует крайне малый угол наклона экватора планеты к орбите: всего 0,01°. Из-за этого на Меркурии в принципе отсутствуют такие понятия, как полярный день и полярная ночь.

Однако вытянутость меркурианской орбиты вкупе с его малым периодом обращения и низкой скоростью вращения играет с видимым путем Солнца на небе забавные шутки, просмотренные фантастами. Правда, происходит это лишь в области долгот, близких к 90 и 270°. Там можно наблюдать не один, а два восхода (и два захода) Солнца за одни сутки! С полным основанием и не без некоторого остроумия это явление названо «эффектом Иисуса Навина» по имени библейского персонажа, обладавшего аномальной способностью влиять на движение Солнца. На нулевом же и на 180-градусном меридианах Солнце восходит и заходит лишь раз в сутки, зато вблизи зенита какое-то время пятится.

Космические наблюдения, свободные от ужасно мешающего влияния земной атмосферы, позволили начать составлять карту меркурианской поверхности, а 29 марта 1974 года американский аппарат «Маринер-10» передал на Землю ряд снимков Меркурия с расстояния 720 км. Впоследствии аппарат еще дважды сближался с Меркурием и 16 марта 1975 года прошел на наименьшем удалении от него: 327 км. Всего было отснято 45 % поверхности (рис. 29). Лишь в 2008 году вблизи Меркурия оказался другой – тоже американский – аппарат MESSENGER и отснял множество кадров, в том числе и тех областей, которые раньше оставались неизвестными (рис. 30).

Рис. 29. Поверхность Меркурия. Снимок, сделанный «Маринером-10»

В целом – в целом! – поверхность Меркурия похожа на лунную. Те же кратеры (с радиальными лучами и цепочками вторичных кратеров вокруг крупнейших из них), те же разломы и сбросы, те же горы (до 4 км высотой) и узкие долины. Есть аналог лунных «морей» – почти столь же обширные равнины, названные бассейнами. Крупнейший бассейн носит название Калорис, или равнина Жары. Это ударная структура, она образовалась 3,9 млрд. лет назад в результате падения весьма крупного тела. Есть «эскарпы» (рис. 31) – выступы высотой 2–3 км, разделяющие два района поверхности и образовавшиеся, по-видимому, в результате сдвигов и наползания друг на друга участков коры при ее сжатии в период формирования. На Меркурии больше скал, чем на Луне, а внешний вид меркурианских кратеров несколько отличен от лунных, что объясняется разным составом пород и силой тяжести. Почему-то в южном полушарии Меркурия гораздо больше ударных кратеров, чем в северном.

Рис. 30. Поверхность Меркурия. Снимок с борта АМС MESSENGER

Словом, отличия «физиономии» Меркурия от лунной есть, хотя их и не назовешь радикальными. Но внутреннее строение Меркурия совсем не похоже на лунное! Прежде всего, Меркурий ближе к Солнцу и поэтому состоит из более тяжелых элементов (легкие были выметены еще в период формирования Солнечной системы). Пусть читателя не смущает меньшая, чем у Земли, средняя плотность Меркурия: 5,43 г/см3 против 5,515 г/см3. Да, Меркурий в среднем менее плотен, и все-таки он состоит в среднем из более тяжелых элементов, чем Земля. При диаметре Меркурия, равном 4879 км, его масса составляет всего 0,055 земной. Если бы Меркурий был равен Земле по массе, то сжатие вещества вследствие тяготения сделало бы свое дело, и Меркурий стал бы самым плотным телом Солнечной системы.

Рис. 31. Меркурий. Эскарп пересекает кратер

И неудивительно! Считается, что железное ядро Меркурия имеет радиус 1800 км, а это как-никак 3/4 радиуса планеты! Толщина коры может составлять 50-100 км, а остальное (700 км) приходится на мантию. Эта картина резко отличается от Земли, где большую часть радиуса занимает мантия. Поскольку Меркурий имеет магнитное поле, хотя и значительно (раз в 150) более слабое, чем Земля, нет особых сомнений, что внутри жидкого железного ядра Меркурия находится твердое железное ядро. Как и на Земле, магнитное поле вырабатывается «динамо-машиной» при несовпадении скоростей вращения жидкого и твердого ядра. Имеется, однако, и особенность: магнитное поле Меркурия оказалось сложным. Кроме заурядного дипольного, в магнитосфере планеты присутствуют еще поля с четырьмя и восемью полюсами. Дипольная составляющая все же преобладает. Со стороны Солнца магнитосфера Меркурия сильно сжата солнечным ветром, что и понятно: с любой намагниченной планетой на столь малом расстоянии от Солнца происходило бы то же самое. Любопытно, что наклон оси диполя к оси вращения Меркурия почти такой же, как на Земле: 12°.

