Меркурий в истинном цвете ( MESSENGER в 2008 г.) | |||||||||||||
Обозначения | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Произношение | / М ɜːr K J ʊr I / ( слушать ) | ||||||||||||
Прилагательные | Меркурианской / м ər к jʊər я ə п /, ртутный / м ər к jʊər я ə л / | ||||||||||||
Орбитальные характеристики | |||||||||||||
Эпоха J2000 | |||||||||||||
Афелий | |||||||||||||
Перигелий | |||||||||||||
Большая полуось | |||||||||||||
Эксцентриситет | 0,205 630 | ||||||||||||
Орбитальный период | |||||||||||||
Синодический период | 115,88 г | ||||||||||||
Средняя орбитальная скорость | 47,36 км / с | ||||||||||||
Средняя аномалия | 174,796 ° | ||||||||||||
Наклон | |||||||||||||
Долгота восходящего узла | 48.331 ° | ||||||||||||
Аргумент перигелия | 29,124 ° | ||||||||||||
Спутники | Никто | ||||||||||||
Физические характеристики | |||||||||||||
Средний диаметр | 4880 км | ||||||||||||
Средний радиус | |||||||||||||
Сплющивание | 0,0000 | ||||||||||||
Площадь поверхности | |||||||||||||
Объем | |||||||||||||
Масса | |||||||||||||
Средняя плотность | 5,427 г / см 3 | ||||||||||||
Поверхностная гравитация | |||||||||||||
Момент инерции, фактор | 0,346 ± 0,014 | ||||||||||||
Скорость убегания | 4,25 км / с | ||||||||||||
Период ротации | 176 дн ( синодический; солнечный день ) | ||||||||||||
Сидерический период вращения | |||||||||||||
Экваториальная скорость вращения | 10,892 км / ч (3,026 м / с) | ||||||||||||
Осевой наклон | 2,04 ′ ± 0,08 ′ (на орбиту) (0,034 °) | ||||||||||||
Северный полюс прямое восхождение | |||||||||||||
Склонение северного полюса | 61,45 ° | ||||||||||||
Альбедо | |||||||||||||
| |||||||||||||
Видимая величина | От −2,48 до +7,25 | ||||||||||||
Угловой диаметр | 4,5–13 ″ | ||||||||||||
Атмосфера | |||||||||||||
Поверхностное давление | след (≲ 0,5 нПа) | ||||||||||||
Состав по объему | |||||||||||||
Меркурий - самая маленькая планета в Солнечной системе и ближайшая к Солнцу. Его орбита вокруг Солнца занимает 87,97 земных дня, это самая короткая из всех планет Солнца. Он назван в честь римского бога Меркурия ( Меркурия ), бога торговли, посланника богов и посредника между богами и смертными, соответствующего греческому богу Гермесу (Ἑρμῆς). Как и Венера, Меркурий вращается вокруг Солнца по орбите Земли как низшая планета, и его видимое расстояние от Солнца, если смотреть с Земли, никогда не превышает 28 °. Эта близость к Солнцу означает, что планету можно увидеть только около западного горизонта после захода солнца или восточного горизонта перед восходом солнца, обычно в сумерках. В это время он может выглядеть как яркий звездообразный объект, но его часто гораздо труднее наблюдать, чем Венеру. С Земли планета телескопически отображает полный диапазон фаз, подобных Венере и Луне, которые повторяются в течение синодического периода, составляющего приблизительно 116 дней.
Меркурий вращается уникальным образом для Солнечной системы. Он приливно синхронизирован с Солнцем в спин-орбитальном резонансе 3: 2, что означает, что относительно неподвижных звезд он вращается вокруг своей оси ровно три раза на каждые два оборота вокруг Солнца. Как видно из Солнца, в системе отсчета, которая вращается вместе с орбитальным движением, кажется, что оно вращается только один раз каждые два меркурианских года. Следовательно, наблюдатель на Меркурии будет видеть только один день каждые два меркурианских года.
Ось Меркурия имеет наименьший наклон любой из планет Солнечной системы (около +1 / 30 градусов). Его орбитальный эксцентриситет - самый большой из всех известных планет Солнечной системы; в перигелии расстояние от Меркурия до Солнца составляет лишь около двух третей (или 66%) расстояния от него в афелии. Поверхность Меркурия выглядит сильно испещренной кратерами и внешне похожа на поверхность Луны, что указывает на то, что она была геологически неактивной в течение миллиардов лет. Практически не имея атмосферы для удержания тепла, температура поверхности планеты меняется в течение суток сильнее, чем на любой другой планете Солнечной системы, от 100 К (-173 ° C; -280 ° F) ночью до 700 K (427 ° C). ; 800 ° F) в течение дня в экваториальных регионах. В полярных регионах постоянно ниже 180 К (-93 ° C; -136 ° F). У планеты нет известных естественных спутников.
