Магнитное поле Меркурия было сформировано гораздо раньше. Магнитное поле меркурия

Магнитное поле Меркурия: и образование его магнитосферы

Магнитное поле Меркурия имеет асимметрию, в результате южный полюс планеты, больше подвержен воздействию солнечного ветра

Из-за асимметрии, южный полюс планеты меньше защищен и подвержен большему облучению солнечными частицами, нежели северный полюс.

У Меркурия, как и у нашей планеты, есть магнитное поле. До полета космического корабля Маринер-10 в 1974 году, никто из ученых не знал о его наличии.

Магнитное поле Меркурия

Оно составляет около 1,1% от Земного. Многие астрономы в то время предполагали, что это поле реликтовое, то есть оставшееся от ранней истории. Информация с космического корабля MESSENGER полностью опровергла эту догадку и теперь астрономы знают, что динамо-эффект в ядре Меркурия несет ответственность за возникновение

Оно образуется динамо-эффектом движущегося в ядре расплавленного железа.

Магнитное поле является дипольным, как на и Земле. Это означает, что у него есть северный и южный магнитные полюса. MESSENGER не нашел доказательств существования аномалий в виде пятен, это свидетельствует о том, что оно создается в ядре планеты.

Ученые до недавнего времени думали, что ядро Меркурия остыло до такой степени, что она больше не может вращаться.

Об этом говорили трещины по всей поверхности, которые были вызваны охлаждением ядра планеты и последующим его воздействием на кору. Поле достаточно сильное, чтобы отклонять солнечный ветер, создавая магнитосферу.

Магнитосфера

Она захватывает плазму солнечного ветра, что способствует выветриванию поверхности планеты. Маринер-10 обнаружил низкую энергию плазмы и всплески энергичных частиц в хвосте, указывающие на динамические эффекты.

MESSENGER обнаружил много новых деталей, таких как таинственные утечки магнитного поля и магнитные торнадо. Эти торнадо представляют собой витые пучки, которые идут от планетарного поля и соединяются в межпланетном пространстве. Некоторые из этих торнадо могут иметь размер от 800 км в ширину до трети радиуса планеты. Магнитное поле отличается асимметрией.

Космический аппарат MESSENGER обнаружил, что центр поля смещен почти на 500 км севернее от оси вращения Меркурия.

Из-за этой асимметрии, южный полюс Меркурия меньше защищен и подвержен гораздо большему облучению агрессивными солнечными частицами, нежели северный полюс.

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 4027

spacegid.com

Магнитное поле планеты Меркурий

magnitnoe-pole-merkuriya У Меркурия, как и у нашей планеты, есть магнитное поле. До полета космического корабля Маринер-10 в 1974 году, никто из ученых не знал о его наличии.

Магнитное поле Меркурия

Оно образуется динамо-эффектом движущегося в ядре расплавленного железа.

Магнитосфера

Космический аппарат MESSENGER обнаружил, что центр поля смещен почти на 500 км севернее от оси вращения Меркурия.

lfly.ru

Магнитное поле Меркурия было сформировано гораздо раньше

Автоматический зонд, находившийся на орбите Меркурия, обнаружил наличие магнетизма у горных пород на поверхности и это доказывает факт того, что планета ещё не полностью остыла и её ядро, состоящее из жидкого металла, оснастило поверхность магнитным полем примерно 3,8 миллиарда лет назад.

На прошлой неделе четырёхлетняя миссия зонда Мессенджер на Меркурии была завершена, когда вследствие исчерпания запаса топлива, он рухнул на поверхность планеты. Но за несколько месяцев до своей кончины Мессенджер всё-таки успел сделать специалистам ценный прощальный подарок: небывалые, снятые с самого близкого расстояния фотографии планеты и данные о внутреннем её состоянии.

Меркурий, находящийся на расстоянии всего лишь 36 миллионов миль от Солнца (для сравнения Земля располагается на удаленности в 93 миллиона миль), оказался довольно своеобразным миром. Здесь одновременно и невероятно холодно и по-настоящему горячо, и у Меркурия, единственного в Солнечной системе кроме Земли, присутствует магнитное поле, создаваемое постоянным движением расплавленного металла в ядре планеты.

