Sistemul solar Mercur. Planeta Mercur este cea mai apropiată de Soare

Mercur este planeta cea mai apropiată de Soare din Sistemul Solar, care se învârte în jurul Soarelui în 88 de zile pământești. Durata unei zile siderale pe Mercur este de 58,65 zile pământești, iar durata unei zile solare este de 176 zile pământești. Planeta poartă numele vechiului zeu roman al comerțului Mercur, un analog al grecului Hermes și al babilonianului Nabu.

Mercur este o planetă interioară, deoarece orbita sa se află în interiorul orbitei Pământului. După ce Pluto a fost privat de statutul său planetar în 2006, Mercur a dobândit titlul de cea mai mică planetă din sistemul solar. Magnitudinea aparentă a lui Mercur variază de la 1,9 la 5,5, dar nu este ușor vizibilă din cauza distanței sale unghiulare mici față de Soare (maximum 28,3°). Se știe încă relativ puține despre planetă. Abia în 2009 oamenii de știință au compilat prima hartă completă a lui Mercur, folosind imagini de la Mariner 10 și Messenger. Prezența oricăror sateliți naturali pe planetă nu a fost detectată.

Mercur este cea mai mică planetă terestră. Raza sa este de numai 2439,7 ± 1,0 km, ceea ce este mai mică decât raza lunii lui Jupiter, Ganimede, și a lunii lui Saturn, Titan. Masa planetei este de 3,3·1023 kg. Densitatea medie a lui Mercur este destul de mare - 5,43 g/cm3, care este doar puțin mai mică decât densitatea Pământului. Având în vedere că Pământul este mai mare ca dimensiune, valoarea densității lui Mercur indică un conținut crescut de metale în adâncurile sale. Accelerare cădere liberă pe Mercur este de 3,70 m/s. A doua viteză de evacuare este de 4,25 km/s. În ciuda razei sale mai mici, Mercur încă depășește în masă sateliții planetelor gigantice precum Ganimede și Titan.

Simbolul astronomic al lui Mercur este o imagine stilizată a coifului înaripat al zeului Mercur cu caduceul său.

Mișcarea planetei

Mercur se mișcă în jurul Soarelui pe o orbită eliptică destul de alungită (excentricitate 0,205) la o distanță medie de 57,91 milioane km (0,387 UA). La periheliu, Mercur este la 45,9 milioane km de Soare (0,3 UA), la afeliu - 69,7 milioane km (0,46 UA).La periheliu, Mercur este de peste o ori și jumătate mai aproape de Soare decât la afeliu. Înclinarea orbitei față de planul ecliptic este de 7°. Mercur petrece 87,97 zile pământești într-o singură revoluție orbitală. Viteza medie a orbitei planetei este de 48 km/s. Distanța de la Mercur la Pământ variază de la 82 la 217 milioane km.

Multă vreme s-a crezut că Mercur se confruntă constant cu Soarele cu aceeași parte, iar o rotație în jurul axei sale durează aceleași 87,97 zile pământești. Observațiile detaliilor de pe suprafața lui Mercur nu au contrazis acest lucru. Această concepție greșită s-a datorat faptului că cele mai favorabile condiții pentru observarea lui Mercur se repetă după o perioadă aproximativ egală cu de șase ori perioada de rotație a lui Mercur (352 de zile), prin urmare aproximativ aceeași secțiune a suprafeței planetei a fost observată în momente diferite. Adevărul a fost dezvăluit abia la mijlocul anilor 1960, când a fost efectuat un radar pe Mercur.

S-a dovedit că o zi siderală Mercur este egală cu 58,65 zile pământești, adică 2/3 dintr-un an Mercur. O astfel de comensurabilitate a perioadelor de rotație în jurul axei și revoluția lui Mercur în jurul Soarelui este un fenomen unic pentru Sistemul Solar. Se explică probabil prin faptul că acțiunea mareelor a Soarelui a luat momentul unghiular și a întârziat rotația, care a fost inițial mai rapidă, până când cele două perioade au fost legate printr-un raport întreg. Drept urmare, într-un an Mercur, Mercur reușește să se rotească în jurul axei sale cu o rotație și jumătate. Adică, dacă în momentul în care Mercur trece de periheliu, un anumit punct de pe suprafața lui este îndreptat exact spre Soare, atunci la următoarea trecere a periheliului, exact punctul opus de pe suprafață va fi îndreptat spre Soare, iar după încă un an Mercur, Soarele se va întoarce din nou la zenit deasupra primului punct. Ca rezultat, o zi solară pe Mercur durează doi ani Mercur sau trei zile siderale Mercur.

Ca urmare a acestei mișcări a planetei, pe ea pot fi distinse „longitudine fierbinte” - două meridiane opuse, care se înfruntă alternativ spre Soare în timpul trecerii periheliului lui Mercur și care, din această cauză, sunt deosebit de fierbinți chiar și după standardele lui Mercur.

Nu există anotimpuri pe Mercur ca pe Pământ. Acest lucru se întâmplă deoarece axa de rotație a planetei este în unghi drept față de planul orbital. În consecință, există zone în apropierea polilor la care razele de soare nu ajunge niciodată. Un sondaj efectuat de radiotelescopul Arecibo sugerează că există ghețari în această zonă înghețată și întunecată. Stratul glaciar poate ajunge la 2 m și este acoperit cu un strat de praf.

Combinația de mișcări planetare dă naștere unui alt fenomen unic. Viteza de rotație a planetei în jurul axei sale este practic constantă, în timp ce viteza mișcării orbitale este în continuă schimbare. În regiunea orbitală de lângă periheliu, timp de aproximativ 8 zile viteza unghiulară a mișcării orbitale depășește viteza unghiulară a mișcării de rotație. Drept urmare, Soarele se oprește pe cerul lui Mercur și începe să se miște în direcția opusă - de la vest la est. Acest efect este uneori numit efectul Iosua, numit după personajul principal din Cartea lui Iosua din Biblie, care a oprit mișcarea Soarelui (Iosua 10:12-13). Pentru un observator la longitudini aflate la 90° depărtare de „longitudinile fierbinți”, Soarele răsare (sau apune) de două ori.

De asemenea, este interesant faptul că, deși cele mai apropiate orbite de Pământ sunt Marte și Venus, Mercur este adesea cea mai apropiată planetă de Pământ (din moment ce celelalte se îndepărtează mai mult, nefiind atât de „legate” de Soare).

Precesia orbitală anormală

Mercur este aproape de Soare, astfel încât efectele relativității generale se manifestă în mișcarea sa în cea mai mare măsură dintre toate planetele din Sistemul Solar. Deja în 1859, matematicianul și astronomul francez Urbain Le Verrier a raportat că a existat o precesiune lentă pe orbita lui Mercur care nu putea fi pe deplin explicată prin calcularea influenței planetelor cunoscute conform mecanicii newtoniene. Precesiunea periheliului lui Mercur este de 5600 de secunde de arc pe secol. Calculul influenței tuturor celorlalte corpuri cerești asupra lui Mercur conform mecanicii newtoniene dă o precesie de 5557 secunde de arc pe secol. Încercând să explice efectul observat, el a sugerat că mai exista o altă planetă (sau poate o centură de asteroizi mici) a cărei orbită era mai aproape de Soare decât Mercur și care introducea o influență perturbatoare (alte explicații considerau comprimarea polară inexistentă a soarele). Datorită succeselor obținute anterior în căutarea lui Neptun, ținând cont de influența sa asupra orbitei lui Uranus, această ipoteză a devenit populară, iar planeta ipotetică dorită a primit chiar și numele Vulcan. Cu toate acestea, această planetă nu a fost niciodată descoperită.

Deoarece niciuna dintre aceste explicații nu a rezistat testului observațiilor, unii fizicieni au început să propună ipoteze mai radicale conform cărora ar fi necesar să se schimbe legea gravitației însăși, de exemplu, să se schimbe exponentul din ea sau să adauge termeni la potențialul care depind asupra vitezei corpurilor. Cu toate acestea, majoritatea acestor încercări s-au dovedit controversate. La începutul secolului al XX-lea teorie generală relativitatea a oferit o explicație pentru precesia observată. Efectul este foarte mic: „adăugarea” relativistă este de doar 42,98 secunde de arc pe secol, ceea ce reprezintă 1/130 (0,77%) din rata totală de precesiune, deci ar fi nevoie de cel puțin 12 milioane de rotații ale lui Mercur în jurul Soarelui pentru periheliu pentru a reveni la poziţia prezisă de teoria clasică. O deplasare similară, dar mai mică, există pentru alte planete - 8,62 secunde de arc pe secol pentru Venus, 3,84 pentru Pământ, 1,35 pentru Marte, precum și pentru asteroizi - 10,05 pentru Icar.

Ipoteze pentru formarea lui Mercur

Din secolul al XIX-lea, a existat o ipoteză științifică conform căreia Mercur a fost în trecut un satelit al planetei Venus, care a fost ulterior „pierdut” de acesta. În 1976, Tom van Flandern (engleză) rus. și K.R.Harrington, pe baza unor calcule matematice, s-a arătat că această ipoteză explică bine abaterile mari (excentricitatea) orbitei lui Mercur, natura sa rezonantă a revoluției în jurul Soarelui și pierderea momentului unghiular atât al lui Mercur, cât și al lui Venus. (și acesta din urmă - dobândirea de rotație opusă celei principale din sistemul solar).

În prezent, această ipoteză nu este confirmată de datele observaționale și informațiile de la stațiile automate de pe planetă. Prezența unui miez masiv de fier cu o cantitate mare de sulf, al cărui procent este mai mare decât în compoziția oricărei alte planete din Sistemul Solar, caracteristicile structurii geologice și fizico-chimice a suprafeței lui Mercur indică faptul că planeta s-a format în nebuloasa solară independent de alte planete, adică Mercur a fost întotdeauna o planetă independentă.