Два космических корабля посетили Меркурий: « Маринер-10» пролетел в 1974 и 1975 годах; и MESSENGER, запущенный в 2004 году, совершил оборот вокруг Меркурия более 4000 раз за четыре года, прежде чем израсходовать топливо и врезаться в поверхность планеты 30 апреля 2015 года. Планируется, что космический корабль BepiColombo достигнет Меркурия в 2025 году.
Древние знали Меркурия под разными именами в зависимости от того, была ли это вечерняя звезда или утренняя звезда. Примерно к 350 г. до н.э. древние греки поняли, что две звезды - одна. Они знали планету как Στίλβων Stilbōn, что означает «мерцание», и Ἑρμής Hermēs за ее мимолетное движение - название, сохранившееся в современном греческом языке (Ερμής Ermis). Римляне назвали планету в честь быстроногого римского бога-посланника Меркурия (лат. Mercurius), которого они приравняли к греческому Гермесу, потому что он движется по небу быстрее, чем любая другая планета. Астрономический символ Меркурий представляет собой стилизованную версию Гермеса жезла.
Меркурий - одна из четырех планет земной группы в Солнечной системе и представляет собой твердое тело, подобное Земле. Это самая маленькая планета в Солнечной системе с экваториальным радиусом 2439,7 км (1516,0 миль). Меркурий также меньше - хотя и более массивен - чем крупнейшие естественные спутники Солнечной системы, Ганимед и Титан. Ртуть состоит примерно из 70% металлического и 30% силикатного материала.
Ртуть, по-видимому, имеет твердую силикатную кору и мантию, покрывающую твердый внешний слой ядра из сульфида железа, более глубокий жидкий слой ядра и твердое внутреннее ядро. Плотность планеты является второй по величине в Солнечной системе и составляет 5,427 г / см 3, что лишь немного меньше плотности Земли, равной 5,515 г / см 3. Если бы эффект гравитационного сжатия был исключен из обеих планет, материалы, из которых состоит Меркурий, были бы плотнее, чем материалы Земли, с плотностью без сжатия 5,3 г / см 3 по сравнению с 4,4 г / см 3 Земли. Плотность Меркурия можно использовать для вывода деталей его внутренней структуры. Хотя высокая плотность Земли в значительной степени является результатом гравитационного сжатия, особенно в ядре, Меркурий намного меньше, а его внутренние области не так сжаты. Следовательно, чтобы он имел такую высокую плотность, его ядро должно быть большим и богатым железом.
По оценкам геологов, ядро Меркурия занимает около 55% его объема; для Земли эта доля составляет 17%. Исследование, опубликованное в 2007 году, предполагает, что у Меркурия есть расплавленное ядро. Ядро окружает мантия длиной 500–700 км, состоящая из силикатов. Основываясь на данных миссии Mariner 10 и наземных наблюдений, толщина коры Меркурия оценивается в 35 км (22 мили). Однако эта модель может быть завышенной, а толщина коры может составлять 26 ± 11 км (16,2 ± 6,8 миль) на основе модели изостазии Эйри. Отличительной особенностью поверхности Меркурия является наличие множества узких гребней, протяженностью до нескольких сотен километров. Считается, что они были сформированы, когда ядро и мантия Меркурия охлаждались и сжимались в то время, когда кора уже затвердела.
Ядро Меркурия имеет более высокое содержание железа, чем у любой другой крупной планеты Солнечной системы, и для объяснения этого было предложено несколько теорий. Наиболее широко распространенная теория состоит в том, что Меркурий изначально имел соотношение металл / силикат, подобное обычным хондритовым метеоритам, которые считаются типичными для каменистого вещества Солнечной системы, а его масса примерно в 2,25 раза больше его нынешней массы. В начале истории Солнечной системы Меркурий, возможно, был поражен планетезималью примерно 1/6 массы и несколько тысяч километров в поперечнике. Удар снес бы большую часть первоначальной коры и мантии, оставив ядро в качестве относительно основного компонента. Подобный процесс, известный как гипотеза гигантского удара, был предложен для объяснения образования Луны.
С другой стороны, Меркурий мог образоваться из солнечной туманности до того, как выработка солнечной энергии стабилизировалась. Первоначально он имел бы вдвое больше своей нынешней массы, но по мере того, как протосолнце сжималось, температуры около Меркурия могли быть между 2500 и 3500 К и, возможно, даже до 10000 К. Большая часть поверхностных пород Меркурия могла испариться при таких температурах, образуя атмосфера «каменного пара», которую мог унести солнечный ветер.
Третья гипотеза предполагает, что солнечная туманность вызвала сопротивление частиц, от которых аккрецировался Меркурий, а это означало, что более легкие частицы были потеряны из аккрецирующего материала, а не собраны Меркурием. Каждая гипотеза предсказывает различный состав поверхности, и есть две космические миссии для проведения наблюдений. Программа MESSENGER, завершившаяся в 2015 году, обнаружила более высокие, чем ожидалось, уровни калия и серы на поверхности, предполагая, что гипотеза гигантского удара и испарение коры и мантии не произошло, потому что калий и сера были вытеснены экстремальной жарой. этих событий. BepiColombo, который прибудет на Меркурий в 2025 году, проведет наблюдения, чтобы проверить эти гипотезы. Полученные на данный момент результаты, кажется, подтверждают третью гипотезу; однако необходим дальнейший анализ данных.
