Меркурий

Меркурий занимает четвёртое место среди планет по блеску; в максимуме блеска он почти так же ярок, как Сириус, и уступает лишь Венере, Марсу и Юпитеру. Несмотря на это, Меркурий является весьма трудным объектом для наблюдения вследствие малости его орбиты и близости к Солнцу. Наибольшая возможная элонгация (Элонгация есть угловое расстояние планеты от Солнца, если смотреть с Земли. Планетные конрисурации представлены на рис. 134, приложение II)) составляет 28°. В этом наиболее благоприятном положении фаза Меркурия соответствует фазе Луны в первой четверти; полная фаза имеет место в верхнем соединении, когда Меркурий находится за Солнцем, почти на одной прямой с ним. После захода Солнца или до его восхода Меркурий всегда стоит очень низко на небе; это обстоятельство ограничивает возможность наблюдений весьма коротким промежутком времени. Кроме того, при наблюдениях объектов, расположенных низко над горизонтом, турбулентность нашей атмосферы обусловливает плохое качество изображений. Поэтому Меркурий приходится наблюдать, главным образом, при полном дневном освещении, причём рассеянный солнечный свет устраняется, насколько это возможно, с помощью соответствующих экранов.

Вследствие перечисленных выше трудностей только очень опытным наблюдателям удавалось различать отдельные детали на поверхности Меркурия. Скиапарелли и Барнард, два искусных наблюдателя прошлого века, сделали каждый по наброску карты поверхности Меркурия, причём эти два наброска не находятся в согласии друг с другом. Карта, начерченная Скиапарелли, воспроизведена на рис. 113. Фотографии Луны показывают, что некоторые детали на Луне, в частности лучи и до некоторой степени "моря", более заметны в полнолуние; в связи в этим весьма интересно, что Барнард считает пятна на Меркурии очень похожими на лунные "моря" и что Скиапарелли получил свои наилучшие результаты, когда планета находилась в полной фазе, близко к Солнцу.

За последние годы многочисленные наблюдения Меркурия были проведены Е. М. Антониади в Медоне, во Франции. Карта Антониади изображена на рис. 114. Сравнение с рис. 113, на первый взгляд, говорит о том, что Скиапарелли и Антониади расходятся в своих наблюдениях, но более внимательное рассмотрение выявляет полное согласие в основных чертах. Два человека никогда не нарисуют плохо видимый ими объект одинаковым образом. Чтобы убедиться в этом важном для наблюдательной астрономии факте, поместите одну из этих карт на таком расстоянии, чтобы детали можно было с трудом различать, и нарисуйте то, что вы видите. Сравнение вашего рисунка с оригиналом может дать неожиданные результаты.

Рис. 113. Карта Меркурия, составленная Скиапарелли

Мнение Скиапарелли о том, что пятна неподвижны на видимом диске Меркурия, разделяется Антониади и принимается большинством астрономов. Поэтому, наблюдая движение пятен, можно установить, что Меркурий медленно вращается вокруг своей оси, причём к Солнцу обращена всегда одна и та же сторона его, если не считать небольших либрации. Период вращения составляет 88 дней; он равен сидерическому периоду обращения Меркурия вокруг Солнца. Поскольку освещенной является только одна сторона планеты, на рис. 113 и 114 представлено только одно полушарие Меркурия.

Рис. 114. Карта Меркурия, составленная Антониади

Меркурий, вероятно, полностью лишен атмосферы. Наличие даже следов "атмосферы на Меркурии является сомнительным. Скиапарелли и Антониади согласно утверждают, что тёмные пятна часто закрываются слабыми беловатыми облаками, но эти наблюдения носят скорее отрицательный характер - они означают лишь, что очень неясные пятна становятся невидимыми, и потому реальность существования облаков на Меркурии остаётся весьма сомнительной. Низкое альбедо Меркурия, сравнимое по величине с альбедо Луны, является убедительным доказательством того факта, что если Меркурий и окружён слоем атмосферы, то этот слой должен быть очень тонким. Скорость убегания на Меркурии составляет лишь 3,8 км сек (Молекулы, движущиеся с большей скоростью, могут навсегда вырваться из сферы притяжения Меркурия. См. главу 9, стр. 136)); она недостаточна, чтобы удержать газы, в особенности, если их молекулы приведены в быстрое движение интенсивным нагреванием от близкого Солнца. Ещё более убедительное доказательство, опровергающее возможность существования атмосферы на Меркурии, дают наблюдения, произведённые в то время, когда Меркурий имеет вид серпа. Рога серпа не кажутся выходящими за свои геометрические пределы. Всякий сумеречный эффект рассеяния или рефракция в атмосфере вызвали бы кажущееся удлинение рогов по направлению к неосвещённой части диска.

Если на Меркурии нет сколько-нибудь значительной атмосферы и, кроме того, всегда одна и та же сторона планеты обращена к Солнцу, то отсюда можно заключить, что Меркурий является в одно и то же время самым горячим и самым холодным членом солнечной семьи планет. В центре постоянно освещенной Солнцем стороны Меркурия температура поднимается (в перигелии) до 410° С. С помощью чувствительных инструментов (Вакуумная термопара и вспомогательные инструменты со 100-дюймовым рефлектором. Поскольку максимум энергии солнечного света лежит в видимой области спектра, энергия в далёкой инфракрасной области является мерой радиации самой планеты, т. е. мерой её температуры)) удалось измерить тепло (или инфракрасное излучение), испускаемое нагретой поверхностью, и таким образом вычислить температуру. При температуре 410° С олово и свинец должны находиться в расплавленном состоянии и даже цинк близок к своей точке плавления (419° С). Меркурий с большим правом, чем Плутон, мог бы носить имя бога подземного царства!

В противоположность исключительно высокой температуре освещенной Солнцем стороны Меркурия на его тёмной стороне царит неимоверный холод. Тепло может достигнуть тёмной поверхности, только пройдя через недра планеты (а этот процесс протекает чрезвычайно медленно) или же с помощью конвекционных токов в остатках атмосферы Меркурия. Температура неосвещённого полушария должна быть близка к абсолютному нулю, т. е. быть даже ниже температуры Плутона. Таким образом Меркурий соединяет в себе обе крайности планетных температур.

Меркурий очень сходен с Луной по размерам, по периоду вращения, по отсутствию атмосферы и по виду поверхности. Средняя плотность Меркурия (3,8) лишь немногим больше средней плотности. Луны (3,3), так что внутреннее строение этих двух небесных тел также, по всей вероятности, весьма сходно. Оба тела отражают свет практически одинаковым образом как в отношении цвета, так и в отношении интенсивности под различными углами отражения. Лучи света, падающие перпендикулярно к поверхности, отражаются назад по тому же направлению достаточно эффективно, но лучи, падающие под большими углами, отражаются весьма слабо. Даже поляризация, или плоскость колебаний отражённого света, одинакова для Меркурия и для Луны. Отсюда мы можем заключить, что поверхность Меркурия похожа на поверхность Луны как в деталях, так и в общих чертах. Несомненно, что поверхность Меркурия является очень неровной.

Поэтому Меркурий можно рассматривать как увеличенное издание Луны. Наиболее интересными особенностями Меркурия являются его близость к Солнцу и связанные с этим крайности температур двух его полушарий, короткий период обращения и большая скорость движения (максимальная скорость - в перигелии - около 58 км сек) (Самый большой вклад в науку при изучении Меркурия был сделан именно благодаря этой быстроте движения, которая позволила получить одно из трёх астрономических доказательств общей теории относительности Эйнштейна)).