- небесна механіка Меркурія [ правити | правити вікі-текст ]
- Проходження Меркурія по диску Сонця [ правити | правити вікі-текст ]
- Аномальна прецесія орбіти [ правити | правити вікі-текст ]
Видима зоряна величина Меркурія коливається від -1.9 m до 5,5 m [2] , Але його нелегко помітити через невеликого кутового відстані від Сонця (максимум 28,3 °) [20] . Найбільш сприятливі умови для спостереження Меркурія - в низьких широтах і поблизу екватора: це пов'язано з тим, що тривалість сутінків там найменша. У середніх широтах знайти Меркурій набагато важче і можливо тільки в період найкращих елонгацій . У високих широтах планету практично ніколи не можна побачити на темному нічному небі: Меркурій видно протягом дуже невеликого проміжку часу після настання сутінків [21] .
Найбільш сприятливі умови для спостереження Меркурія в середніх широтах обох півкуль складаються близько рівнодення (тривалість сутінків при цьому мінімальна). Оптимальним часом для спостережень планети є ранкові або вечірні сутінки в періоди його елонгацій (Періодів максимального видалення Меркурія від Сонця на небі, що наступають кілька разів на рік).
астрономічний символ Меркурія є стилізованим зображенням крилатого шолома бога Меркурія з його кадуцеєм .
небесна механіка Меркурія [ правити | правити вікі-текст ]
Меркурій звертається по своїй орбіті навколо Сонця з періодом близько 88 земних діб. тривалість одних зоряної доби на Меркурії складає 58,65 земних [22] , а сонячних - 176 земних [4] . Меркурій рухається навколо Сонця по досить сильно витягнутою еліптичної орбіті ( ексцентриситет 0,205) на середній відстані 57,91 млн км (0,387 а. Е.). В перигелії Меркурій перебуває в 45,9 млн км від Сонця (0,3 а. Е.), В афелії - в 69,7 млн км (0,46 а. Е.), Таким чином, в перигелії Меркурій більш ніж в півтора рази ближче до Сонця, ніж в афелії. Нахил орбіти до площини екліптики дорівнює 7 °. На один оберт навколо Землі Меркурій витрачає 87,97 земної доби. Середня швидкість руху планети по орбіті - 48 км / с. Відстань від Меркурія до землі змінюється від 82 до 217 млн км [23] . Тому при спостереженні із Землі, Меркурій за кілька днів змінює своє положення щодо Сонця від заходу (Ранкова видимість) до схід (Вечірня видимість).
Астрономи довгий час вважали, що Меркурій постійно звернений до Сонця однією і тією ж стороною, і один оборот навколо осі займає у нього ті ж 87,97 земної доби. Спостереження деталей на поверхні Меркурія не суперечили цьому. Дане оману було пов'язано з тим, що найбільш сприятливі умови для спостереження Меркурія повторюються через період, приблизно рівний чотириразового періоду обертання Меркурія (352 діб), тому в різний час спостерігався приблизно один і той же ділянку поверхні планети. Істина розкрилася тільки в середині 1960-х років , Коли була проведена радіолокація Меркурія.
Виявилося, що меркуріанські зоряна доба рівні 58,65 земної доби, тобто 2/3 меркуріанський року [22] . Таке співвідношення періодів обертання навколо осі і обертання Меркурія навколо сонця є унікальним для Сонячної системи явищем. Воно, імовірно, пояснюється тим, що приливної вплив сонця відбирало момент кількості руху і гальмувало обертання, яке було спочатку більш швидким, до тих пір, поки обидва періоду не виявилися пов'язані цілочисельним ставленням [24] . В результаті за один меркуріанський рік Меркурій встигає повернутися навколо своєї осі на півтора обороту. Тобто якщо в момент проходження Меркурієм перигелію певна точка його поверхні звернена точно до Сонця, то при наступному проходженні перигелію до Сонця буде звернена в точності протилежна точка поверхні, а ще через один меркуріанський рік Сонце знову повернеться в зеніт над першою точкою. В результаті сонячні добу на Меркурії триває два меркуріанський року або троє меркуріанський зоряної доби [4] .
В результаті такого руху планети на ній можна виділити «гарячі довготи» - два протилежних меридіана , Які по черзі звернені до Сонця під час проходження Меркурієм перигелію, і на яких через це буває особливо гаряче навіть по меркуріанським мірками [25] .
На Меркурії немає зміни пір року, як на Землі. Це відбувається через те, що вісь обертання планети майже перпендикулярна до площини орбіти. Як наслідок, поряд з полюсами є області, які сонячні промені не висвітлюють. Дослідження, проведені за допомогою радіотелескопу в Аресібо , Дозволяє припустити, що в цій холодній і темній зоні існують льодовики. Шар водяного льоду може досягати 2 м і покритий шаром пилу [26] .