Поверхность Меркурия внешне похожа на поверхность Луны, показывая обширные равнины, похожие на кобылу, и тяжелые кратеры, что указывает на то, что она была геологически неактивной в течение миллиардов лет. Он более неоднороден, чем Марс или Луна, оба из которых содержат значительные участки схожей геологии, такие как моря и плато. Особенности альбедо - это области с заметно различающейся отражательной способностью, включая ударные кратеры, образовавшиеся выбросы и системы лучей. Более крупные элементы альбедо соответствуют равнинам с более высокой отражательной способностью. У Меркурия есть дорса (также называемая « морщинистыми гребнями »), луноподобное нагорье, горы (горы), планитии (равнины), рупы (откосы) и долины (долины).
MASCS сканирование спектра поверхности Меркурия от MESSENGERМантия планеты химически неоднородна, что позволяет предположить, что на раннем этапе своей истории планета прошла фазу магматического океана. Кристаллизация минералов и конвективный переворот привели к образованию слоистой химически неоднородной корки с крупномасштабными вариациями химического состава, наблюдаемыми на поверхности. В коре мало железа, но много серы, что является результатом более сильных ранних химически восстановительных условий, чем на других планетах земной группы. На поверхности преобладают бедные железом пироксен и оливин, представленные энстатитом и форстеритом, соответственно, наряду с богатым натрием плагиоклазом и минералами смешанного магния, кальция и сульфида железа. Менее отражающие области коры богаты углеродом, скорее всего, в форме графита.
Названия функций на Меркурии взяты из разных источников. Имена, исходящие от людей, ограничиваются умершими. Кратеры названы в честь художников, музыкантов, художников и авторов, которые внесли выдающийся или фундаментальный вклад в свою область. Хребты, или дорса, названы в честь ученых, внесших вклад в изучение Меркурия. Впадины или ямки названы в честь произведений архитектуры. Монтес назван в честь слова «горячий» на разных языках. Равнины или планитии названы в честь Меркурия на разных языках. Обрывы или Rupes названы в честь кораблей научных экспедиций. Долины или долины названы в честь заброшенных городов, поселков или поселений древности.
Меркурий подвергся сильной бомбардировке кометами и астероидами во время и вскоре после его образования 4,6 миллиарда лет назад, а также во время, возможно, отдельного последующего эпизода, названного поздней тяжелой бомбардировкой, который закончился 3,8 миллиарда лет назад. В этот период интенсивного кратерообразования Меркурий получил удары по всей своей поверхности, чему способствовало отсутствие атмосферы, которая могла бы замедлить ударные волны. В это время Меркурий был вулканически активен; бассейны были заполнены магмой, образуя гладкие равнины, похожие на моря на Луне. Обнаружен необычный кратер с расходящимися впадинами, который ученые назвали «пауком». Позже его назвали Аполлодором.
Кратеры на Меркурии варьируются в диаметре от небольших полостей в форме чаши до многокольцевых ударных бассейнов в сотни километров в поперечнике. Они появляются во всех состояниях деградации, от относительно свежих лучевых кратеров до сильно деградированных остатков кратеров. Кратеры Меркурия слегка отличаются от лунных кратеров тем, что площадь, покрытая их выбросами, намного меньше, что является следствием более сильной поверхностной гравитации Меркурия. Согласно правилам Международного астрономического союза (МАС), каждый новый кратер должен быть назван в честь художника, прославившегося более пятидесяти лет и умершего более трех лет, до того, как будет названо название кратера.
Вид сверху на бассейн Калорис Перспективный вид бассейна Калорис - высокий (красный); низкий (синий)Самый большой известный кратер - Калорис Планиция, или Бассейн Калорис, диаметром 1550 км. Удар, создавший бассейн Калорис, был настолько мощным, что вызвал извержения лавы и оставил концентрическое горное кольцо высотой около 2 км, окружающее ударный кратер. Дно бассейна Калорис заполнено геологически отчетливой плоской равниной, разбитой гребнями и трещинами в виде примерно многоугольной структуры. Неясно, являются ли они потоками вулканической лавы, вызванными ударом, или большим слоем ударного расплава.
На противоположной стороне Бассейна Калорис находится большой регион необычной холмистой местности, известный как «Странная местность». Одна из гипотез его происхождения состоит в том, что ударные волны, возникшие во время удара Калориса, прошли вокруг Меркурия, сходясь в антиподе бассейна (на 180 градусов). В результате высокие напряжения разрушили поверхность. В качестве альтернативы было высказано предположение, что эта местность образовалась в результате конвергенции выбросов на антиподе этого бассейна.