Acum există mai multe versiuni pentru a explica originea miezului imens, dintre care cea mai comună spune că Mercur a avut inițial un raport dintre masa metalelor și masa silicaților care era similar cu cel din meteoriții cei mai obișnuiți - condritele, a cărui compoziție este în general tipică pentru corpurile solide ale sistemului solar și planetele interne, iar masa planetei în antichitate era de aproximativ 2,25 ori masa actuală. În istoria sistemului solar timpuriu, Mercur ar fi putut experimenta un impact cu un planetezimal de aproximativ 1/6 din propria sa masă la o viteză de ~20 km/s. Cea mai mare parte a scoarței și a stratului superior al mantalei au fost aruncate în spațiul cosmic, care, zdrobite în praf fierbinte, au fost împrăștiate în spațiul interplanetar. Dar nucleul planetei, constând din elemente mai grele, a fost păstrat.

Conform unei alte ipoteze, Mercur s-a format în partea interioară a discului protoplanetar, care era deja extrem de epuizat în elemente ușoare, care au fost măturate de Soare în regiunile exterioare ale Sistemului Solar.

Suprafaţă

În caracteristicile sale fizice, Mercur seamănă cu Luna. Planeta nu are sateliți naturali, dar are o atmosferă foarte subțire. Planeta are un miez mare de fier, care este sursa unui câmp magnetic în totalitatea sa care este 0,01 din cel al Pământului. Miezul lui Mercur reprezintă 83% din volumul total al planetei. Temperatura de la suprafața lui Mercur variază de la 90 la 700 K (de la +80 la +430 °C). Partea însorită se încălzeşte mult mai mult decât regiunile polare şi partea din spate planete.

Suprafața lui Mercur amintește, de asemenea, în multe privințe de Luna - este puternic craterizată. Densitatea craterelor variază în diferite zone. Se presupune că zonele mai dens punctate cu cratere sunt mai vechi, iar cele mai puțin dens punctate sunt mai tinere, formate în timpul inundațiilor de lavă. suprafata veche. În același timp, craterele mari sunt mai puțin frecvente pe Mercur decât pe Lună. Cel mai mare crater de pe Mercur poartă numele marelui pictor olandez Rembrandt; diametrul său este de 716 km. Cu toate acestea, asemănarea este incompletă - pe Mercur sunt vizibile formațiuni care nu se găsesc pe Lună. O diferență importantă între peisajele muntoase ale lui Mercur și ale Lunii este prezența pe Mercur a numeroase versanți zimțați, care se întind pe sute de kilometri, numite scarpuri. Un studiu al structurii lor a arătat că s-au format în timpul compresiei care a însoțit răcirea planetei, în urma căreia suprafața lui Mercur a scăzut cu 1%. Prezența unor cratere mari bine conservate pe suprafața lui Mercur sugerează că în ultimii 3-4 miliarde de ani nu a existat o mișcare la scară mare a secțiunilor scoarței și nu a existat nicio eroziune a suprafeței; aceasta din urmă exclude aproape complet. posibilitatea existenţei oricărei atmosfere semnificative.

În timpul cercetărilor efectuate de sonda Messenger, peste 80% din suprafața lui Mercur a fost fotografiată și s-a dovedit a fi omogenă. În acest fel, Mercur nu este asemănător cu Luna sau Marte, în care o emisferă este puternic diferită de cealaltă.

Primele date dintr-un studiu al compoziției elementare a suprafeței folosind spectrometrul de fluorescență cu raze X al navei spațiale Messenger au arătat că aceasta este săracă în aluminiu și calciu în comparație cu feldspatul plagioclaz caracteristic regiunilor continentale ale Lunii. În același timp, suprafața lui Mercur este relativ săracă în titan și fier și bogată în magneziu, ocupând o poziție intermediară între bazalții tipici și rocile ultramafice precum komatiitele terestre. S-a constatat, de asemenea, că sulful este relativ abundent, ceea ce sugerează condiții de reducere pentru formarea planetei.

Cratere

Craterele de pe Mercur variază ca mărime, de la mici depresiuni în formă de bol până la cratere de impact cu mai multe inele de sute de kilometri. Sunt în diferite stadii de distrugere. Există cratere relativ bine conservate cu raze lungi în jurul lor, care s-au format ca urmare a ejectării materialului în momentul impactului. Există, de asemenea, rămășițe de cratere puternic distruse. Craterele de mercur diferă de craterele lunare prin faptul că aria acoperirii lor de la ejectarea materiei la impact este mai mică datorită gravitației mai mari asupra lui Mercur.

Una dintre cele mai vizibile trăsături ale suprafeței lui Mercur este Câmpia căldurii (în latină: Caloris Planitia). Această caracteristică de relief a primit acest nume deoarece este situată în apropierea uneia dintre „longitudinile fierbinți”. Diametrul său este de aproximativ 1550 km.

Probabil, corpul al cărui impact a format craterul avea un diametru de cel puțin 100 km. Impactul a fost atât de puternic încât undele seismice, care au trecut prin întreaga planetă și s-au concentrat în punctul opus de pe suprafață, au condus la formarea unui fel de peisaj accidentat „haotic” aici. Forța impactului este evidențiată și de faptul că a provocat ejecția de lavă, care a format cercuri concentrice înalte la o distanță de 2 km în jurul craterului.

Punctul cu cel mai mare albedo de pe suprafața lui Mercur este craterul Kuiper cu diametrul de 60 km. Acesta este probabil unul dintre cele mai tinere cratere mari de pe Mercur.

Până de curând, se presupunea că în adâncurile lui Mercur există un nucleu metalic cu o rază de 1800-1900 km, care conține 60% din masa planetei, din moment ce nava spațială Mariner 10 a descoperit un câmp magnetic slab și se credea că o planetă cu o dimensiune atât de mică nu poate avea sâmburi lichidi. Dar în 2007, grupul lui Jean-Luc Margot a rezumat rezultatele a cinci ani de observații radar ale lui Mercur, timp în care s-au observat variații ale rotației planetei care erau prea mari pentru un model cu un nucleu solid. Prin urmare, astăzi putem spune cu un grad ridicat de încredere că nucleul planetei este lichid.

Procentul de fier din nucleul lui Mercur este mai mare decât cel al oricărei alte planete din sistemul solar. Au fost propuse mai multe teorii pentru a explica acest fapt. Conform celei mai susținute teorii în comunitatea științifică, Mercur avea inițial același raport dintre metal și silicați ca un meteorit normal, având o masă de 2,25 de ori mai mare decât acum. Cu toate acestea, la începutul istoriei Sistemului Solar, un corp asemănător unei planete cu o masă de 6 ori mai mică și cu câteva sute de kilometri în diametru a lovit Mercur. Ca urmare a impactului, o mare parte din scoarța și mantaua originală au fost separate de planetă, ceea ce a determinat creșterea proporției relative a nucleului din compoziția planetei. Un proces similar, cunoscut sub numele de teoria impactului gigant, a fost propus pentru a explica formarea Lunii. Cu toate acestea, primele date dintr-un studiu al compoziției elementare a suprafeței lui Mercur folosind spectrometrul gamma AMS Messenger nu confirmă această teorie: abundența izotopului radioactiv potasiu-40 al elementului chimic moderat volatil potasiu în comparație cu izotopii radioactivi. toriu-232 și uraniu-238 dintre elementele mai refractare uraniul și toriu nu fac față temperaturilor ridicate inevitabile în timpul unei coliziuni. Prin urmare, se presupune că compoziția elementară a Mercurului corespunde compoziției elementare primare a materialului din care s-a format, similar condritelor enstatita și particulelor cometare anhidre, deși conținutul de fier al condritelor enstatita examinate până în prezent nu este suficient pentru a explica densitatea medie a lui Mercur.

Miezul este inconjurat de o manta de silicat de 500-600 km grosime. Conform datelor de la Mariner 10 și observațiilor de pe Pământ, grosimea scoarței planetei variază de la 100 la 300 km.

Istoria geologică

La fel ca Pământul, Luna și Marte, istoria geologică a lui Mercur este împărțită în ere. Ei au următoarele nume (de la mai devreme la mai târziu): pre-Tolstoian, Tolstoian, Kalorian, Kalorian târziu, Mansurian și Kuiper. Această diviziune periodizează vârsta geologică relativă a planetei. Vârsta absolută, măsurată în ani, nu este stabilită cu precizie.

După formarea lui Mercur în urmă cu 4,6 miliarde de ani, planeta a fost bombardată intens de asteroizi și comete. Ultimul bombardament major al planetei a avut loc acum 3,8 miliarde de ani. Unele regiuni, de exemplu, Câmpia căldurii, s-au format și datorită umplerii lor cu lavă. Acest lucru a dus la formarea unor planuri netede în interiorul craterelor, similare cu cele de pe Lună.

Apoi, pe măsură ce planeta s-a răcit și s-a contractat, au început să se formeze creste și falii. Ele pot fi observate pe suprafața unor caracteristici de relief mai mari ale planetei, cum ar fi craterele și câmpiile, ceea ce indică o perioadă ulterioară a formării lor. Perioada de vulcanism pe Mercur s-a încheiat când mantaua sa micșorat suficient pentru a împiedica lava să ajungă la suprafața planetei. Acest lucru s-a întâmplat probabil în primii 700-800 de milioane de ani din istoria sa. Toate modificările ulterioare ale reliefului sunt cauzate de impactul corpurilor externe pe suprafața planetei.

Un câmp magnetic

Mercur are un câmp magnetic a cărui putere este de 100 de ori mai mică decât cea a Pământului. Câmpul magnetic al lui Mercur are o structură de dipol și este foarte simetric, iar axa sa se abate cu doar 10 grade de axa de rotație a planetei, ceea ce impune o limitare semnificativă a gamei de teorii care explică originea acesteia. Câmpul magnetic al lui Mercur poate fi generat de un efect de dinam, la fel ca pe Pământ. Acest efect este rezultatul circulației nucleului lichid al planetei. Datorită excentricității pronunțate a planetei, apare un efect de maree extrem de puternic. Acceptă nucleul stare lichida, care este necesar pentru ca efectul dinam să se manifeste.