Снимки, сделанные Мессенджером с наиболее близкого расстояния, позволили учёным уловить высокий уровень магнетизма поверхности планеты. Исходя из большого количества кратеров, образовавшихся благодаря космическим столкновениям, можно сделать вывод, что магнитному полю планеты от 3.7 до 3,9 миллиарда лет. Подсчёт кратеров на поверхности это распространённый метод определения возраста поверхностного шара планеты.

Эти открытия заставили утверждать, что магнитное поле Меркурия образовалось примерно через 700 миллионов лет после рождения самой планеты. Однако учёные пока не могут однозначно утверждать присутствовало ли оно там постоянно.

«Логичнее всего, что магнитное поле сформировалось и присутствует там непрерывно уже многие миллиарды лет и сохранилось по сей день. Было бы крайне странно, если оно появлялось и пропадало периодически», — говорит Кетрин Джонсон, старший исследователь проекта Мессенджер, геофизик из Университета Британской Колумбии в городе Ванкувере.

«Обнаружение магнитного поля у Меркурия на таком раннем этапе зарождения планеты даёт важные подсказки о том, как и когда она была сформирована вокруг своего ядра из жидкого металла», — говорит ведущий научный сотрудник миссии Мессенджера Шон Соломон из Колумбийского Университета в Нью-Йорке.

БОЛЬШЕ удивительных статей

v-kosmose.com

Зонд MESSENGER указал на неожиданно древнее магнитное поле Меркурия

Последние наблюдения с зонда MESSENGER показали, что Меркурий обзавелся своим собственным магнитным полем уже четыре миллиарда лет назад, что делает его ровесником магнитного щита Земли.

МОСКВА, 7 мая – РИА Новости. Магнитное поле Меркурия, как показали прощальные наблюдения зонда MESSENGER, оказалось невероятно древним – оно существует уже около четырех миллиардов лет, что делает его ровесником магнитного щита Земли, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Наша миссия была изначально запланирована всего на год, и никто не ожидал, что зонд проживет четыре года. Научные результаты, полученные в последние дни его работы, оказались крайне интересными, и то, что мы узнали о магнитном поле Меркурия, является лишь первой частью этих открытий", — заявила Кэтрин Джонсон (Catherine Johnson) из Планетологического института в Тусоне (США).

Джонсон и ее коллеги, в том числе российский астроном Николай Цыганенко из Санкт-Петербургского университета, смогли вычислить возраст магнитного поля Меркурия и проследить за изменениями в его конфигурации и силе, изучая данные, собираемые магнетометрами зонда начиная с осени прошлого года, когда MESSENGER начал серию опасных орбитальных маневров, призванных снизить его орбиту.

Сближение с Меркурием позволило ученым измерить не только само магнитное поле, но и магнитное "эхо", сохранившееся в породах первой по счету планеты Солнечной системы со времен их формирования в далеком прошлом, когда они еще оставались в расплавленном состоянии или когда они временно расплавлялись при ударах метеоритов.

Это позволило группе Джонсон изучить историю эволюции магнитного поля Меркурия, понять, когда оно возникло и как оно менялось. Как оказалось, Меркурий, как и Земля, обладал собственным магнитным полем практически с момента рождения. Первые следы его существования ученые зафиксировали в горных породах на так называемых "гладких равнинах", следах извержений вулканов возрастом в 3,7-3,9 миллиарда лет, расположенных на глубине в несколько десятков километров от поверхности планеты.

Это означает, что в то время в ядре Меркурия уже существовало так называемое "динамо" – круговорот потоков расплавленного железа, движение которых порождает ток и магнитное поле, изначальная сила которого была сопоставима с современными значениями для Земли. Со временем, ядро начало застывать, и сила магнитного поля Меркурия постепенно снизилась до отметки в 1% от текущей силы магнитного щита нашей планеты.

Как отмечают ученые, если бы возможности MESSENGER не использовались полностью и до конца, мы бы никогда не узнали о том, что магнитное поле Меркурия зародилось очень давно и что оно заметно менялось с течением времени. Это подчеркивает важность максимального продления жизни для всех уникальных зондов и роверов, изучающих космос и планеты.

ria.ru

Меркурий носит магнитное поле набекрень

Магнитное поле Меркурия отличается сильной асимметрией - "магнитный центр" планеты сдвинут почти на 500 километров к северу, свидетельствуют новые данные с зонда "Мессенджер", который также определил химический состав планеты, измерил глубину потенциальных вместилищ водяного льда у ее полюсов и зафиксировал высокоэнергичные частицы на ее орбите.