Таз Толстого находится вдоль нижней части этого изображения лимба Меркурия.Всего было выявлено 46 ударных бассейнов. Примечательной впадиной является многокольцевая впадина Толстого шириной 400 км, с покровом выброса, простирающимся до 500 км от его края, и дном, заполненным гладкими равнинными материалами. Бассейн Бетховена имеет аналогичное по размеру одеяло выброса и бортик диаметром 625 км. Как и Луна, поверхность Меркурия, вероятно, подверглась воздействию процессов космического выветривания, включая удары солнечного ветра и микрометеоритов.
На Меркурии есть два геологически отличных друг от друга равнинных региона. Плавные холмистые равнины в областях между кратерами - самые старые видимые поверхности Меркурия, предшествующие сильно изрезанной кратерами местности. Эти межкратерные равнины, кажется, стерли с лица земли многие более ранние кратеры, и в целом наблюдается небольшое количество более мелких кратеров диаметром менее 30 км.
Гладкие равнины - это широко распространенные плоские области, которые заполняют впадины разного размера и очень похожи на лунные моря. В отличие от лунных морей, гладкие равнины Меркурия имеют такое же альбедо, что и более старые межкратерные равнины. Несмотря на отсутствие однозначно вулканических характеристик, расположение и округлая, лопастная форма этих равнин убедительно свидетельствуют о вулканическом происхождении. Все гладкие равнины Меркурия сформировались значительно позже бассейна Калорис, о чем свидетельствуют заметно меньшие плотности кратеров, чем на бланкете выброса Калорис.
Одна необычная особенность поверхности Меркурия - многочисленные складки сжатия, или рупы, пересекающие равнину. Когда внутреннее пространство Меркурия остывало, оно сжималось, и его поверхность начала деформироваться, создавая морщинистые гребни и лопастные уступы, связанные с надвигами. Переходы могут достигать длины до 1000 км и высоты до 3 км. Эти детали сжатия можно увидеть поверх других деталей, таких как кратеры и гладкие равнины, что указывает на то, что они возникли недавно. Картирование особенностей предполагает полное сокращение радиуса Меркурия в диапазоне от ~ 1 до 7 км. Большая часть активности вдоль основных надвиговых систем, вероятно, закончилась около 3,6–3,7 миллиарда лет назад. Обнаружены мелкомасштабные уступы надвиговых разломов высотой в несколько десятков метров и длиной в несколько километров, возраст которых, по всей видимости, составляет менее 50 миллионов лет, что указывает на то, что сжатие внутренних поверхностей и, как следствие, геологическая активность на поверхности продолжаются. настоящее.
Lunar Reconnaissance Orbiter обнаружил, что подобные, но меньшие надвиги существуют на Луне.
Имеются данные о пирокластических потоках на Меркурии из низкопрофильных щитовых вулканов. Выявлено 51 пирокластическое месторождение, 90% из которых находятся в ударных кратерах. Изучение состояния деградации ударных кратеров, вмещающих пирокластические отложения, предполагает, что пирокластическая активность проявлялась на Меркурии в течение длительного периода времени.
«Безободковая впадина» на юго-западном краю бассейна Калорис состоит, по крайней мере, из девяти перекрывающихся друг с другом вулканических жерл, каждый по отдельности до 8 км в диаметре. Таким образом, это « сложный вулкан ». Днища вентиляционных каналов находятся по крайней мере на 1 км ниже их краев, и они больше похожи на вулканические кратеры, образованные взрывными извержениями или преобразованные в результате обрушения в пустоты, образованные отводом магмы обратно в канал. Ученые не смогли количественно определить возраст вулканической сложной системы, но сообщили, что он может составлять порядка миллиарда лет.
Температура поверхности Меркурия колеблется от 100 до 700 К (от −173 до 427 ° C; от −280 до 800 ° F) в самых экстремальных местах: 0 ° N, 0 ° W или 180 ° W. Она никогда не поднимается выше 180 К на полюсах из-за отсутствия атмосферы и резкого температурного градиента между экватором и полюсами. Подсолнечная точка достигает около 700 K во время перигелия (0 ° W или 180 ° W), но только 550 K в афелии (90 ° или 270 ° W). На темной стороне планеты средняя температура составляет 110 К. Интенсивность солнечного света на поверхности Меркурия колеблется от 4,59 до 10,61 солнечной постоянной (1370 Вт м −2).
Хотя дневная температура на поверхности Меркурия обычно чрезвычайно высока, наблюдения убедительно свидетельствуют о том, что на Меркурии существует лед (замороженная вода). Дно глубоких кратеров на полюсах никогда не подвергается воздействию прямых солнечных лучей, а температура там остается ниже 102 К, что намного ниже среднемирового уровня. Это создает холодную ловушку, в которой может скапливаться лед. Водяной лед сильно отражает радар, и наблюдения с помощью 70-метрового радара Солнечной системы Голдстоуна и VLA в начале 1990-х годов показали, что рядом с полюсами есть участки с сильным радарным отражением. Хотя лед был не единственной возможной причиной появления этих отражающих областей, астрономы считают, что это наиболее вероятно.