Câmpul magnetic al lui Mercur este suficient de puternic pentru a schimba direcția vântului solar în jurul planetei, creând o magnetosferă. Magnetosfera planetei, deși suficient de mică pentru a se potrivi în interiorul Pământului, este suficient de puternică pentru a prinde plasma de la vântul solar. Observațiile obținute de Mariner 10 au detectat plasmă cu energie scăzută în magnetosferă de pe partea de noapte a planetei. În magnetotail au fost descoperite explozii de particule active, indicând calitățile dinamice ale magnetosferei planetei.

În timpul celui de-al doilea zbor al planetei, pe 6 octombrie 2008, Messenger a descoperit că câmpul magnetic al lui Mercur poate avea un număr semnificativ de ferestre. Nava spațială a întâlnit fenomenul vortexurilor magnetice - noduri împletite ale câmpului magnetic care leagă nava cu câmpul magnetic al planetei. Vârtejul a atins 800 km în diametru, adică o treime din raza planetei. Această formă de vortex de câmp magnetic este creată de vântul solar. Pe măsură ce vântul solar curge în jurul câmpului magnetic al planetei, acesta se leagă și mătură împreună cu el, încurcându-se în structuri asemănătoare vortexului. Aceste vortexuri de flux magnetic formează ferestre în scutul magnetic planetar prin care vântul solar pătrunde și ajunge la suprafața lui Mercur. Procesul de cuplare dintre câmpurile magnetice planetare și interplanetare, numit reconectare magnetică, este un fenomen comun în spațiu. De asemenea, apare în apropierea Pământului când generează vârtejuri magnetice. Cu toate acestea, conform observațiilor Messenger, frecvența de reconectare a câmpului magnetic al lui Mercur este de 10 ori mai mare.

Condiții pe Mercur

Apropierea sa de Soare și rotația destul de lentă a planetei, precum și atmosfera sa extrem de slabă, înseamnă că Mercur experimentează cele mai dramatice schimbări de temperatură din Sistemul Solar. Acest lucru este facilitat și de suprafața liberă a lui Mercur, care conduce prost căldura (și cu o atmosferă complet absentă sau extrem de slabă, căldura poate fi transferată spre interior numai datorită conductibilității termice). Suprafața planetei se încălzește și se răcește rapid, dar deja la o adâncime de 1 m, fluctuațiile zilnice încetează să se simtă, iar temperatura devine stabilă, egală cu aproximativ +75 ° C.

Temperatura medie a suprafeței în timpul zilei este de 623 K (349,9 °C), temperatura pe timp de noapte este de doar 103 K (170,2 °C). Temperatura minimă pe Mercur este de 90 K (183,2 °C), iar cea maximă, atinsă la prânz la „longitudine fierbinte”, când planeta este aproape de periheliu, este de 700 K (426,9 °C).

În ciuda acestor condiții, recent au existat sugestii că ar putea exista gheață pe suprafața lui Mercur. Studiile radar ale regiunilor circumpolare ale planetei au arătat prezența zonelor de depolarizare acolo de la 50 la 150 km; cel mai probabil candidat pentru o substanță care reflectă undele radio poate fi gheața de apă obișnuită. Intrând pe suprafața lui Mercur atunci când cometele îl lovesc, apa se evaporă și călătorește în jurul planetei până când îngheață în regiunile polare de la fundul craterelor adânci, unde Soarele nu privește niciodată și unde gheața poate persista aproape la infinit.

Când nava spațială Mariner 10 a zburat pe lângă Mercur, s-a stabilit că planeta avea o atmosferă extrem de rarefiată, a cărei presiune era de 5·1011 ori mai mică decât presiunea atmosferei Pământului. În astfel de condiții, atomii se ciocnesc mai des cu suprafața planetei decât între ei. Atmosfera este formată din atomi captați de vântul solar sau scoși de la suprafață de vântul solar - heliu, sodiu, oxigen, potasiu, argon, hidrogen. Durata medie de viață a unui atom individual în atmosferă este de aproximativ 200 de zile.

Hidrogenul și heliul pătrund probabil pe planetă prin vântul solar, difuzează în magnetosferă și apoi scapă înapoi în spațiu. Dezintegrarea radioactivă a elementelor din scoarța lui Mercur este o altă sursă de heliu, sodiu și potasiu. Vaporii de apă sunt prezenți, eliberați ca urmare a unui număr de procese, cum ar fi impactul cometei pe suprafața planetei, formarea apei din hidrogen în vântul solar și oxigen din roci și sublimarea din gheață care se găsește în permanență. cratere polare umbrite. Descoperirea unui număr semnificativ de ioni legați de apă, cum ar fi O+, OH+ H2O+, a fost o surpriză.

Deoarece un număr semnificativ dintre acești ioni au fost găsiți în spațiul din jurul lui Mercur, oamenii de știință au emis ipoteza că aceștia au fost formați din molecule de apă distruse la suprafață sau în exosfera planetei de vântul solar.

Pe 5 februarie 2008, un grup de astronomi de la Universitatea din Boston, condus de Jeffrey Baumgardner, a anunțat descoperirea unei cozi asemănătoare cometei pe planeta Mercur cu o lungime de peste 2,5 milioane de km. A fost descoperit în timpul observațiilor de la observatoare de la sol în linia de sodiu. Înainte de aceasta, se știa despre o coadă lungă de cel mult 40.000 km. Prima imagine a echipei a fost făcută în iunie 2006 de telescopul de 3,7 metri al Forțelor Aeriene de pe Muntele Haleakala, Hawaii, apoi a folosit trei instrumente mai mici, unul la Haleakala și două la Observatorul McDonald, Texas. Un telescop cu o deschidere de 4 inci (100 mm) a fost folosit pentru a crea imagini cu un câmp vizual mare. Imaginea cozii lungi a lui Mercur a fost făcută în mai 2007 de Jody Wilson (om de știință) și Carl Schmidt (student absolvent). Lungimea aparentă a cozii pentru un observator de pe Pământ este de aproximativ 3°.

Date noi despre coada lui Mercur au apărut după al doilea și al treilea zbor al navei spațiale Messenger la începutul lunii noiembrie 2009. Pe baza acestor date, angajații NASA au putut propune un model al acestui fenomen.

Caracteristicile observației de pe Pământ

Magnitudinea aparentă a lui Mercur variază de la -1,9 la 5,5, dar nu este ușor vizibilă din cauza distanței sale unghiulare mici față de Soare (maximum 28,3°). La latitudini mari, planeta nu poate fi văzută niciodată pe cerul întunecat al nopții: Mercur este vizibil pentru o perioadă foarte scurtă de timp după amurg. Momentul optim pentru observarea planetei este amurgul de dimineață sau de seară în perioadele de alungire a acesteia (perioade ale distanței maxime ale lui Mercur față de Soare pe cer, care au loc de mai multe ori pe an).

Condițiile cele mai favorabile pentru observarea lui Mercur sunt la latitudini joase și în apropierea ecuatorului: acest lucru se datorează faptului că durata crepusculului acolo este cea mai scurtă. La latitudini medii, găsirea lui Mercur este mult mai dificilă și este posibilă doar în perioada celor mai bune alungiri, iar la latitudini mari este imposibil deloc. Condițiile cele mai favorabile pentru observarea lui Mercur la latitudinile mijlocii ale ambelor emisfere apar în jurul echinocțiului (durata crepusculului este minimă).

Cea mai veche observație cunoscută a lui Mercur a fost înregistrată în tabelele lui Mul apin (o colecție de tabele astrologice babiloniene). Această observație a fost făcută cel mai probabil de astronomii asirieni în jurul secolului al XIV-lea î.Hr. e. Numele sumerian folosit pentru Mercur în tabelele Mul Apin poate fi transcris ca UDU.IDIM.GUU4.UD ("planeta săritoare"). Planeta a fost asociată inițial cu zeul Ninurta, iar în înregistrările ulterioare este numită „Nabu” în onoarea zeului înțelepciunii și al artelor scribal.

În Grecia Antică, în timpul lui Hesiod, planeta era cunoscută sub numele de („Stilbon”) și („Hermaon”). Numele „Hermaon” este o formă a numelui zeului Hermes. Mai târziu, grecii au început să numească planeta „Apollo”.

Există o ipoteză că numele „Apollo” corespundea vizibilității pe cerul dimineții, iar „Hermes” (“Hermaon”) pe cerul serii. Romanii au numit planeta după zeul comerțului, Mercur, care este echivalent cu zeul grec Hermes pentru că se mișcă prin cer mai repede decât celelalte planete. Astronomul roman Claudius Ptolemeu, care a trăit în Egipt, a scris despre posibilitatea ca o planetă să se miște pe discul Soarelui în lucrarea sa „Ipoteze despre planete”. El a sugerat că un astfel de tranzit nu a fost niciodată observat deoarece o planetă precum Mercur era prea mică pentru a fi observată sau pentru că momentul tranzitului a avut loc rar.

În China antică, Mercur era numit Chen-hsing, „Steaua dimineții”. A fost asociat cu direcția nord, culoarea neagră și elementul de apă în Wu-hsing. Potrivit Hanshu, perioada sinodică a lui Mercur a fost recunoscută de oamenii de știință chinezi ca fiind egală cu 115,91 zile, iar conform Hou Hanshu - 115,88 zile. În culturile moderne chineză, coreeană, japoneză și vietnameză, planeta a început să fie numită „Steaua apei”.

Mitologia indiană a folosit numele Budha pentru Mercur. Acest zeu, fiul lui Soma, era dominant miercurea. În păgânismul germanic, zeul Odin era asociat și cu planeta Mercur și cu mediul înconjurător. Mayașii l-au reprezentat pe Mercur ca o bufniță (sau poate ca patru bufnițe, dintre care două corespunzând aspectului de dimineață a lui Mercur și două aspectului de seară), care era un mesager al vieții de apoi. În ebraică, Mercur era numit „Kokha în Hama”.
Mercur pornit cer înstelat(sus, deasupra Lunii și a lui Venus)

În tratatul astronomic indian „Surya-siddhanta”, datând din secolul al V-lea, raza lui Mercur a fost estimată la 2420 km. Eroarea față de raza reală (2439,7 km) este mai mică de 1%. Cu toate acestea, această estimare s-a bazat pe o presupunere imprecisă a diametrului unghiular al planetei, care a fost considerat a fi de 3 minute de arc.

