Хотя о существовании планет было известно с незапамятных времен, долгое время не было точного определения этого термина. В результате нельзя было указать, какая из планет в нашей системе – наименьшая. В 1930 году Клайд Томбо открыл Плутон, который сразу же стал считаться наименьшей планетой в Солнечной системе, так как имел радиус в 1187 км. Однако в августе 2006 года Международный Астрономический Союз разделил два понятия, «планета» и «карликовая планета», и Плутон был отнесен к последней категории.
Читайте также: Самая большая планета в Солнечное системе
Меркурий — самая маленькая планета в Солнечной системы
В результате принятого решения титул наименьшей планеты в нашей звездной системе вернулся к Меркурию, который был таковым и до 1930 года. Меркурий – это планета, наиболее приближенная к Солнцу, расстояние между ними изменяется в пределах 46 до 69,8 млн км. Радиус планеты равен 2439,7 км. При этом у Меркурия не наблюдается эффект полярного сжатия, радиусы его поверхности на экваторе и на полюсах совпадают. Остальные планеты в Солнечной системе на экваторе шире, чем на полюсах.
Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, можно разделить на 2 класса – землелеподобные и газовые гиганты. Меркурий – представитель первого класса. Он настолько мал, что уступает по габаритам даже двум спутникам: Ганимеду и Титану, однако обгоняет их по массе, которая равняется 3,33⋅1023 кг. Он легче Земли почти в 18 раз и во столько же раз уступает ей по объему, так как плотность Меркурия почти совпадает с плотностью Земли.
Хотя земная орбита расположена между марсианской и венерианской, чаще всего ближайшей к нам планетой оказывается Меркурий. Ведь планеты не выстроены в одну прямую линию от Солнца, а движутся по своим орбитам с разной скоростью. Поэтому в разные моменты времени расстояние между любыми двумя планетами различно, в частности, они могут оказаться на противоположных сторонах относительно Солнца. Моделирование движения планет показывает, что среднее (а не минимально возможное) расстояние от Меркурия до Земли меньше, чем расстояние от нас до любой другой планеты. Более того, по этому параметру он оказывается ближайшим соседом для каждой планеты в нашей системе.
Температура на планете изменяется в интервале от -183°С до 427°С. На полюсах, куда не попадают солнечные лучи, может находиться лед. У планеты присутствует сильно разряженная атмосфера, чье давление в 500 миллиардов раз меньше земного.
Строение планеты
Ученые всегда были уверены, что у Меркурия есть твердое ядро, как у Земли. Но в 2007 году были подведены итоги 5 лет наблюдения за движением планеты, которые показали, что ее ядро не может быть твердым. Поэтому сейчас предполагается, что оно жидкое. Считается, что радиус ядра достигает 1800 км, то есть более 70% от радиуса Меркурия. Над ним расположена мантия толщиной около 600 км. Толщина верхнего слоя, коры, изменяется в диапазоне от 15 до 40 км.
Особенности движения
Меркурий выделяется уникальными особенностями своего перемещения по орбите. Он является самой быстрой планетой в нашей планетной системе. Средняя скорость его вращения составляет 47 км/с, а максимальная достигает 57 км/с. Меркурий совершает один оборот вокруг светила за 88 земных дней.
Долгое время ученые считали, что Меркурий делает оборот вокруг Солнца за тоже время, что и оборот вокруг собственной оси. Лишь в 60-х годах XX века выяснилось, что длительность меркурианского дня ровно в 1,5 раза меньше длительности меркурианского года и равняется 59 земным дням. А причиной ошибки астрономов было то, что самый удачный период для изучения планеты повторяется каждый 352 дня, за которые Меркурий совершает ровно 4 оборота. В эти периоды времени он развернут к Земле одной той же частью своей поверхности.
Ось вращения планеты расположена почти ортогональна к его орбитальной плоскости, поэтому на ней нет времен года, зато есть районы, куда свет звезды никогда не падает.