По оценкам, ледяные районы содержат около 10 14 –10 15 кг льда и могут быть покрыты слоем реголита, препятствующим сублимации. Для сравнения, антарктический ледяной щит на Земле имеет массу около 4 × 10 18 кг, а южная полярная шапка Марса содержит около 10 16 кг воды. Происхождение льда на Меркурии еще не известно, но два наиболее вероятных источника - это дегазация воды изнутри планеты или осаждение при ударах комет.
Ртуть слишком мала и горяча для своей силы тяжести, чтобы удерживать какую-либо значительную атмосферу в течение длительных периодов времени; у него действительно есть тонкая ограниченная поверхность экзосфера, содержащая водород, гелий, кислород, натрий, кальций, калий и другие при поверхностном давлении менее примерно 0,5 нПа (0,005 пикобар). Эта экзосфера нестабильна - атомы постоянно теряются и пополняются из различных источников. Атомы водорода и гелия, вероятно, происходят из солнечного ветра, диффундируют в магнитосферу Меркурия, прежде чем позже уйти обратно в космос. Радиоактивный распад элементов в коре Меркурия - еще один источник гелия, а также натрия и калия. MESSENGER обнаружил высокое содержание кальция, гелия, гидроксида, магния, кислорода, калия, кремния и натрия. Присутствует водяной пар, выделяемый комбинацией таких процессов, как удары комет по поверхности, разбрызгивание, создающее воду из водорода из солнечного ветра и кислорода из горных пород, и сублимация из резервуаров водяного льда в постоянно затененных полярных кратерах. Обнаружение большого количества связанных с водой ионов, таких как O +, OH - и H 3 O +, стало неожиданностью. Из-за количества этих ионов, которые были обнаружены в космической среде Меркурия, ученые предполагают, что эти молекулы были выброшены с поверхности или экзосферы солнечным ветром.
Натрий, калий и кальций были обнаружены в атмосфере в течение 1980–1990-х годов и, как полагают, в основном возникли в результате испарения поверхностных пород в результате ударов микрометеоритов, в том числе в настоящее время от кометы Энке. В 2008 году MESSENGER открыл магний. Исследования показывают, что иногда выбросы натрия локализуются в точках, соответствующих магнитным полюсам планеты. Это указывало бы на взаимодействие между магнитосферой и поверхностью планеты.
29 ноября 2012 года НАСА подтвердило, что изображения, полученные с MESSENGER, обнаружили, что кратеры на северном полюсе содержат водяной лед. MESSENGER «s главный исследователь Шон Соломон цитируется в The New York Times оценивая объем льда, чтобы быть достаточно большим, чтобы„Encase Вашингтон, округ Колумбия, в замороженном блоке два с половиной мили глубокой“.
Несмотря на свой небольшой размер и медленное 59-дневное вращение, Меркурий обладает значительным и, по-видимому, глобальным магнитным полем. Согласно измерениям, проведенным Mariner 10, это примерно 1,1% прочности Земли. Напряженность магнитного поля на экваторе Меркурия составляет около 300 нТл. Как и у Земли, магнитное поле Меркурия диполярное. В отличие от Земли, полюса Меркурия почти совпадают с осью вращения планеты. Измерения космических зондов Mariner 10 и MESSENGER показали, что сила и форма магнитного поля стабильны.
Вполне вероятно, что это магнитное поле создается динамо- эффектом аналогично магнитному полю Земли. Этот динамо-эффект был бы результатом циркуляции богатого железом жидкого ядра планеты. Особенно сильные эффекты приливного нагрева, вызванные высоким эксцентриситетом орбиты планеты, будут способствовать удержанию части ядра в жидком состоянии, необходимом для этого динамо-эффекта.
Магнитное поле Меркурия достаточно сильное, чтобы отклонять солнечный ветер вокруг планеты, создавая магнитосферу. Магнитосфера планеты, хотя и достаточно мала, чтобы поместиться на Земле, достаточно сильна, чтобы улавливать плазму солнечного ветра. Это способствует космическому выветриванию поверхности планеты. Наблюдения, проведенные космическим кораблем Mariner 10, обнаружили эту низкоэнергетическую плазму в магнитосфере на ночной стороне планеты. Всплески энергичных частиц в хвосте магнитосферы планеты указывают на динамическое качество магнитосферы планеты.
Во время своего второго облета планеты 6 октября 2008 года MESSENGER обнаружил, что магнитное поле Меркурия может быть чрезвычайно "проникающим". Космический корабль столкнулся с магнитными «торнадо» - скрученными пучками магнитных полей, соединяющих магнитное поле планеты с межпланетным пространством, - шириной до 800 км или одной трети радиуса планеты. Эти закрученные трубки магнитного потока, технически известные как события передачи потока, образуют открытые окна в магнитном щите планеты, через которые солнечный ветер может проникать и напрямую воздействовать на поверхность Меркурия посредством магнитного пересоединения. Это также происходит в магнитном поле Земли. В MESSENGER наблюдение показало скорость пересоединения в десять раз больше Меркурия, но его близость к Солнцу составляет лишь около одной трети скорости пересоединения наблюдаемого MESSENGER.