În astronomia arabă medievală, astronomul andaluz Az-Zarqali a descris deferentul orbitei geocentrice a lui Mercur ca pe un oval ca un ou sau nuci de pin. Cu toate acestea, această presupunere nu a avut niciun impact asupra teoriei sale astronomice și calculelor sale astronomice. În secolul al XII-lea, Ibn Bajjah a observat două planete ca pete pe suprafața Soarelui. Mai târziu, astronomul observatorului Maragha Al-Shirazi a sugerat că predecesorul său a observat trecerea lui Mercur și (sau) a lui Venus. În India, astronomul școlii din Kerala Nilakansa Somaaji (engleză) rusă. în secolul al XV-lea, a dezvoltat un model planetar parțial heliocentric în care Mercur se învârtea în jurul Soarelui, care la rândul său se învârtea în jurul Pământului. Acest sistem a fost similar cu cel al lui Tycho Brahe, dezvoltat în secolul al XVI-lea.

Observațiile medievale ale lui Mercur în părțile de nord ale Europei au fost îngreunate de faptul că planeta este întotdeauna observată în zori - dimineața sau seara - pe fundalul unui cer crepuscular și destul de jos deasupra orizontului (mai ales la latitudinile nordice). Perioada de cea mai bună vizibilitate (alungire) are loc de mai multe ori pe an (durează aproximativ 10 zile). Chiar și în aceste perioade, nu este ușor să-l vezi pe Mercur cu ochiul liber (o stea relativ slabă pe un fundal destul de deschis al cerului). Există o poveste conform căreia Nicolaus Copernic, care a observat obiecte astronomice la latitudinile nordice și clima ceață a statelor baltice, a regretat că nu l-a văzut niciodată pe Mercur în toată viața lui. Această legendă a apărut pe baza faptului că lucrarea lui Copernic „Despre rotațiile sferelor cerești” nu oferă un singur exemplu de observații ale lui Mercur, dar el a descris planeta folosind rezultatele observațiilor altor astronomi. După cum a spus el însuși, Mercur poate fi încă „prins” de la latitudinile nordice, dând dovadă de răbdare și viclenie. În consecință, Copernic ar fi putut foarte bine să observe Mercur și să-l observe, dar a descris planeta pe baza rezultatelor cercetării altor oameni.

Observații cu ajutorul telescoapelor

Prima observare telescopică a lui Mercur a fost făcută de Galileo Galilei la începutul secolului al XVII-lea. Deși a observat fazele lui Venus, telescopul său nu a fost suficient de puternic pentru a observa fazele lui Mercur. În 1631, Pierre Gassendi a făcut prima observație telescopică a trecerii unei planete pe discul Soarelui. Momentul trecerii a fost calculat anterior de Johannes Kepler. În 1639, Giovanni Zupi a descoperit cu un telescop că fazele orbitale ale lui Mercur erau similare cu cele ale Lunii și ale lui Venus. Observațiile au demonstrat definitiv că Mercur orbitează în jurul Soarelui.

Un eveniment astronomic foarte rar este suprapunerea unei planete cu discul alteia, observată de pe Pământ. Venus oclude Mercur o dată la câteva secole, iar acest eveniment a fost observat o singură dată în istorie - pe 28 mai 1737 de John Bevis la Observatorul Regal Greenwich. Următoarea ocultare a lui Venus a lui Mercur va avea loc pe 3 decembrie 2133.

Dificultățile care însoțesc observarea lui Mercur au dus la faptul că multă vreme a fost studiat mai puțin decât alte planete. În 1800, Johann Schröter, care a observat caracteristici de pe suprafața lui Mercur, a anunțat că a observat munți la 20 km înălțime pe acesta. Friedrich Bessel, folosind schițele lui Schröter, a determinat în mod eronat perioada de rotație în jurul axei sale să fie de 24 de ore și înclinarea axei să fie de 70°. În anii 1880, Giovanni Schiaparelli a cartografiat planeta mai precis și a propus o perioadă de rotație de 88 de zile, care să coincidă cu perioada siderale a orbitei în jurul Soarelui datorită forțelor mareelor. Lucrarea de cartografiere a lui Mercur a fost continuată de Eugene Antoniadi, care în 1934 a publicat o carte care conține hărți vechi și propriile sale observații. Multe caracteristici ale suprafeței lui Mercur sunt numite după hărțile lui Antoniadi.

Astronom italian Giuseppe Colombo (englez)rus. a observat că perioada de rotație era 2/3 din perioada siderale de rotație a lui Mercur și a sugerat că aceste perioade se încadrează într-o rezonanță de 3:2. Datele de la Mariner 10 au confirmat ulterior acest punct de vedere. Asta nu înseamnă că hărțile lui Schiaparelli și Antoniadi sunt incorecte. Doar că astronomii au văzut aceleași detalii ale planetei la fiecare a doua revoluție în jurul Soarelui, le-au introdus în hărți și au ignorat observațiile într-un moment în care Mercur se îndrepta spre Soare de cealaltă parte, deoarece datorită geometriei orbitei la acel moment conditiile de observatie erau proaste.

Apropierea Soarelui creează și unele probleme pentru studiul telescopic al lui Mercur. De exemplu, telescopul Hubble nu a fost niciodată folosit și nu va fi folosit pentru a observa această planetă. Dispozitivul său nu permite observarea obiectelor apropiate de Soare - dacă încercați să faceți acest lucru, echipamentul va suferi daune ireversibile.

Cercetarea lui Mercur folosind metode moderne

Mercur este cea mai puțin studiată planetă terestră. În secolul al XX-lea, metodelor telescopice de studiu au fost adăugate radioastronomia, radarul și cercetarea folosind nave spațiale. Măsurătorile de radioastronomie ale lui Mercur au fost făcute pentru prima dată în 1961 de Howard, Barrett și Haddock folosind un reflector cu două radiometre montate pe el. Până în 1966, pe baza datelor acumulate, s-au obținut estimări bune ale temperaturii suprafeței lui Mercur: 600 K în punctul subsolar și 150 K pe partea neluminată. Primele observații radar au fost efectuate în iunie 1962 de grupul lui V. A. Kotelnikov la IRE; acestea au dezvăluit similitudinea proprietăților reflectorizante ale lui Mercur și ale Lunii. În 1965, observații similare la radiotelescopul Arecibo au condus la o estimare a perioadei de rotație a lui Mercur: 59 de zile.

Doar două nave spațiale au fost trimise să exploreze Mercur. Primul a fost Mariner 10, care a zburat pe lângă Mercur de trei ori în 1974-1975; cea mai apropiată apropiere a fost de 320 km. Rezultatul au fost câteva mii de imagini care acoperă aproximativ 45% din suprafața planetei. Cercetările ulterioare de pe Pământ au arătat posibilitatea existenței gheții de apă în craterele polare.

Dintre toate planetele vizibile cu ochiul liber, numai Mercur nu a avut niciodată propria sa satelit artificial. NASA efectuează în prezent o a doua misiune la Mercur numită Messenger. Dispozitivul a fost lansat pe 3 august 2004, iar în ianuarie 2008 a făcut primul său zbor al lui Mercur. Pentru a intra pe orbita planetei în 2011, dispozitivul a mai efectuat două manevre de asistență gravitațională lângă Mercur: în octombrie 2008 și în septembrie 2009. Messenger a efectuat, de asemenea, o manevră de asistență gravitațională lângă Pământ în 2005 și două lângă Venus în octombrie 2006 și iunie 2007, timp în care și-a testat echipamentul.

Mariner 10 este prima navă spațială care a ajuns la Mercur.

Agenția Spațială Europeană (ESA), împreună cu Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială (JAXA), dezvoltă misiunea Bepi Colombo, constând din două nave spațiale: Mercury Planetary Orbiter (MPO) și Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). MPO-ul european va explora suprafața și adâncimea lui Mercur, în timp ce MMO-ul japonez va observa câmpul magnetic și magnetosfera planetei. BepiColombo este programat să se lanseze în 2013, iar în 2019 va intra pe orbita în jurul lui Mercur, unde se va împărți în două componente.

Dezvoltarea electronicii și a informaticii a făcut posibilă observarea la sol a lui Mercur folosind detectoare de radiații CCD și prelucrarea ulterioară a imaginilor pe computer. Una dintre primele serii de observații ale lui Mercur cu receptoare CCD a fost efectuată în 1995-2002 de Johan Varell la observatorul de pe insula La Palma pe un telescop solar de jumătate de metru. Varell a selectat cele mai bune fotografii fără a utiliza mixarea computerului. Reducerea a început să fie aplicată la Observatorul Astrofizic Abastumani la serii de fotografii cu Mercur obținute la 3 noiembrie 2001, precum și la Observatorul Skinakas al Universității din Heraklion la serii din 1-2 mai 2002; Pentru procesarea rezultatelor observației s-a folosit metoda combinației de corelație. Imaginea rezolvată a planetei rezultată a fost similară cu fotomozaicul Mariner 10; contururile formațiunilor mici cu dimensiunea de 150-200 km au fost repetate. Așa a fost realizată o hartă a lui Mercur pentru longitudini 210-350°.

Pe 17 martie 2011, sonda interplanetară Messenger a intrat pe orbita lui Mercur. Se presupune că, cu ajutorul echipamentelor instalate pe ea, sonda va putea explora peisajul planetei, compoziția atmosferei și a suprafeței acesteia; Echipamentul Messenger permite, de asemenea, cercetarea particulelor energetice și a plasmei. Durata de viață a sondei este determinată a fi de un an.

Pe 17 iunie 2011, a devenit cunoscut faptul că, conform primelor studii efectuate de nava Messenger, câmpul magnetic al planetei nu este simetric în raport cu polii; Astfel, un număr diferit de particule de vânt solar ajung la polii nord și sud ai lui Mercur. De asemenea, a fost efectuată o analiză a prevalenței elementelor chimice pe planetă.