На планете бывает интересный период, равный 8 суткам, когда скорость орбитального движения оказывается выше скорости вращения Меркурия относительно собственной оси. Причем речь идет об угловой, а не линейной скорости. Следствием этого является то, что с планеты будет казаться, что Солнце на небосводе сначала остановится, а потом начнет двигаться в противоположном направлении. Можно даже наблюдать, как сразу после восхода светила оно зайдет, а потом снова взойдет. Этот эффект носит имя Иисуса Навина, который, как гласит Ветхий Завет, смог остановить движение Солнца на небе.
Аномальная прецессия орбиты
Наблюдение за орбитой Меркурия сыграло исключительно важную роль в физике. Ещё со времен Ньютона для расчета движения небесных тел использовалась ньютоновская механика, в частности, всемирный закон тяготения. Результаты расчетов всегда точно совпадали с наблюдениями, откуда и возник термин «астрономическая точность». Однако в 1859 году Урбен Леверье обнаружил, что движение Меркурия немного отклоняется от расчетного, а именно имеет место смещение его перигелия. Сначала ученые предположили, что причина этого в существовании ещё одной планеты рядом с Солнцем, влияющей на Меркурий, которой даже успели дать название – Вулкан. Аналогичным образом Леверье, исследовав отклонения в движении Урана, смог в 1846 году найти планету Нептун. Однако обнаружить Вулкан так и не удалось.
В результате ученые осознали, что причиной несоответствия реального и расчетного движения Меркурия является неточность самого закона тяготения. В 1915 году Эйнштейн создал свою общую теорию относительности, являвшейся новой теорией тяготения. Расчеты с её применением смогли наконец объяснить аномальную прецессию орбиты Меркурия, тем самым став первым подтверждением теории Эйнштейна.
История исследования
Планета была известна ещё вавилонянам, первые записи о ее наблюдении датируются примерно 1500 годом до н.э. Жители Рима дали ей имя в честь бога торговли, который более известен как Гермес. Дело в том, что Меркурий – быстрейшая планета на небосводе, а Гермес считался «быстроногим» богом. При этом греки для обозначения планеты использовали имена двух богов. Гермес соответствовал планете во второй половине дня, а Аполлон – в первой.
Близкое расположение Меркурия и Солнца всегда сильно мешало его изучению. Например, невозможно направить на него телескоп «Хаббл», так как тогда аппаратура телескопа будет выведена из строя.
Меркурий очень тяжело исследовать космическими зондами, ведь сам он обладает малой массой, зато сила притяжения со стороны нашего светила на орбите Меркурия очень высока. При этом велика и скорость вращения Меркурия относительно Солнца. Лишь в 1985 году удалось разработать теоретический план вывода космического аппарата на меркурианскую орбиту, который требует совершения большого числа гравитационных маневров.
В 1974 и 1975 годах зонд «Маринер-10» пролетел рядом с Меркурием, сблизившись с ним на расстояние в 320 километров. «Маринер» смог сфотографировать 45% поверхности Меркурия, измерил характеристики ее магнитного поля и определил диапазон колебания температур.
В 2004 году был запущен зонд «Мессенджер». Через 7 лет, в марте 2011 года, выполнив предварительно 6 гравитационных маневров, «Мессенджер» смог впервые в истории выйти на меркурианскую орбиту, где находился до 30 апреля 2015 года. Ему удалось составить карту поверхности Меркурия, определить химический состав планеты, детально изучить ее рельеф.
Примеры других маленьких планет за пределами Солнечной системы
Меркурий – наименьшая планета в нашей звездной системе, однако за ее пределами есть планеты и меньшего радиуса. Найти их чрезвычайно трудно как из-за их большого удаления от Земли и малых размеров, так и из-за того, что они не излучают свет, как звезды, или много тепла, как некоторые газовые гиганты. 20 февраля 2013 года в 210 световых годах от нас в созвездии Лиры была найдена планета Kepler-37 b, которая пока что считается самой маленькой из всех планет, известных человечеству.
Она лишь немного превосходит по размерам Луну, ее диаметр равен 3900 км. На оборот вокруг своего светила она тратит 13,4 дня, и находится на расстоянии в 15 млн км от него.
В том же созвездии находится ещё одна планета Kepler-138b, которая отличается очень низкой массой. Она легче Земли в 15 раз. Астрономы утверждают, что в космосе ещё очень много маленьких планет, но пока что их тяжело обнаружить.