У Меркурия самая эксцентричная орбита из всех планет Солнечной системы; его эксцентриситет составляет 0,21, а расстояние от Солнца составляет от 46 000 000 до 70 000 000 км (от 29 000 000 до 43 000 000 миль). Полный оборот по орбите занимает 87,969 земных суток. Диаграмма иллюстрирует эффекты эксцентриситета, показывая орбиту Меркурия, наложенную на круговую орбиту, имеющую ту же большую полуось. Более высокая скорость Меркурия, когда он находится около перигелия, очевидна с большего расстояния, которое он преодолевает за каждый 5-дневный интервал. На диаграмме изменяющееся расстояние от Меркурия до Солнца представлено размером планеты, который обратно пропорционален расстоянию от Меркурия до Солнца. Это различное расстояние до Солнца приводит к тому, что поверхность Меркурия изгибается приливными выпуклостями, поднимаемыми Солнцем, которые примерно в 17 раз сильнее, чем у Луны на Земле. В сочетании со спин-орбитальным резонансом 3: 2 вращения планеты вокруг своей оси это также приводит к сложным изменениям температуры поверхности. В результате резонанса один солнечный день (расстояние между двумя меридиональными прохождениями Солнца) на Меркурии длится ровно два года по Меркурию, или около 176 земных дней.
Орбита Меркурия наклонена на 7 градусов к плоскости орбиты Земли ( эклиптики ), самой большой из восьми известных солнечных планет. В результате прохождение Меркурия по поверхности Солнца может происходить только тогда, когда планета пересекает плоскость эклиптики в то время, когда она находится между Землей и Солнцем, то есть в мае или ноябре. Это происходит в среднем каждые семь лет.
Наклон оси Меркурия почти равен нулю, а наилучшее измеренное значение составляет всего 0,027 градуса. Это значительно меньше, чем у Юпитера, который имеет второй по величине наклон оси среди всех планет на 3,1 градуса. Это означает, что для наблюдателя на полюсах Меркурия центр Солнца никогда не поднимается над горизонтом более чем на 2,1 угловых минуты.
В определенных точках на поверхности Меркурия наблюдатель сможет увидеть, как Солнце выглядывает немного больше, чем на две трети пути над горизонтом, затем переворачивается и садится, прежде чем снова восстать, все в один и тот же меркурианский день. Это потому, что примерно за четыре земных дня до перигелия, угловая орбитальная скорость Меркурия равна его угловой скорости вращения, так что видимое движение Солнца прекращается; ближе к перигелию угловая орбитальная скорость Меркурия превышает угловую скорость вращения. Таким образом, гипотетическому наблюдателю на Меркурии кажется, что Солнце движется в ретроградном направлении. Через четыре земных дня после перигелия возобновляется нормальное видимое движение Солнца. Подобный эффект произошел бы, если бы Меркурий находился в синхронном вращении: чередование усиления и потери вращения по сравнению с оборотом вызвало бы либрацию на 23,65 ° по долготе.
По той же причине на экваторе Меркурия есть две точки, разнесенные по долготе на 180 градусов, в каждой из которых, вокруг перигелия в чередующиеся меркурианские годы (один раз в меркурианские дни), Солнце проходит над головой, затем меняет свое видимое движение и проходит над головой. снова, затем меняет направление во второй раз и в третий раз проходит над головой, на весь этот процесс уходит в общей сложности около 16 земных дней. В другие альтернативные меркурианские годы то же самое происходит в другой из этих двух точек. Амплитуда ретроградного движения мала, поэтому общий эффект состоит в том, что в течение двух или трех недель Солнце почти неподвижно над головой и является наиболее ярким, потому что Меркурий находится в перигелии, ближайшем к Солнцу. Это продолжительное пребывание на Солнце с максимальной яркостью делает эти две точки самыми горячими местами на Меркурии. Максимальная температура возникает, когда Солнце находится под углом примерно 25 градусов после полудня из-за дневного температурного лага, на 0,4 Меркурийных дня и 0,8 Меркурийских лет после восхода Солнца. И наоборот, на экваторе есть две другие точки, удаленные от первых на 90 градусов долготы, где Солнце проходит над головой только тогда, когда планета находится в афелии в разные годы, когда видимое движение Солнца в небе Меркурия относительно быстрое.. Эти точки на экваторе, где происходит видимое ретроградное движение Солнца, когда оно пересекает горизонт, как описано в предыдущем абзаце, получают гораздо меньше солнечного тепла, чем первые, описанные выше.