Caracteristicile nomenclaturii

Regulile de denumire a obiectelor geologice situate pe suprafața lui Mercur au fost aprobate la XV-a Adunarea Generală a Uniunii Astronomice Internaționale din 1973:
Micul crater Hun Kal (indicat de o săgeată), servind drept punct de referință pentru sistemul de longitudini al lui Mercur. Fotografie de AMS Mariner 10

Cel mai mare obiect de pe suprafața lui Mercur, cu un diametru de aproximativ 1300 km, i se denumește Heat Plain, deoarece este situat în regiunea temperaturilor maxime. Aceasta este o structură cu mai multe inele de origine impact, umplută cu lavă solidificată. O altă câmpie, situată în regiunea temperaturilor minime, în apropierea polului nord, se numește Câmpia Nordică. Alte formațiuni similare au fost numite planeta Mercur sau un analog al zeului roman Mercur în limbile diferitelor popoare ale lumii. De exemplu: Câmpia Suisei (planeta Mercur în japoneză) și Câmpia Budha (planeta Mercur în hindi), Câmpia Sobkou (vechea planetă egipteană Mercur), Câmpia Odin (zeul nordic) și Câmpia Tir (zeitate armeană veche).
Craterele lui Mercur (cu două excepții) poartă numele unor oameni celebri din domeniul umanitar (arhitecți, muzicieni, scriitori, poeți, filozofi, fotografi, artiști). De exemplu: Barma, Belinsky, Glinka, Gogol, Derzhavin, Lermontov, Mussorgsky, Pușkin, Repin, Rublev, Stravinsky, Surikov, Turgheniev, Feofan Grecul, Fet, Cehovsky, Cehov. Excepțiile sunt două cratere: Kuiper, numit după unul dintre principalii dezvoltatori ai proiectului Mariner 10, și Hun Kal, care înseamnă numărul „20” în limba poporului mayaș, care a folosit sistemul numeric de bază-20. Ultimul crater este situat lângă ecuator la meridianul 200 longitudine vestică și a fost ales ca punct de referință convenabil pentru referință în sistemul de coordonate al suprafeței lui Mercur. Inițial, craterelor mai mari au primit numele celebrităților, care, conform IAU, aveau o semnificație în mod corespunzător mai mare în cultura mondială. Cu cât craterul este mai mare, cu atât influența individului asupra lumii moderne este mai puternică. Primele cinci au inclus Beethoven (643 km în diametru), Dostoievski (411 km), Tolstoi (390 km), Goethe (383 km) și Shakespeare (370 km).
Escarpii (cornicii), lanțurile muntoase și canioanele sunt numite după navele exploratorilor care au făcut istorie deoarece zeul Mercur/Hermes era considerat patronul călătorilor. De exemplu: Beagle, Zarya, Santa Maria, Fram, Vostok, Mirny). O excepție de la regulă sunt două creste numite după astronomi, creasta Antoniadi și creasta Schiaparelli.
Văile și alte caracteristici de pe suprafața lui Mercur sunt numite după marile observatoare radio, ca recunoaștere a importanței radarului în explorarea planetară. De exemplu: Highstack Valley (radiotelescop în SUA).
Ulterior, în legătură cu descoperirea canelurilor pe Mercur de către stația interplanetară automată „Messenger” în 2008, a fost adăugată o regulă pentru denumirea șanțurilor care primesc numele unor mari structuri arhitecturale. De exemplu: Panteonul pe Câmpia căldurii.

Deci, ce este planeta Mercur și ce este atât de special la ea care o face diferită de alte planete? Probabil, în primul rând, merită să enumerați cele mai evidente lucruri care pot fi ușor adunate din diferite surse, dar fără de care va fi dificil pentru o persoană să obțină o imagine de ansamblu.

În prezent (după ce Pluto a fost retrogradat pe planetă pitică) Mercur este cea mai mică dintre cele opt planete din sistemul nostru solar. De asemenea, planeta se află la cea mai apropiată distanță de Soare și, prin urmare, se rotește în jurul stelei noastre mult mai repede decât celelalte planete. Aparent, tocmai această ultimă calitate a servit drept motiv pentru a o denumi în onoarea mesagerului cu piciorul cel mai rapid al zeilor, numit Mercur, un personaj extraordinar din legendele și miturile Romei Antice, care posedă o viteză fenomenală.

Apropo, vechii astronomi greci și romani au fost cei care l-au numit de mai multe ori pe Mercur atât steaua „dimineață”, cât și „seara”, deși în cea mai mare parte știau că ambele nume corespund aceluiași obiect cosmic. Chiar și atunci, savantul grec antic Heraclit a subliniat că Mercur și Venus se rotesc în jurul Soarelui, și nu în jurul.

Mercur astăzi

Astăzi, oamenii de știință știu că, datorită apropierii apropiate a lui Mercur de Soare, temperaturile de pe suprafața acestuia pot ajunge până la 450 de grade Celsius. Dar lipsa unei atmosfere pe această planetă nu-i permite lui Mercur să rețină căldura, iar pe partea umbră temperatura la suprafață poate scădea brusc până la 170 de grade Celsius. Diferența maximă de temperatură între ziua și noaptea pe Mercur s-a dovedit a fi cea mai mare din Sistemul Solar - mai mult de 600 de grade Celsius.

Mercur este puțin mai mare ca dimensiune decât Luna, dar mult mai greu decât al nostru. satelit natural.

În ciuda faptului că planeta este cunoscută oamenilor din timpuri imemoriale, prima imagine a lui Mercur a fost obținută abia în 1974, când nava spațială Mariner 10 a transmis primele imagini în care a fost posibilă distingerea unor trăsături ale reliefului. După aceasta, o fază activă pe termen lung a început să studieze acest corp cosmic, iar câteva decenii mai târziu, în martie 2011, o navă spațială numită Messenger a ajuns pe orbita lui Mercur. după care, în cele din urmă, omenirea a primit răspunsuri la multe întrebări.

Atmosfera lui Mercur este atât de subțire încât practic nu există, iar volumul este cu aproximativ 10 până la a cincisprezecea putere mai mic decât straturile dense ale atmosferei Pământului. Mai mult, vidul din atmosfera acestei planete este mult mai aproape de un adevărat vid dacă îl comparăm cu orice alt vid creat pe Pământ folosind mijloace tehnice.

Există două explicații pentru lipsa de atmosferă pe Mercur. În primul rând, aceasta este densitatea planetei. Se crede că, cu o densitate de numai 38% din densitatea Pământului, Mercur pur și simplu nu este capabil să rețină o mare parte din atmosferă. În al doilea rând, apropierea lui Mercur de Soare. O asemenea distanță față de stea noastră face planeta cea mai susceptibilă la influența vântului solar, care îndepărtează ultimele rămășițe din ceea ce se poate numi atmosferă.

Cu toate acestea, oricât de rară este atmosfera de pe această planetă, ea încă există. Potrivit agenției spațiale NASA, compoziția sa chimică este formată din 42% oxigen (O2), 29% sodiu, 22% hidrogen (H2), 6% heliu, 0,5% potasiu. Partea nesemnificativă rămasă este formată din molecule de argon, dioxid de carbon, apă, azot, xenon, kripton, neon, calciu (Ca, Ca +) și magneziu.

Se crede că rarefierea atmosferei se datorează prezenței unor temperaturi extreme pe suprafața planetei. Cel mai temperatura scazuta poate fi de ordinul -180 °C, iar cea mai mare este de aproximativ 430 °C. După cum am menționat mai sus, Mercur are cea mai mare gamă de temperaturi de suprafață a oricărei planete din Sistemul Solar. Maximele extreme prezente pe partea orientată spre Soare sunt tocmai rezultatul unui strat atmosferic insuficient care nu este capabil să absoarbă radiația solară. Apropo, frigul extrem de pe partea umbră a planetei se datorează aceluiași lucru. Lipsa unei atmosfere semnificative împiedică planeta să țină radiatie solara iar căldura părăsește foarte repede suprafața, scăpând liber în spațiul cosmic.

Până în 1974, suprafața lui Mercur a rămas în mare parte un mister. Observațiile acestui corp cosmic de pe Pământ au fost foarte dificile din cauza apropierii planetei de Soare. Era posibil să se vadă Mercur doar înainte de zori sau imediat după apus, dar pe Pământ în acest moment linia de vizibilitate este limitată semnificativ de straturile prea dense ale atmosferei planetei noastre.

Dar în 1974, după un magnific survol de trei ori pe suprafața lui Mercur de către nava spațială Mariner 10, au fost obținute primele fotografii destul de clare ale suprafeței. În mod surprinzător, în ciuda constrângerilor semnificative de timp, misiunea Mariner 10 a fotografiat aproape jumătate din întreaga suprafață a planetei. Ca rezultat al analizei datelor observaționale, oamenii de știință au reușit să identifice trei caracteristici semnificative ale suprafeței lui Mercur.

Prima caracteristică este numărul mare de cratere de impact care s-au format treptat la suprafață de-a lungul miliardelor de ani. Așa-numitul bazin Caloris este cel mai mare dintre cratere, cu un diametru de 1.550 km.

A doua caracteristică este prezența câmpiilor între cratere. Se crede că aceste suprafețe netede au fost create de mișcarea fluxurilor de lavă de-a lungul planetei în trecut.

Și, în cele din urmă, a treia caracteristică sunt stâncile, împrăștiate pe toată suprafața și ajungând de la câteva zeci la câteva mii de kilometri lungime și de la o sută de metri la doi kilometri înălțime.

Oamenii de știință subliniază în special contradicția primelor două trăsături. Prezența câmpurilor de lavă indică faptul că a existat odată activitate vulcanică activă în trecutul istoric al planetei. Cu toate acestea, numărul și vârsta craterelor, dimpotrivă, indică faptul că Mercur a fost pasiv din punct de vedere geologic pentru o perioadă foarte lungă de timp.

Dar a treia trăsătură distinctivă a suprafeței lui Mercur nu este mai puțin interesantă. S-a dovedit că dealurile sunt formate din activitatea nucleului planetei, ceea ce are ca rezultat așa-numita „bombă” a scoarței. Bulbii similare de pe Pământ sunt de obicei asociate cu deplasarea plăcilor tectonice, în timp ce pierderea stabilității scoarței lui Mercur are loc din cauza contracției nucleului său, care este comprimat treptat. Procesele care au loc la miezul planetei duc la comprimarea planetei în sine. Calcule recente ale oamenilor de știință indică faptul că diametrul lui Mercur a scăzut cu mai mult de 1,5 kilometri.