МОСКВА, 17 июн - РИА Новости. Магнитное поле Меркурия отличается сильной асимметрией - "магнитный центр" планеты сдвинут почти на 500 километров к северу, свидетельствуют новые данные с зонда "Мессенджер", который также определил химический состав планеты, измерил глубину потенциальных вместилищ водяного льда у ее полюсов и зафиксировал высокоэнергичные частицы на ее орбите.

Зонд "Мессенджер" (MESSENGER - MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging spacecraft) был запущен в августе 2004 года. Чтобы сэкономить топливо, зонд решили отправить к Меркурию "обходным путем" и вывести его к орбите с помощью серии гравитационных маневров - аппарат один раз пролетел мимо Земли, два - мимо Венеры и три - мимо самого Меркурия.

Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.

Вконтакте

Facebook

Одноклассники

Twitter

Viber

Магнитное поле Меркурия удивило ученых НАСА

В ночь на 18 марта 2011 года аппарат вышел на расчетную орбиту вокруг Меркурия, став первым в истории искусственным спутником этой планеты. Первую фотографию зонд сделал и отправил на Землю 29 марта.

В четверг участники исследовательской группы на пресс-конференции, транслировавшейся на сайте НАСА, рассказали о последних данных, полученных зондом.

Сдвинутое поле

Магнитометр MAG, установленный на борту аппарата, позволил установить, что магнитное поле Меркурия имеет довольно странную конфигурацию. Как и на Земле, на Меркурии есть магнитные полюса, которые приблизительно совпадают с географическими, однако центр магнитного поля на Меркурии сдвинут к северу на 480 километров. Если представить, что внутри планеты спрятан постоянный магнит, то в случае с Меркурием его, магнита, середина оказалась бы сдвинута вверх от географического экватора примерно на 0,2 радиуса.

В результате этой асимметрии "магнитная ситуация" на полюсах планеты оказалась принципиально разной - область магнитной "полярной шапки", где силовые линии магнитного поля открыты в межпланетное пространство, на юге оказалась значительно больше, чем на севере. Это означает, что южный полюс Меркурия меньше защищен от бомбардировки заряженными частицами солнечного ветра, а значит его поверхность здесь больше подвержена космическому выветриванию.

"Этот результат свидетельствует, что процессы, играющие ключевую роль в формировании магнитного поля на Меркурии, чем-то фундаментально отличаются от подобных процессов на Земле. Это может иметь важное значение для понимания внутренней динамики планеты", - отмечает одна из участниц команды "Мессенджера" Кэтрин Джонсон (Catherine Johnson), сотрудник Института планетологии (США).

Холодильники на Меркурии

"Мессенджер" также сумел измерить потенциальную вместимость холодильников на Меркурии - вечно затененных полярных кратеров, где, как и на Луне, могут скрываться залежи водяного льда.

Примерно 20 лет назад наземные радары показали присутствие у полюсов Меркурия отложений, возможно состоящих из водяного льда. Лазерный альтиметр на борту "Мессенджера" провел детальные измерения высоты разных областей на планете. В частности, оказалось, что у северного полюса планеты существуют обширные впадины, а перепад высот на планете достигает девяти километров.

Кроме того, оказалось, что приполярные кратеры достаточно глубоки, чтобы действительно сохранять отложения водяного льда.

Распределение калия/тория на планетах земной группы

Рентгеновский спектрометр XRS на борту зонда измерил содержание многих ключевых элементов на поверхности Меркурия. Данные этого прибора показали, что поверхность планеты в отличие от поверхности Луны не отличается преобладанием минералов, подобных полевому шпату.

На поверхности Меркурия также было обнаружено значительное количество серы. Это открытие означает, что Меркурий изначально формировался из части протопланетного облака с меньшим содержанием кислорода, чем другие планеты земной группы.

Гамма- и нейтронный спектрометр зафиксировал присутствие на Меркурии радиоактивных изотопов калия и тория.