Меркурий достигает нижнего соединения (ближайшего сближения с Землей) в среднем каждые 116 земных дней, но этот интервал может варьироваться от 105 до 129 дней из-за эксцентрической орбиты планеты. Меркурий может приблизиться к Земле на расстояние 82 200 000 километров (0,549 астрономических единиц; 51,1 миллиона миль), и эта цифра медленно уменьшается: следующий подход в пределах 82 100 000 км (51,0 миллиона миль) - это расстояние в 2679, а в пределах 82 000 000 км (51 миллион миль). миль) в 4487, но он не будет ближе к Земле, чем 80 000 000 км (50 миллионов миль) до 28 622. Его период ретроградного движения, если смотреть с Земли, может варьироваться от 8 до 15 дней по обе стороны от нижнего соединения. Этот большой диапазон возникает из-за большого эксцентриситета орбиты планеты. По существу, поскольку Меркурий находится ближе всего к Солнцу, при усреднении по времени Меркурий является самой близкой планетой к Земле, и в этом отношении это самая близкая планета к каждой из других планет Солнечной системы.
Согласно соглашению о долготе Меркурия, ноль долготы помещается в одну из двух самых горячих точек на поверхности, как описано выше. Однако, когда Mariner 10 впервые посетил эту область, этот нулевой меридиан был в темноте, поэтому было невозможно выбрать объект на поверхности, чтобы определить точное положение меридиана. Поэтому был выбран небольшой кратер, расположенный дальше на запад, под названием Хун Кал, который является точной точкой отсчета для измерения долготы. Центр Хун Кала определяет 20 ° западного меридиана. Резолюция Международного астрономического союза 1970 года предлагает положительно измерять долготы в западном направлении на Меркурии. Таким образом, два самых жарких места на экваторе находятся на долготе 0 ° з.д. и 180 ° з.д., а самые холодные точки на экваторе - на долготах 90 ° з.д. и 270 ° з. Д. Однако в проекте MESSENGER используется соглашение о положительном востоке.
В течение многих лет считалось, что Меркурий синхронно приливно заблокирован с Солнцем, вращаясь один раз для каждой орбиты и всегда сохраняя одно и то же лицо, направленное к Солнцу, точно так же, как одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле. Радиолокационные наблюдения в 1965 году показали, что планета имеет спин-орбитальный резонанс 3: 2, совершая три вращения за каждые два оборота вокруг Солнца. Эксцентриситет орбиты Меркурия делает этот резонанс стабильным - в перигелии, когда солнечный прилив наиболее силен, Солнце почти неподвижно в небе Меркурия.
Редкий резонансный приливный захват 3: 2 стабилизируется дисперсией приливной силы вдоль эксцентрической орбиты Меркурия, действующей на постоянную дипольную составляющую распределения масс Меркурия. На круговой орбите такой дисперсии нет, поэтому единственный стабилизированный на такой орбите резонанс составляет 1: 1 (например, Земля – Луна), когда приливная сила, растягивающая тело вдоль линии «центр-тело», действует крутящий момент, который выравнивает ось тела с наименьшей инерцией («самая длинная» ось и ось вышеупомянутого диполя) так, чтобы она всегда указывала в центре. Однако с заметным эксцентриситетом, как у орбиты Меркурия, приливная сила имеет максимум в перигелии и, следовательно, стабилизирует резонансы, такие как 3: 2, гарантируя, что планета направляет свою ось наименьшей инерции примерно на Солнце при прохождении через перигелий.
Первоначальная причина, по которой астрономы думали, что он синхронизирован, заключалась в том, что всякий раз, когда Меркурий был лучше всего расположен для наблюдения, он всегда был почти в одной и той же точке в своем резонансе 3: 2, следовательно, показывая одно и то же лицо. Это потому, что, по совпадению, период вращения Меркурия составляет почти ровно половину его синодического периода по отношению к Земле. Из-за спин-орбитального резонанса 3: 2 Меркурия солнечный день длится около 176 земных дней. Сидерический день (период вращения) длится около 58,7 земных суток.
Моделирование показывает, что эксцентриситет орбиты Меркурия хаотично изменяется от почти нуля (круговой) до более чем 0,45 за миллионы лет из-за возмущений со стороны других планет. Считалось, что это объясняет спин-орбитальный резонанс Меркурия 3: 2 (а не более обычный 1: 1), потому что это состояние с большей вероятностью возникнет в период высокого эксцентриситета. Однако точное моделирование, основанное на реалистичной модели приливного отклика, показало, что Меркурий был захвачен в спин-орбитальное состояние 3: 2 на очень ранней стадии своей истории, в течение 20 (более вероятно, 10) миллионов лет после своего образования.
Численное моделирование показывает, что будущее вековое орбитальное резонансное взаимодействие перигелия с Юпитером может привести к увеличению эксцентриситета орбиты Меркурия до точки, при которой существует 1% -ная вероятность столкновения планеты с Венерой в течение следующих пяти миллиардов лет.