Structura lui Mercur

Mercurul este alcătuit din trei straturi distincte: crusta, mantaua și miezul. Grosimea medie a scoarței planetei, conform diverselor estimări, variază între 100 și 300 de kilometri. Prezența la suprafață a umflăturilor menționate anterior, a căror formă seamănă cu cea a pământului, indică faptul că, în ciuda faptului că este suficient de tare, crusta în sine este foarte fragilă.

Grosimea aproximativă a mantalei lui Mercur este de aproximativ 600 de kilometri, ceea ce sugerează că este relativ subțire. Oamenii de știință cred că nu a fost întotdeauna atât de subțire și că în trecut a avut loc o coliziune a planetei cu o planetesmială imensă, ceea ce a dus la pierderea unei mase semnificative a mantalei.

Miezul lui Mercur a devenit subiectul multor cercetări. Se crede că are 3.600 de kilometri în diametru și are unele proprietăți unice. Cea mai interesantă proprietate este densitatea sa. Având în vedere că diametrul planetar al lui Mercur este de 4878 de kilometri (este mai mic decât satelitul Titan, al cărui diametru este de 5125 kilometri, și satelitul Ganymede cu un diametru de 5270 kilometri), densitatea planetei în sine este de 5540 kg/m3 cu o masa de 3,3 x 1023 kilograme.

Până acum, există o singură teorie care a încercat să explice această caracteristică a nucleului planetei și a pus îndoieli dacă nucleul lui Mercur este de fapt solid. După ce au măsurat caracteristicile respingerii undelor radio de pe suprafața planetei, un grup de oameni de știință planetar a ajuns la concluzia că nucleul planetei este de fapt lichid și asta explică multe.

Orbita și rotația lui Mercur

Mercur este mult mai aproape de Soare decât orice altă planetă din sistemul nostru și, în consecință, are nevoie de cel mai scurt timp pentru a orbita. Un an pe Mercur înseamnă doar aproximativ 88 de zile pământești.

O caracteristică importantă a orbitei lui Mercur este excentricitatea sa ridicată în comparație cu alte planete. În plus, dintre toate orbitele planetare, orbita lui Mercur este cea mai puțin circulară.
Această excentricitate, împreună cu lipsa unei atmosfere semnificative, explică de ce suprafața lui Mercur experimentează cea mai largă gamă de temperaturi extreme din Sistemul Solar. Mai simplu spus, suprafața lui Mercur se încălzește mult mai mult atunci când planeta se află la periheliu decât la afelie, deoarece diferența de distanță dintre aceste puncte este prea mare.

Însăși orbita lui Mercur este un exemplu excelent al unuia dintre procesele principale ale fizicii moderne. Vorbim despre un proces numit precesie, care explică schimbarea în timp a orbitei lui Mercur în raport cu Soarele.

În ciuda faptului că mecanica newtoniană (adică fizica clasică) prezice în detaliu ratele acestei precesii, valorile exacte nu au fost niciodată determinate. Aceasta a devenit o problemă reală pentru astronomi la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului XX. Multe concepte au fost formulate pentru a explica diferențele dintre interpretările teoretice și observațiile reale. Potrivit unei teorii, s-a sugerat chiar că există o planetă necunoscută a cărei orbită este mai aproape de Soare decât cea a lui Mercur.

Cu toate acestea, cea mai plauzibilă explicație a fost găsită după ce a fost publicată teoria generală a relativității a lui Einstein. Pe baza acestei teorii, oamenii de știință au reușit în sfârșit să descrie precesia orbitală a lui Mercur cu suficientă acuratețe.

Astfel, pentru o lungă perioadă de timp s-a crezut că rezonanța spin-orbită a lui Mercur (numărul de rotații pe orbita sa) era 1:1, dar s-a dovedit în cele din urmă că era de fapt 3:2. Datorită acestei rezonanțe, este posibil pe planetă un fenomen care este imposibil pe Pământ. Dacă un observator s-ar afla pe Mercur, ar putea vedea Soarele răsărind până la capăt punct inalt pe cer, apoi „pornește” cursa inversă și coboară în aceeași direcție din care s-a ridicat.

Mercur este cunoscut omenirii din cele mai vechi timpuri. Deși data exactă a descoperirii sale nu este cunoscută, se crede că prima mențiune a planetei a apărut în jurul anului 3000 î.Hr. printre sumerieni.
Un an pe Mercur are 88 de zile pământești, dar o zi cu Mercur are 176 de zile pământești. Mercur este aproape complet blocat de forțele mareelor de la Soare, dar în timp planeta se rotește încet în jurul axei sale.
Mercur orbitează atât de repede în jurul Soarelui încât unele civilizații timpurii au crezut că sunt de fapt doi stele diferite, dintre care unul apare dimineața, iar celălalt seara.
Cu un diametru de 4,879 km, Mercur este cea mai mică planetă din sistemul solar și este, de asemenea, una dintre cele cinci planete care pot fi văzute pe cerul nopții cu ochiul liber.
După Pământ, Mercur este a doua cea mai densă planetă din sistemul solar. În ciuda dimensiuni mici, Mercurul este foarte dens deoarece este compus în principal din metale grele și rocă. Acest lucru ne permite să o clasificăm drept planetă terestră.
Astronomii nu și-au dat seama că Mercur era o planetă până în 1543, când Copernic a creat un model heliocentric al sistemului solar, în care planetele se învârt în jurul soarelui.
Forțele gravitaționale ale planetei reprezintă 38% din forțele gravitaționale ale Pământului. Aceasta înseamnă că Mercur este incapabil să rețină atmosfera pe care o are, iar ceea ce rămâne este suflat de vântul solar. Cu toate acestea, aceleași vânturi solare atrag particule de gaz și praf de la micrometeoriți la Mercur și formează dezintegrare radioactivă, care într-un fel formează o atmosferă.
Mercur nu are luni sau inele din cauza gravitației sale scăzute și a lipsei de atmosferă.
A existat o teorie că între orbitele lui Mercur și Soare ar exista o planetă Vulcan nedescoperită, dar prezența ei nu a fost niciodată dovedită.
Orbita lui Mercur este o elipsă, nu un cerc. Are cea mai excentrică orbită din sistemul solar.
Mercur are doar a doua cea mai ridicată temperatură dintre planetele din sistemul solar. Primul loc este luat

Dintre toate planetele cunoscute în prezent din sistemul solar, Mercur este obiectul de cel mai mic interes pentru comunitatea științifică. Acest lucru se explică în primul rând prin faptul că o stea mică, care arde slab pe cerul nopții, s-a dovedit de fapt a fi cea mai puțin potrivită din punct de vedere al științei aplicate. Prima planetă de la Soare este un spațiu de testare fără viață, unde natura însăși s-a antrenat în mod clar în procesul de formare a Sistemului Solar.

De fapt, Mercur poate fi numit în siguranță un adevărat depozit de informații pentru astrofizicieni, din care se pot aduna o mulțime de date interesante despre legile fizicii și termodinamicii. Folosind informațiile obținute despre acest interesant obiect ceresc, vă puteți face o idee despre influența pe care o are steaua noastră asupra întregului sistem solar.

Care este prima planetă a sistemului solar?

Astăzi, Mercur este considerată cea mai mică planetă din sistem. Deoarece Pluto a fost exclus din lista principalelor corpuri cerești ale spațiului nostru apropiat și transferat în categoria planetelor pitice, Mercur a ocupat un prim loc onorabil. Cu toate acestea, această conducere nu a adăugat puncte. Locul pe care îl ocupă Mercur în sistemul solar îl lasă în afara vederii științei moderne. Toate acestea se datorează locației sale apropiate de Soare.

Această situație de neinvidiat lasă o amprentă asupra comportamentului planetei. Mercur cu o viteză de 48 km/s. se grăbește de-a lungul orbitei sale, făcând o revoluție completă în jurul Soarelui în 88 de zile pământești. Se rotește în jurul propriei axe destul de încet - în 58.646 de zile, ceea ce a dat astronomilor un motiv pentru mult timp să considere că Mercur este întors spre Soare pe o parte.

Cu un grad ridicat de probabilitate, tocmai această agilitate a corpului ceresc și apropierea sa de lumina centrală a sistemului nostru solar a devenit motivul pentru a da planetei un nume în onoarea vechiului zeu roman Mercur, care a fost și el distins. prin rapiditatea lui.

Spre meritul primei planete a sistemului solar, chiar și anticii o considerau un corp ceresc independent care se învârte în jurul stelei noastre. Din acest unghi, datele academice despre cel mai apropiat vecin al vedetei noastre sunt interesante.

Scurtă descriere și caracteristici ale planetei

Dintre toate cele opt planete din sistemul solar, Mercur are cea mai neobișnuită orbită. Datorită distanței nesemnificative a planetei față de Soare, orbita sa este cea mai scurtă, dar forma ei este o elipsă foarte alungită. În comparație cu calea orbitală a altor planete, prima planetă are cea mai mare excentricitate - 0,20 e. Cu alte cuvinte, mișcarea lui Mercur seamănă cu un leagăn cosmic uriaș. La periheliu, vecinul rapid al Soarelui se apropie de el la o distanță de 46 de milioane de km, devenind roșie. La afeliu, Mercur se îndepărtează de steaua noastră la o distanță de 69,8 milioane km, reușind să se răcească puțin în imensitatea spațiului în acest timp.

Pe cerul nopții, planeta are o luminozitate pe o gamă largă de la -1,9 m până la 5,5 m, dar observația sa este foarte limitată din cauza proximității lui Mercur de Soare.