Но магнитосфера Меркурия все же слаба, чтобы не пропустить к поверхности ливень частиц солнечного ветра! Зонд MESSENGER, пролетевший около Меркурия 14 января 2008 года, не обнаружил никаких признаков радиационных поясов, в которых могли бы накапливаться заряженные частицы, хотя по идее должен был пройти сквозь них. В результате частицы солнечного ветра достаточно интенсивно бомбардируют поверхность планеты и создают крайне разреженную атмосферу (давление у поверхности 2 х 10 11 атм.), состоящую из гелия и водорода солнечного происхождения, а также кислорода, неона, натрия и калия. Часть этих атомов выделяется поверхностью планеты просто вследствие ее высокой температуры, а часть – при помощи бомбардировки солнечными частицами.

Разумеется, небо на Меркурии черное. Из-за близости к Солнцу, малой скорости убегания (4,3 км/с у поверхности) и слабости магнитного поля Меркурий не в состоянии обзавестись более плотной атмосферой. Он и свою-то ничтожную атмосферу потерял бы в смешные по космогоническим меркам сроки, если бы она постоянно не возобновлялась. Подсчитано, что атом гелия, захваченный Меркурием, находится в его атмосфере в среднем всего-навсего 200 дней. Конечно, гелий – легкий элемент, и даже Земля его не удерживает, но все же 200 суток – это мало, очень мало. Само собой разумеется, что при такой атмосфере и таких перепадах температуры, как на Меркурии, никто всерьез не рассматривал и не рассматривает возможность существования там жизни, хотя бы и простейшей.

Гипотеза о том, что Меркурий – «сбежавший» спутник Венеры, была выдвинута еще в XIX веке. В 1976 году американские ученые выполнили математический расчет, показавший, что эта гипотеза в принципе способна объяснить потерю вращательного момента у Меркурия и Венеры, большой эксцентриситет обриты Меркурия и его резонансный характер движения вокруг Солнца. «Убегание» могло произойти около 500 млн лет назад и сопровождаться огромным выделением энергии, разогревавшим и Венеру, и Меркурий. Правда, в рамках этой гипотезы трудно объяснить крайне малый наклон меркурианского экватора к плоскости его орбиты. Если это совпадение, то крайне настораживающее. Во всяком случае, эта гипотеза до сих пор проходит по разряду «экзотики». И опять-таки приходится признать: мы пока еще очень мало знаем о Меркурии. Будем надеяться, что когда-нибудь узнаем больше. О «неактуальности» этой планеты пусть говорят те, кто не понимает, что лишних знаний не бывает.

Венера при наблюдении с Земли – прямая противоположность трудноуловимому Меркурию. Ярчайшее (не считая Солнца и Луны) светило нашего неба порой отходит от Солнца почти на 48°, и в эти периоды Солнце совершенно не мешает его наблюдениям. «Утренней звездой» Венеру назвал какой-то поэтически настроенный человек, забыв (или не зная) о том, что периоды утренней и вечерней видимости Венеры чередуются. В максимальном сближении видимый с Земли угловой диаметр Венеры достигает 65 угловых секунд, то есть примерно равен разрешающей способности человеческого глаза. Видимо, не зря люди с особо острым зрением утверждают, что не раз видели Венеру в виде серпика – хотя более вероятно, что они видели лишь кажущийся серпик, обусловленный искажениями изображения в атмосфере и внутри глаза. Но все может быть! Между прочим, в наибольшем приближении к Земле Венера не видна, так как находится в соединении с Солнцем. Наибольшей яркости (-4,4'") Венера достигает вблизи квадратуры, то есть когда она находится в вершине прямого угла прямоугольного треугольника, образованного Землей, Венерой и Солнцем. При этом угловой диаметр Венеры составляет всего 40 секунд дуги.

И тем не менее все может быть! Изредка встречаются люди с фантастически острым зрением. Таким обладал, например, Аристотель, описывавший столь детальные подробности строения насекомых, которые видны только в микроскоп. Считается, что на это способен один человек из миллиона. Правда, до нас не дошли сведения о том, насколько пристально великий грек приглядывался к Венере. Но утверждают, что мать Кеплера, которой сын показал Венеру в телескоп, первым делом спросила, почему «рога» у нее повернуты не в ту сторону. Телескоп Кеплера, в отличие от трубы Галилея, давал перевернутое изображение…