На прежних снимках "Мессенджера", сделанных с пролетной траектории, были видны яркие пятна на дне некоторых кратеров. Снимки высокого разрешения, сделанные с более близкого расстояния, показали, что это впадины неправильной формы размером от нескольких сотен метров до нескольких километров, окруженные ореолом более яркой породы.

"Эти геологические формы не похожи ни на что, что мы прежде видели на Луне или на Меркурии. Мы все еще спорим об их происхождении, но похоже, что это относительно молодые образования. Они могут означать, что в коре Меркурия содержится больше летучих элементов, чем считалось ранее", - говорит Бретт Деневи (Brett Denevi), сотрудник Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса.

В 1974 году первый гость Меркурия - зонд "Маринер-10" - зафиксировал появление потоков высокоэнергетических частиц в магнитосфере планеты. Аппарат во время первого пролета рядом с Меркурием заметил четыре таких события, однако в течение трех следующих трех "свиданий" они не повторялись.

"Мессенджер" после выхода на орбиту вокруг Меркурия стал фиксировать высокоэнергетические частицы регулярно.

"Варьируясь по силе и частоте, появление электронов с энергиями от 10 до 200 килоэлектронвольт фиксируется почти на каждом витке... на средних широтах", - говорит Ральф Макнатт (Ralph McNutt) из Лаборатории прикладной физики.

Ученые полагают, что их появление связано со взаимодействием солнечного ветра с магнитосферой планеты.

ria.ru

Меркурий | Астрофишки

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы, обращающаяся вокруг Солнца за 88 земных суток. Продолжительность одних звёздных суток на Меркурии составляет 58,65 земных, а солнечных — 176 земных. Планета названа древними римлянами в честь бога торговли быстроногого Меркурия, поскольку она движется по небу быстрее других планет.

Меркурий относится к внутренним планетам, так как его орбита лежит внутри орбиты Земли. После лишения Плутона в 2006 году статуса планеты, Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9 до 5,5, но его нелегко заметить по причине небольшого углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°). О планете пока известно сравнительно немного. Только в 2009 году учёные составили первую полную карту Меркурия, используя снимки аппаратов «Маринер-10» и «Мессенджер». Наличие каких-либо естественных спутников у планеты не обнаружено.

Меркурий — самая маленькая планета земной группы. Его радиус составляет всего 2439,7 ± 1,0 км, что меньше радиуса спутника Юпитера Ганимеда и спутника Сатурна Титана. Масса планеты равна 3,3·1023 кг. Средняя плотность Меркурия довольно велика — 5,43 г/см3, что лишь незначительно меньше плотности Земли. Учитывая, что Земля больше по размерам, значение плотности Меркурия указывает на повышенное содержание в его недрах металлов. Ускорение свободного падения на Меркурии равно 3,70 м/с2. Вторая космическая скорость — 4,25 км/с. Несмотря на меньший радиус, Меркурий всё же превосходит по массе такие спутники планет-гигантов, как Ганимед и Титан.

Планеты земной группы

Астрономический символ Меркурия представляет собой стилизованное изображение крылатого шлема бога Меркурия с его кадуцеем.

Движение планеты

Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите (эксцентриситет 0,205) на среднем расстоянии 57,91 млн км (0,387 а. е.). В перигелии Меркурий находится в 45,9 млн км от Солнца (0,3 а. е.), в афелии — в 69,7 млн км (0,46 а. е.) В перигелии Меркурий более чем в полтора раза ближе к Солнцу, чем в афелии. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 7°. На один оборот по орбите Меркурий затрачивает 87,97 земных суток. Средняя скорость движения планеты по орбите 48 км/с. Расстояние от Меркурия до Земли меняется в пределах от 82 до 217 млн км.

Движение Меркурия

В течение долгого времени считалось, что Меркурий постоянно обращён к Солнцу одной и той же стороной, и один оборот вокруг оси занимает у него те же 87,97 земных суток. Наблюдения деталей на поверхности Меркурия не противоречили этому. Данное заблуждение было связано с тем, что наиболее благоприятные условия для наблюдения Меркурия повторяются через период, примерно равный шестикратному периоду вращения Меркурия (352 суток), поэтому в различное время наблюдался приблизительно один и тот же участок поверхности планеты. Истина раскрылась только в середине 1960-х годов, когда была проведена радиолокация Меркурия.