Комбінація осьового і орбітального рухів планети породжує ще одне цікаве явище. Швидкість обертання планети навколо осі - величина практично постійна, в той час як швидкість орбітального руху постійно змінюється. На ділянці орбіти поблизу перигелію протягом приблизно 8 діб кутова швидкість орбітального руху перевищує кутову швидкість обертового руху. В результаті Сонце на небосхилі Меркурія зупиняється і починає рухатися в зворотному напрямку - із заходу на схід. Цей ефект іноді називають [ хто? ] ефектом Ісуса Навина , На ім'я Ісуса Навина, який, згідно з Біблії , Одного разу зупинив рух Сонця ( Нав. 10: 12-13 ). Для спостерігача на довготах, віддалених на 90 ° від «гарячих довгот», Сонце при цьому сходить (або заходить) двічі.
Цікаво також, що, хоча найближчими по розташуванню орбіт до землі є Марс і Венера , Меркурій в середньому частіше [ Джерело не вказано 1315 днів ] Інших є найближчою до Землі планетою (оскільки інші планети віддаляються в більшій мірі, не будучи настільки «прив'язаними» до Сонця).
Проходження Меркурія по диску Сонця [ правити | правити вікі-текст ]
Проходження Меркурія по диску Сонця - досить рідкісне астрономічне явище, однак, воно трапляється набагато частіше, ніж наприклад проходження Венери , Оскільки Меркурій знаходиться ближче до Сонця і меркуріанський рік коротше.
Можливо також одночасне проходження по диску Сонця і Венери одночасно з Меркурієм, але така подія буває виключно рідко. Найближчий спільний транзит Венери і Меркурія буде 26 липня 69 163 роки, наступний - в 224 508 році. Попередній одночасний транзит був більше 350 тисяч років тому, в 373 173 році до н. е. У 13 425 році н. е. буде транзит Меркурія і Венери з різницею в 16 годин.
Проходження Меркурія може статися і в момент сонячного затемнення. Подібне вкрай рідкісний збіг трапиться 30 травня 6757 року [27] .
Тривалість проходження Меркурія по диску Сонця зазвичай триває 5 годин.
7 квітня 2094 року в 10.45 за всесвітнім часом Меркурій пройде по диску Юпітера.
Аномальна прецесія орбіти [ правити | правити вікі-текст ]
Меркурій знаходиться близько до Сонця, тому ефекти загальної теорії відносності проявляються в його русі в найбільшій мірі серед усіх планет Сонячної системи. Уже в 1859 році французький математик і астроном Урбен Левер'є повідомив, що існує повільна прецесія перигелію Меркурія , Яка не може бути повністю пояснена на основі розрахунку впливу відомих планет згідно ньютонівської механіці .
Прецессия перигелію Меркурія становить 574,10 ± 0,65 "( кутових секунд ) За сторіччя в геліоцентричної системі координат, або 5600 кутових секунд за століття в геоцентричної системі координат. Розрахунок впливу всіх інших небесних тіл на Меркурій згідно ньютонівської механіці дає прецесію відповідно 531,63 ± 0,69 і 5557 кутових секунд за століття [28] . Намагаючись пояснити спостережуваний ефект, Леверье припустив, що існує ще одна планета (або, можливо, пояс невеликих астероїдів), орбіта якої розташована ближче до Сонця, ніж у Меркурія, і яка вносить обурює вплив [29] (Інші пояснення розглядали неврахованих полярне стиснення Сонця). Завдяки раніше досягнутим успіхам в пошуках Нептуна з урахуванням його впливу на орбіту урану дана гіпотеза стала популярною, і шукана гіпотетична планета навіть отримала назву - вулкан . Однак ця планета так і не була виявлена [30] .
Так як жодне з цих пояснень не витримало перевірки спостереженнями, деякі фізики почали висувати більш радикальні гіпотези, що необхідно змінювати сам закон тяжіння, наприклад, міняти в ньому показник ступеня або додавати в потенціал члени, залежні від швидкості тел [31] . Однак більшість таких спроб виявилися суперечливими. На початку XX століття загальна теорія відносності дала пояснення спостережуваної прецесії. Ефект дуже малий: релятивістська «добавка» становить всього 42,98 кутовий секунди за століття, що становить 1/130 (0,77%) від загальної швидкості прецесії, так що буде потрібно щонайменше 12 млн оборотів Меркурія навколо Сонця, щоб перигелій повернувся в положення, передбачене класичною теорією. Подібне, але менше зміщення існує і для інших планет - 8,62 кутової секунди за століття для Венери, 3,84 для Землі, 1,35 для Марса, а також астероїдів - 10,05 для Ікара