Această caracteristică a zborului orbital explică cu ușurință gama largă de diferențe de temperatură de pe planetă, care este cea mai semnificativă din Sistemul Solar. Cu toate acestea, principalul trăsătură distinctivă Parametrii astrofizici ai unei planete mici este deplasarea orbitei în raport cu poziția Soarelui. Acest proces în fizică se numește precesiune, iar ceea ce îl cauzează rămâne încă un mister. În secolul al XIX-lea, a fost chiar întocmit un tabel cu modificările caracteristicilor orbitale ale lui Mercur, dar nu a fost posibil să se explice pe deplin acest comportament al corpului ceresc. Deja la mijlocul secolului al XX-lea, s-a făcut o presupunere despre existența unei anumite planete în apropierea Soarelui care a influențat poziția orbitei lui Mercur. Nu este posibilă confirmarea acestei teorii în acest moment cu mijloace tehnice de observare cu ajutorul telescopului, din cauza locației apropiate a regiunii studiate de Soare.

Cea mai potrivită explicație pentru această caracteristică a orbitei planetei este să luăm în considerare precesiunea din punctul de vedere al teoriei relativității a lui Einstein. Anterior, rezonanța orbitală a lui Mercur a fost estimată la 1 la 1. De fapt, s-a dovedit că acest parametru are o valoare de 3 la 2. Axa planetei este situată în unghi drept față de planul orbital, iar combinația de viteza de rotatie a vecinului solar in jurul propriei axe cu viteza orbitala duce la un fenomen curios . Lumina, după ce a ajuns la zenit, își începe mișcarea inversă, astfel încât pe Mercur răsăritul și apusul soarelui au loc într-o parte a orizontului lui Mercur.

În ceea ce privește parametrii fizici ai planetei, ei sunt după cum urmează și arată destul de modest:

raza medie a planetei Mercur este de 2439,7 ± 1,0 km;
masa planetei este de 3,33022·1023 kg;
Densitatea mercurului este de 5,427 g/cm³;
accelerația gravitației la ecuatorul lui Mercur este de 3,7 m/s2.

Diametrul celei mai mici planete este de 4879 km. Dintre planetele terestre, Mercur este inferior tuturor celor trei. Venus și Pământul sunt adevărați giganți în comparație cu Micul Mercur; Marte nu este cu mult mai mare decât dimensiunea primei planete. Vecinul solar este de dimensiuni inferioare chiar și sateliților lui Jupiter și Saturn, Ganimede (5262 km) și Titan (5150 km).

Față de Pământ, prima planetă a sistemului solar ocupă poziții diferite. Cea mai apropiată distanță dintre cele două planete este de 82 milioane km, în timp ce distanța maximă este de 217 milioane km. Dacă zburați de pe Pământ la Mercur, nava spațială poate ajunge pe planetă mai repede decât merge pe Marte sau Venus. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că o planetă mică este adesea situată mai aproape de Pământ decât vecinii săi.

Mercur are o foarte densitate mare, iar în acest parametru este mai aproape de planeta noastră, aproape de două ori mai mare decât Marte - 5,427 g/cm3 față de 3,91 g/cm2 pentru Planeta Roșie. Cu toate acestea, accelerația gravitației pentru ambele planete, Mercur și Marte, este aproape aceeași - 3,7 m/s2. Pentru o lungă perioadă de timp oamenii de știință credeau că prima planetă a sistemului solar a fost în trecut un satelit al lui Venus, dar obținerea de date precise privind masa și densitatea planetei a dezmințit această ipoteză. Mercur este o planetă complet independentă, formată în timpul formării Sistemului Solar.

Cu dimensiunile sale modeste, de doar 4879 de kilometri, planeta este mai grea decât Luna, iar ca densitate depășește corpuri cerești atât de uriașe precum Soarele, Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun la un loc. Cu toate acestea, o densitate atât de mare nu a furnizat planetei alți parametri fizici remarcabili, nici în ceea ce privește geologia, nici în ceea ce privește starea atmosferei.

Structura internă și externă a lui Mercur

Pentru toate planetele terestre trăsătură caracteristică este o suprafata dura.

Acest lucru se explică prin asemănarea structurii interne a acestor planete. În ceea ce privește geologia, Mercur are trei straturi clasice:

crusta mercuriană, a cărei grosime variază în intervalul 100-300 km;
mantaua, care are 600 km grosime;
miez de fier-nichel cu diametrul de 3500-3600 km.

Scoarta lui Mercur este ca solzii unui pește, unde straturi de roci formate ca urmare a activității geologice a planetei în primele perioade au fost stratificate una peste alta. Aceste straturi au format convexități deosebite, care sunt caracteristici ale reliefului. Răcirea rapidă a stratului de suprafață a dus la faptul că scoarța a început să se micșoreze ca pielea de șagre, pierzându-și rezistența. Ulterior, odată cu sfârșitul activității geologice a planetei, scoarța de Mercur a fost supusă unei puternice influențe externe.

Mantaua pare destul de subtire in comparatie cu grosimea crustei, doar 600 km. O grosime atât de mică a mantalei lui Mercur vorbește în favoarea teoriei conform căreia o parte din substanța planetară a lui Mercur a fost pierdută ca urmare a ciocnirii planetei cu un corp ceresc mare.

În ceea ce privește miezul planetei, există multe probleme controversate. Diametrul nucleului este ¾ din diametrul întregii planete și se află în stare semi-lichidă. Mai mult, în ceea ce privește concentrația de fier în miez, Mercur este liderul incontestabil printre planetele sistemului solar. Activitatea miezului lichid continuă să influențeze suprafața planetei, formând formațiuni geologice deosebite pe ea - umflarea.

Pentru o lungă perioadă de timp, astronomii și oamenii de știință au avut o înțelegere slabă a suprafeței planetei, pe baza datelor de observație vizuală. Abia în 1974, cu ajutorul sondei spațiale americane Mariner 10, omenirea a avut pentru prima dată ocazia să vadă suprafața vecinului său solar la distanță apropiată. Din imaginile rezultate am putut afla cum arată suprafața planetei Mercur. Judecând după imaginile obținute de Mariner 10, prima planetă de la Soare este acoperită de cratere. Cel mai mare crater, Caloris, are un diametru de 1550 km. Zonele dintre cratere sunt acoperite cu câmpii mercuriene și formațiuni stâncoase. În absența eroziunii, suprafața lui Mercur a rămas aproape aceeași ca în zorii formării Sistemului Solar. Acest lucru a fost facilitat de încetarea timpurie a activității tectonice active pe planetă. Modificări în topografia mercuriană au avut loc numai ca urmare a căderii meteoriților.

În schema sa de culori, Mercur seamănă foarte mult cu Luna, la fel de gri și fără chip. Albedo-ul ambelor corpuri cerești este, de asemenea, aproape același, 0,1 și, respectiv, 0,12.

În ceea ce privește condițiile climatice de pe planeta Mercur, aceasta este o lume aspră și crudă. În ciuda faptului că sub influența unei stele din apropiere planeta se încălzește până la 4500 C, căldura nu este reținută pe suprafața lui Mercur. Pe partea umbră a discului planetar, temperatura scade la -1700C. Motivul pentru astfel de fluctuații bruște de temperatură este atmosfera extrem de subțire a planetei. În ceea ce privește parametrii fizici și densitatea sa, atmosfera de Mercur seamănă cu un vid, cu toate acestea, chiar și într-un astfel de mediu, stratul de aer al planetei este format din oxigen (42%), sodiu și hidrogen (29%, respectiv 22%). Doar 6% provine din heliu. Mai puțin de 1% provine din vapori de apă, dioxid de carbon, azot și gaze inerte.

Se crede că stratul dens de aer de pe suprafața lui Mercur a dispărut ca urmare a câmpului gravitațional slab al planetei și a influenței constante a vântului solar. Apropierea apropiată a Soarelui contribuie la prezența unui câmp magnetic slab pe planetă. În multe privințe, această proximitate și slăbiciunea câmpului gravitațional au contribuit la faptul că Mercur nu are sateliți naturali.

Cercetarea Mercurului

Până în 1974, planeta a fost observată în principal cu instrumente optice. Odată cu începutul erei spațiale, omenirea a avut ocazia să înceapă un studiu mai intens al primei planete a sistemului solar. Doar două nave spațiale terestre au reușit să ajungă pe orbita micii planete - American Mariner 10 și Messenger. Primul a făcut un zbor de trei ori al planetei în perioada 1974-75, apropiindu-se de Mercur la distanța maximă posibilă - 320 km.

Oamenii de știință au trebuit să aștepte douăzeci de ani lungi până când nava spațială Messenger a NASA a pornit spre Mercur în 2004. Trei ani mai târziu, în ianuarie 2008, o stație interplanetară automată și-a făcut primul zbor pe planetă. În 2011, nava spațială Messenger a avut loc în siguranță pe orbita planetei și a început să o studieze. După patru ani, după ce și-a petrecut viața, sonda a căzut la suprafața planetei.

Numărul de sonde spațiale trimise pentru a explora prima planetă a sistemului solar, în comparație cu numărul de vehicule automate trimise pentru a explora Marte, este extrem de mic. Acest lucru se datorează faptului că lansarea navelor către Mercur este dificilă din punct de vedere tehnic. Pentru a intra pe orbita lui Mercur, este necesar să efectuați o mulțime de manevre orbitale complexe, a căror implementare necesită o cantitate mare de combustibil.

În viitorul apropiat, este planificată lansarea a două sonde spațiale automate simultan, agențiile spațiale europene și japoneze. Este planificat ca prima sondă să exploreze suprafața lui Mercur și interiorul său, în timp ce a doua, o navă spațială japoneză, va studia atmosfera și câmpul magnetic al planetei.

Spațiul este o lume unică în care nu doar frigul, întunericul și vidul domnesc, dar viața este în plină desfășurare acolo cu mult dincolo de orizontul invizibil, se nasc noi planete, apar tineri asteroizi și comete. Astăzi știm diferit Fapte interesante despre planeta Mercur și sistemul solar, diversitatea, unicitatea și frumusețea lor curată.