Оказалось, что меркурианские звёздные сутки равны 58,65 земных суток, то есть 2/3 меркурианского года. Такая соизмеримость периодов вращения вокруг оси и обращения Меркурия вокруг Солнца является уникальным для Солнечной системы явлением. Оно, предположительно, объясняется тем, что приливное воздействие Солнца отбирало момент количества движения и тормозило вращение, которое было первоначально более быстрым, до тех пор, пока оба периода не оказались связаны целочисленным отношением. В результате за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота. То есть если в момент прохождения Меркурием перигелия определённая точка его поверхности обращена точно к Солнцу, то при следующем прохождении перигелия к Солнцу будет обращена в точности противоположная точка поверхности, а ещё через один меркурианский год Солнце снова вернётся в зенит над первой точкой. В результате солнечные сутки на Меркурии длятся два меркурианских года или трое меркурианских звёздных суток.

В результате такого движения планеты на ней можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридиана, которые попеременно обращены к Солнцу во время прохождения Меркурием перигелия, и на которых из-за этого бывает особенно горячо даже по меркурианским меркам.

На Меркурии не существует таких времён года, как на Земле. Это происходит из-за того, что ось вращения планеты находится под прямым углом к плоскости орбиты. Как следствие, рядом с полюсами есть области, до которых солнечные лучи не доходят никогда. Обследование, проведённое радиотелескопом «Аресибо», позволяет предположить, что в этой студёной и тёмной зоне есть ледники. Ледниковый слой может достигать 2 м и покрыт слоем пыли.

Обсерватория Аресибо

Комбинация движений планеты порождает ещё одно уникальное явление. Скорость вращения планеты вокруг оси — величина практически постоянная, в то время как скорость орбитального движения постоянно изменяется. На участке орбиты вблизи перигелия в течение примерно 8 суток угловая скорость орбитального движения превышает угловую скорость вращательного движения. В результате Солнце на небе Меркурия останавливается и начинает двигаться в обратном направлении — с запада на восток. Этот эффект иногда называют эффектом Иисуса Навина, по имени главного героя Книги Иисуса Навина из Библии, остановившего движение Солнца. Для наблюдателя на долготах, отстоящих на 90° от «горячих долгот», Солнце при этом восходит (или заходит) дважды.

Интересно также, что, хотя ближайшими по расположению орбит к Земле являются Марс и Венера, Меркурий чаще других является ближайшей к Земле планетой (поскольку другие отдаляются в большей степени, не будучи столь «привязанными» к Солнцу).

Поверхность Меркурия

По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну. У планеты нет естественных спутников, но есть очень разреженная атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля по своей совокупности составляющим 0,01 от земного. Ядро Меркурия составляет 83 % от всего объёма планеты. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 90 до 700 К (от −180 до +430 °C). Солнечная сторона нагревается гораздо больше, чем полярные области и обратная сторона планеты.

Поверхность Меркурия

Поверхность Меркурия также во многом напоминает лунную — она сильно кратерирована. Плотность кратеров различна на разных участках. Предполагается, что более густо усеянные кратерами участки являются более древними, а менее густо усеянные — более молодыми, образовавшимися при затоплении лавой старой поверхности. В то же время крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии назван в честь великого голландского живописца Рембрандта, его поперечник составляет 716 км. Однако сходство неполное — на Меркурии видны образования, которые на Луне не встречаются. Важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов, простирающихся на сотни километров, — эскарпов. Изучение их структуры показало, что они образовались при сжатии, сопровождавшем остывание планеты, в результате которого площадь поверхности Меркурия уменьшилась на 1 %. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3—4 млрд лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности, последнее почти полностью исключает возможность существования в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы.

В ходе исследований, проводимых зондом «Мессенджер», было сфотографировано свыше 80 % поверхности Меркурия и выявлено, что она однородна. Этим Меркурий не схож с Луной или Марсом, у которых одно полушарие резко отличается от другого.

Межпланетная станция Мессенджер

Первые данные исследования элементного состава поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра аппарата «Мессенджер» показали, что она бедна алюминием и кальцием по сравнению с плагиоклазовым полевым шпатом, характерным для материковых областей Луны. В то же время поверхность Меркурия сравнительно бедна титаном и железом и богата магнием, занимая промежуточное положение между типичными базальтами и ультраосновными горными породами типа земных коматиитов. Обнаружено также сравнительное изобилие серы, что предполагает восстановительные условия формирования планеты.

Геология и внутреннее строение

1. Кора, толщина — 100—300 км.2. Мантия, толщина — 600 км.3. Ядро, радиус — 1800 км.

До недавнего времени предполагалось, что в недрах Меркурия находится металлическое ядро радиусом 1800—1900 км, содержащее 60 % массы планеты, так как КА «Маринер-10» обнаружил слабое магнитное поле, и считалось, что планета с таким малым размером не может иметь жидкого ядра. Но в 2007 году группа Жана-Люка Марго подвела итоги пятилетних радарных наблюдений за Меркурием, в ходе которых были замечены вариации вращения планеты, слишком большие для модели с твёрдым ядром. Поэтому на сегодняшний день можно с высокой долей уверенности говорить, что ядро планеты именно жидкое.

Межпланетная станция Маринер-10

Процентное содержание железа в ядре Меркурия выше, чем у любой другой планеты Солнечной системы. Было предложено несколько теорий для объяснения этого факта. Согласно наиболее широко поддерживаемой в научном сообществе теории, Меркурий изначально имел такое же соотношение металла и силикатов, как в обычном метеорите, имея массу в 2,25 раза больше, чем сейчас.

Однако в начале истории Солнечной системы в Меркурий ударилось планетоподобное тело, имеющее в 6 раз меньшую массу и несколько сот километров в поперечнике. В результате удара от планеты отделилась большая часть изначальной коры и мантии, из-за чего относительная доля ядра в составе планеты увеличилась. Подобный процесс, известный как теория гигантского столкновения, был предложен и для объяснения формирования Луны.

Однако первые данные исследования элементного состава поверхности Меркурия с помощью гамма-спектрометра АМС «Мессенджер» не подтверждают эту теорию: изобилие радиоактивного изотопа калий-40 умеренно летучего химического элемента калия по сравнению с радиоактивными изотопами торий-232 и уран-238 более тугоплавких элементов урана и тория не стыкуется с высокими температурами, неизбежными при столкновении. Поэтому предполагается, что элементный состав Меркурия соответствует первичному элементному составу материала, из которого он сформировался, близкому к энстатитовым хондритам и безводным кометным частицам, хотя содержание железа в исследованных к настоящему времени энстатитовых хондритах недостаточно для объяснения высокой средней плотности Меркурия.

Ядро окружено силикатной мантией толщиной 500—600 км. Согласно данным от «Маринера-10» и наблюдениям с Земли толщина коры планеты составляет от 100 до 300 км.

Магнитное поле Меркурия

Меркурий обладает магнитным полем, напряжённость которого в 100 раз меньше земного. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 10 градусов отклоняется от оси вращения планеты, что налагает существенное ограничение на круг теорий, объясняющих его происхождение. Магнитное поле Меркурия, возможно, образуется в результате эффекта динамо, то есть так же, как и на Земле. Этот эффект является результатом циркуляции жидкого ядра планеты. Из-за выраженного эксцентриситета планеты возникает чрезвычайно сильный приливный эффект. Он поддерживает ядро в жидком состоянии, что необходимо для проявления эффекта динамо.

Магнитное поле Меркурия

Магнитное поле Меркурия достаточно сильное, чтобы изменять направление движения солнечного ветра вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и настолько мала, что может поместиться внутри Земли, достаточно мощная, чтобы поймать плазму солнечного ветра. Результаты наблюдений, полученные «Маринером-10», обнаружили низкоэнергетическую плазму в магнитосфере на ночной стороне планеты. В хвосте магнитосферы были обнаружены взрывы активных частиц, что указывает на динамические качества магнитосферы планеты.