Mercur este considerată cea mai mică planetă din sistemul nostru solar, dimensiunile sale practic nu depășesc dimensiunea Lunii. Diametrul ecuatorului lui Mercur este de 4879 de kilometri.
Mercur este singura planetă din sistemul solar care nu are proprii sateliți.
În anumite puncte de pe suprafața lui Mercur, puteți observa cum la răsăritul soarelui Soarele se ridică jos deasupra orizontului, după care apune înapoi și răsare din nou. Același fenomen are loc în timpul apusului. Acest fenomen se explică prin forma eliptică a orbitei lui Mercur și prin rotația lui lejeră în jurul propriei axe.
Mercur face o revoluție completă în jurul Soarelui în 88 de zile pământești. Pentru a se întoarce în jurul axei sale, Mercur are nevoie de 58,65 zile pământești, acest număr de zile este de 2/3 dintr-un an pe o planetă îndepărtată.
Mercur este singura planetă din sistemul solar unde se observă schimbări bruște de temperatură.. Pe partea planetei, care este iluminată de Soare, temperatura aerului ajunge până la +430 de grade Celsius, în timp ce, în același timp, partea sa opusă este învăluită în noapte, iar temperatura aerului poate depăși -180 de grade Celsius. Prin urmare, opinia că Mercur este cea mai fierbinte planetă este incorectă.
Mercur este caracterizat de un astfel de fenomen precum efectul Iosua. Soarele de pe cerul acestei planete începe să se miște într-o direcție diferită, adică invers, de la vest la est.
Durata unei zile pe planeta Mercur este egală cu 59 de zile pământești, de aici putem concluziona că anul pe această planetă nu durează mai mult de două zile pe an.
Mercur se rotește foarte repede în jurul Soarelui, ceea ce nu se poate spune despre viteza sa de rotație în jurul axei sale.
Mercur are un câmp magnetic. În centrul său se află un miez de fier, cu ajutorul căruia se formează un câmp magnetic, a cărui putere este egală cu 1% din cea a pământului. În ciuda dimensiunilor sale mici, pe suprafața lui Mercur se află unul dintre cele mai mari cratere din sistemul solar numit Beethoven, al cărui diametru este de 643 de kilometri.
Există un număr mare de cratere pe suprafața lui Mercur, mulți dintre ei sunt foarte înalți. S-au format ca urmare a numeroaselor ciocniri cu comete și asteroizi care trec. Craterele care depășesc 250 km în diametru se numesc bazine.
Omul a reușit să viziteze planeta de două ori. Astăzi, cercetările sunt efectuate pe orbita lui Mercur datorită sondei Messenger lansată la suprafața sa.
Până de curând, oamenii credeau că Mercur nu are atmosferă. Dar zvonurile au fost respinse după ce sonda Messenger care opera pe orbita planetei a descoperit un strat subțire de gaz lângă suprafața lui Mercur.
Ei știau despre misterioasa planetă Mercur Roma antică si Grecia. Oamenii de știință din acea vreme au dat planetei două nume. Ziua au văzut o planetă numită Apollo, iar noaptea au văzut reflexia ei, pe care au numit-o Hermes. Mai târziu, romanii au dat planetei numele zeului comerciantului - Mercur.
Craterul Heat Plain este situat pe suprafața planetei.. Acest nume a fost dat craterului datorită apropierii sale de „longitudinile fierbinți”. În secțiune transversală, dimensiunile craterului sunt de aproximativ 1300 km. Există o părere că în urmă cu multe secole suprafața lui Mercur a fost deteriorată de un corp căzut al cărui diametru a depășit 100 km.
Viteza de rotație a planetei Mercur este de două ori mai mare decât a planetei Pământ..

Fiind cea mai apropiată planetă de Soare, Mercur primește mult mai multă energie de la lumina centrală decât, de exemplu, Pământul (în medie de 10 ori). Datorită alungirii orbitei, fluxul de energie de la Soare variază de aproximativ două ori. Durata lungă a zilei și a nopții duce la faptul că temperaturile de luminozitate (măsurate prin radiația infraroșie în conformitate cu legea lui Planck a radiației termice) pe părțile „zi” și „noapte” ale suprafeței lui Mercur la o distanță medie de Soare poate varia de la aproximativ 90 K la 700 K (-180 o C la +430 o C). În același timp, temperatura în regiunea polară atinge - 210 o C noaptea, iar în timpul zilei sub razele arzătoare ale Soarelui în zona ecuatorială + 500 o C. Dar deja la o adâncime de câteva zeci de centimetri acolo nu există fluctuații semnificative de temperatură, ceea ce este o consecință a conductibilității termice foarte scăzute a rocilor. Regiunile polare ale lui Mercur pot avea gheață de apă. Soarele nu luminează niciodată zonele interioare ale craterelor situate acolo, iar temperatura acolo poate rămâne în jur de -210°C. Albedo-ul lui Mercur este extrem de scăzut, aproximativ 0,11. În 1970, T. Murdock și E. Ney de la Universitatea din Minnesota au descoperit că temperatura medie a emisferei nopții este de -162 ° C (111 K). Pe de altă parte, temperatura punctului subsolar la distanța medie a Mercur de la Soare este de +347°C.
În 1992, în timpul observațiilor radar de pe Pământ în apropierea nordului și polii sudici planetei, au fost descoperite pentru prima dată zone care reflectă puternic undele radio. Aceste date au fost interpretate ca dovezi ale prezenței gheții în stratul apropiat de suprafață al lui Mercur. Radarul de la observatorul radio Arecibo situat pe insula Puerto Rico, precum și de la Centrul de comunicații în spațiul adânc al NASA din Goldstone (California), a dezvăluit aproximativ 20 de puncte rotunde de câteva zeci de kilometri diametru, cu reflexie radio crescută. Probabil că acestea sunt cratere, în care, datorită locației lor apropiate de polii planetei, razele soarelui cad doar pentru scurt timp sau deloc. Astfel de cratere, numite permanent umbrite, sunt prezente și pe Lună; măsurătorile de la sateliți au relevat prezența unei anumite cantități de gheata. Calculele au arătat că depresiunile craterelor umbrite permanent din apropierea polilor lui Mercur pot fi suficient de reci (-175°C) pentru ca gheața să existe acolo mult timp. Chiar și în zonele plane din apropierea polilor, temperatura zilnică estimată nu depășește -105°C.
Suprafața lui Mercur amintește de Luna, acoperită cu mii de cratere formate în urma ciocnirilor cu meteoriți și roci care s-au format atunci când nucleul tânăr s-a răcit și s-a contractat, strângând împreună scoarța planetei, precum și materialul de tip bazalt zdrobit, și este destul de întunecat. În timpul cercetărilor efectuate de sonda Messenger, peste 80% din suprafața lui Mercur a fost fotografiată și s-a dovedit a fi omogenă. În acest fel, Mercur nu este asemănător cu Luna sau Marte, în care o emisferă este puternic diferită de cealaltă. Pe Mercur sunt munți, cei mai înalți ajung la 2-4 km. Într-o serie de zone ale planetei, văile și câmpiile fără cratere sunt vizibile la suprafață. Judecând după observațiile de pe Pământ și fotografiile de la nave spațiale, este în general similar cu suprafața Lunii, deși contrastul dintre zonele întunecate și cele luminoase este mai puțin pronunțat. Alături de cratere (de obicei mai puțin adânci decât cele de pe Lună) există dealuri și văi. Cel mai mare crater de pe Mercur poartă numele marelui compozitor german Beethoven, diametrul său este de 625 km.
Până la 70% din suprafața studiată este ocupată de o suprafață străveche, puternic craterată. Cea mai semnificativă caracteristică este Câmpia Zhara (bazinul Caloris), un crater de impact uriaș cu un diametru de 1300 km (un sfert din diametrul planetei). Depresiunea a fost umplută cu lavă și relativ netezită, același tip de suprafață acoperind și o parte a regiunii de ejecta. Impactul a avut loc cu 3800 de milioane de ani în urmă, provocând o revigorare temporară a activității vulcanice care încetase în mare parte cu 100 de milioane de ani mai devreme. Acest lucru a dus la o netezire a zonelor din și din jurul depresiei. În acea zonă a suprafeței lui Mercur, care este diametral opusă punctului de impact, se observă o structură surprinzător de haotică, aparent creată de unda de șoc.
Trăsăturile caracteristice întâlnite pe Mercur sunt stânci accidentate (coaluri în formă de lobi - escarpe), care iau forma unor stânci. Au fost denumite margini, deoarece contururile lor de pe hartă sunt caracterizate de proeminențe rotunjite - „lame” de până la câteva zeci de kilometri în diametru. Înălțimea marginilor este de la 0,5 la 3 km, în timp ce cele mai mari dintre ele ajung la 500 km lungime. Aceste margini sunt destul de abrupte, dar spre deosebire de cornichele tectonice lunare, care au o îndoire pronunțată în jos în pantă, cele în formă de lobi mercurieni au o linie netezită de inflexiune a suprafeței în partea superioară. Aceste margini sunt situate în regiunile continentale antice ale planetei. Se crede că s-au format în timpul comprimării crustei planetare în timpul procesului de răcire. În unele locuri traversează pereții craterelor. Calculele valorii de compresie indică o reducere a suprafeței crustei cu 100 mii km pătrați, ceea ce corespunde unei scăderi a razei planetei cu 1-2 km. (răcirea și solidificarea interiorului planetei). Observațiile radar ale lui Mercur la sfârșitul anului 2001 au arătat prezența unui crater mare cu un diametru de 85 km pe suprafața sa. Are o structură similară cu craterul Tycho de pe suprafața lunară, dar poate fi semnificativ mai tânără decât formațiunea lunară veche de 109 milioane de ani.

Primele date dintr-un studiu al compoziției elementare a suprafeței folosind spectrometrul de fluorescență cu raze X al aparatului Messenger au arătat că acesta este sărac în aluminiu și calciu în comparație cu feldspatul plagioclaz, caracteristic regiunilor continentale ale Lunii. În același timp, suprafața lui Mercur este relativ săracă în titan și fier și bogată în magneziu, ocupând o poziție intermediară între bazalții tipici și rocile ultramafice precum komatiitele terestre. S-a constatat, de asemenea, că sulful este relativ abundent, ceea ce sugerează condiții de reducere pentru formarea planetei.