Во время второго пролёта планеты 6 октября 2008 года «Мессенджер» обнаружил, что магнитное поле Меркурия может иметь значительное количество окон. Космический аппарат столкнулся с явлением магнитных вихрей — сплетённых узлов магнитного поля, соединяющих корабль с магнитным полем планеты. Вихрь достигал 800 км в поперечнике, что составляет треть радиуса планеты. Данная вихревая форма магнитного поля создаётся солнечным ветром.

Так как солнечный ветер обтекает магнитное поле планеты, оно связывается и проносится с ним, завиваясь в вихреподобные структуры. Эти вихри магнитного потока формируют окна в планетарном магнитном щите, через которые солнечный ветер проникает и достигает поверхности Меркурия. Процесс связи планетного и межпланетного магнитных полей, названный магнитным пересоединением, — обычное явление в космосе. Оно возникает и у Земли, когда она генерирует магнитные вихри. Однако, по наблюдениям «Мессенджера», частота пересоединения магнитного поля Меркурия в 10 раз выше.

Условия на Меркурии

Близость к Солнцу и довольно медленное вращение планеты, а также крайне слабая атмосфера приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе. Этому способствует также рыхлая поверхность Меркурия, которая плохо проводит тепло (а при полностью отсутствующей или крайне слабой атмосфере тепло может передаваться вглубь только за счёт теплопроводности). Поверхность планеты быстро нагревается и остывает, но уже на глубине в 1 м суточные колебания перестают ощущаться, а температура становится стабильной, равной приблизительно +75 °C.

Меркурий

Средняя температура его дневной поверхности равна 623 К (349,9 °C), ночной — всего 103 К (−170,2 °C). Минимальная температура на Меркурии равна 90 К (−183,2 °C), а максимум, достигаемый в полдень на «горячих долготах» при нахождении планеты близ перигелия, — 700 К (426,9 °C).

Несмотря на такие условия, в последнее время появились предположения о том, что на поверхности Меркурия может существовать лёд. Радарные исследования приполярных областей планеты показали наличие там участков деполяризации от 50 до 150 км, наиболее вероятным кандидатом отражающего радиоволны вещества может являться обычный водяной лёд. Поступая на поверхность Меркурия при ударах о неё комет, вода испаряется и путешествует по планете, пока не замёрзнет в полярных областях на дне глубоких кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, и где лёд может сохраняться практически неограниченно долго.

При пролёте космического аппарата «Маринер-10» мимо Меркурия было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5·1011 раз меньше давления земной атмосферы. В таких условиях атомы чаще сталкиваются с поверхностью планеты, чем друг с другом. Атмосферу составляют атомы, захваченные из солнечного ветра или выбитые солнечным ветром с поверхности, — гелий, натрий, кислород, калий, аргон, водород. Среднее время жизни отдельного атома в атмосфере — около 200 суток.

Концентрация натрия в атмосфере Меркурия

Водород и гелий, вероятно, поступают на планету с солнечным ветром, диффундируя в её магнитосферу, и затем уходят обратно в космос. Радиоактивный распад элементов в коре Меркурия является другим источником гелия, натрия и калия. Присутствуют водяные пары, выделяющиеся в результате ряда процессов, таких как удары комет о поверхность планеты, образование воды из водорода солнечного ветра и кислорода камней, сублимация изо льда, который находится в постоянно затенённых полярных кратерах. Нахождение значительного числа родственных воде ионов, таких как O+, OH− и h3O+, стало неожиданностью.

Так как значительное число этих ионов было найдено в окружающем Меркурий космосе, учёные предположили, что они образовались из молекул воды, разрушенных на поверхности или в экзосфере планеты солнечным ветром.

5 февраля 2008 года группой астрономов из Бостонского университета под руководством Джеффри Бомгарднера было объявлено об открытии кометоподобного хвоста у планеты Меркурий длиной более 2,5 млн км. Обнаружили его при наблюдениях с наземных обсерваторий в линии натрия. До этого было известно о хвосте длиной не более 40 тыс. км. Первое изображение данной группой было получено в июне 2006 года на 3,7-метровом телескопе Военно-воздушных сил США на горе Халеакала (Гавайи), а затем использовали ещё три меньших инструмента: один на Халеакала и два на обсерватории Макдональд (штат Техас). Телескоп с 4-дюймовой апертурой (100 мм) использовался для создания изображения с большим полем зрения. Изображение длинного хвоста Меркурия было получено в мае 2007 года Джоди Вилсоном (старший научный сотрудник) и Карлом Шмидтом (аспирант). Видимая длина хвоста для наблюдателя с Земли составляет порядка 3°.

Хвост Меркурия

Новые данные о хвосте Меркурия появились после второго и третьего пролёта АМС «Мессенджер» в начале ноября 2009 года. На основе этих данных сотрудники НАСА смогли предложить модель данного явления/

Меркурий носит магнитное поле набекрень — Rei Red

Магнитное поле Меркурия отличается сильной асимметрией — «магнитный центр» планеты сдвинут почти на 500 километров к северу, свидетельствуют новые данные с зонда «Мессенджер», который также определил химический состав планеты, измерил глубину потенциальных вместилищ водяного льда у ее полюсов и зафиксировал высокоэнергичные частицы на ее орбите.

Зонд «Мессенджер» (MESSENGER — MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging spacecraft) был запущен в августе 2004 года. Чтобы сэкономить топливо, зонд решили отправить к Меркурию «обходным путем» и вывести его к орбите с помощью серии гравитационных маневров — аппарат один раз пролетел мимо Земли, два — мимо Венеры и три — мимо самого Меркурия.

Сдвинутое поле

В результате этой асимметрии «магнитная ситуация» на полюсах планеты оказалась принципиально разной — область магнитной «полярной шапки», где силовые линии магнитного поля открыты в межпланетное пространство, на юге оказалась значительно больше, чем на севере. Это означает, что южный полюс Меркурия меньше защищен от бомбардировки заряженными частицами солнечного ветра, а значит его поверхность здесь больше подвержена космическому выветриванию.

«Этот результат свидетельствует, что процессы, играющие ключевую роль в формировании магнитного поля на Меркурии, чем-то фундаментально отличаются от подобных процессов на Земле. Это может иметь важное значение для понимания внутренней динамики планеты», — отмечает одна из участниц команды «Мессенджера» Кэтрин Джонсон (Catherine Johnson), сотрудник Института планетологии (США).

Холодильники на Меркурии

«Мессенджер» также сумел измерить потенциальную вместимость холодильников на Меркурии — вечно затененных полярных кратеров, где, как и на Луне, могут скрываться залежи водяного льда.

Примерно 20 лет назад наземные радары показали присутствие у полюсов Меркурия отложений, возможно состоящих из водяного льда. Лазерный альтиметр на борту «Мессенджера» провел детальные измерения высоты разных областей на планете. В частности, оказалось, что у северного полюса планеты существуют обширные впадины, а перепад высот на планете достигает девяти километров.

Распределение калия/тория на планетах земной группы

Гамма- и нейтронный спектрометр зафиксировал присутствие на Меркурии радиоактивных изотопов калия и тория.

На прежних снимках «Мессенджера», сделанных с пролетной траектории, были видны яркие пятна на дне некоторых кратеров. Снимки высокого разрешения, сделанные с более близкого расстояния, показали, что это впадины неправильной формы размером от нескольких сотен метров до нескольких километров, окруженные ореолом более яркой породы.

«Эти геологические формы не похожи ни на что, что мы прежде видели на Луне или на Меркурии. Мы все еще спорим об их происхождении, но похоже, что это относительно молодые образования. Они могут означать, что в коре Меркурия содержится больше летучих элементов, чем считалось ранее», — говорит Бретт Деневи (Brett Denevi), сотрудник Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса.

В 1974 году первый гость Меркурия — зонд «Маринер-10» — зафиксировал появление потоков высокоэнергетических частиц в магнитосфере планеты. Аппарат во время первого пролета рядом с Меркурием заметил четыре таких события, однако в течение трех следующих трех «свиданий» они не повторялись.

«Мессенджер» после выхода на орбиту вокруг Меркурия стал фиксировать высокоэнергетические частицы регулярно.

«Варьируясь по силе и частоте, появление электронов с энергиями от 10 до 200 килоэлектронвольт фиксируется почти на каждом витке… на средних широтах», — говорит Ральф Макнатт (Ralph McNutt) из Лаборатории прикладной физики.

Ученые полагают, что их появление связано со взаимодействием солнечного ветра с магнитосферой планеты.

Источник

redbod.ru