В 1859 году французский математик и астроном Урбен Леверье сообщил, что медленная прецессия орбиты Меркурия вокруг Солнца не может быть полностью объяснена ньютоновской механикой и возмущениями известных планет. Он предположил, среди возможных объяснений, что другая планета (или, возможно, вместо этого серия меньших «корпускул») могла существовать на орбите, даже более близкой к Солнцу, чем Меркурий, чтобы объяснить это возмущение. (Среди других рассмотренных объяснений было небольшое сжатие Солнца.) Успех поиска Нептуна, основанный на его возмущениях орбиты Урана, заставил астрономов поверить в это возможное объяснение, и гипотетическая планета была названа Вулкан, но не таковой. планета когда-либо была найдена.
Перигелий прецессия Меркурия 5,600 арксекунды (1.5556 °) на века по отношению к Земле, или 574.10 ± 0,65 угловых секунд в столетие по отношению к инерциальному ICRF. Механика Ньютона, принимая во внимание все эффекты от других планет, предсказывает прецессию в 5,557 угловых секунд (1,5436 °) за столетие. В начале 20 - го века, Альберт Эйнштейн «S общая теория относительности при условии, что объяснение наблюдаемой прецессии, путем формализации гравитации, как опосредовано кривизной пространства - времени. Эффект невелик: для Меркурия всего 42,98 угловых секунды в столетие; поэтому для полного избыточного витка требуется немногим более двенадцати миллионов витков. Подобные, но гораздо меньшие эффекты существуют для других тел Солнечной системы: 8,62 угловых секунды в столетие для Венеры, 3,84 для Земли, 1,35 для Марса и 10,05 для Икара 1566 года.
На основе исследований, опубликованных в марте 2020 года, может быть научная поддержка для рассмотрения того, что части планеты Меркурий могли быть обитаемыми, и, возможно, что на планете могли существовать формы жизни, хотя, вероятно, примитивные микроорганизмы.
По расчетам, видимая величина Меркурия колеблется от -2,48 (ярче, чем Сириус ) вокруг верхнего соединения и +7,25 (ниже предела видимости невооруженным глазом) вокруг нижнего соединения. Средняя видимая величина составляет 0,23, а стандартное отклонение 1,78 - самое большое для любой планеты. Средняя видимая величина в верхнем соединении составляет -1,89, а в нижнем соединении +5,93. Наблюдение за Меркурием осложняется его близостью к Солнцу, поскольку большую часть времени он теряется в солнечном свете. Меркурий можно наблюдать только в течение короткого периода в утренних или вечерних сумерках.
Меркурий, как и некоторые другие планеты и самые яркие звезды, можно увидеть во время полного солнечного затмения.
Подобно Луне и Венере, Меркурий имеет фазы, видимые с Земли. Он «новый» в нижнем соединении и «полный» в верхнем соединении. В обоих случаях планета становится невидимой с Земли из-за того, что она закрыта Солнцем, за исключением ее новой фазы во время транзита.
Меркурий технически самый яркий, если смотреть с Земли, когда он находится в полной фазе. Хотя Меркурий находится дальше всего от Земли, когда он заполнен, большая освещенная область, которая видна, и всплеск противоположной яркости более чем компенсируют расстояние. Обратное верно для Венеры, которая кажется самой яркой, когда она представляет собой полумесяц, потому что она намного ближе к Земле, чем когда она луна.
Карта в ложных цветах, показывающая максимальные температуры в северном полярном регионе.Тем не менее, самое яркое (полная фаза) появление Меркурия - практически невозможное время для практических наблюдений из-за крайней близости Солнца. Меркурий лучше всего наблюдать в первой и последней четверти, хотя это фазы меньшей яркости. Фазы первой и последней четверти имеют наибольшее удлинение к востоку и западу от Солнца соответственно. В обоих случаях расстояние между Меркурием и Солнцем колеблется от 17,9 ° в перигелии до 27,8 ° в афелии. При наибольшем западном удлинении Меркурий восходит не раньше восхода солнца, а при наибольшем восточном удлинении - после захода солнца.
Изображение тектонического рельефа Карнеги-Рупс в искусственных цветах - возвышенность (красный цвет); низкий (синий).Меркурий чаще и легче виден из южного полушария, чем из северного. Это связано с тем, что максимальное западное удлинение Меркурия происходит только ранней осенью в Южном полушарии, тогда как его максимальное восточное удлинение происходит только в конце зимы в Южном полушарии. В обоих этих случаях угол, под которым орбита планеты пересекает горизонт, максимален, что позволяет ей подниматься за несколько часов до восхода солнца в первом случае и не устанавливается до нескольких часов после захода солнца во втором из средних южных широт, таких как Аргентина и Южная Африка.
Альтернативный метод наблюдения за Меркурием заключается в наблюдении за планетой в дневное время, когда условия ясны, в идеале, когда она находится в наибольшем удлинении. Это позволяет легко найти планету даже при использовании телескопов с апертурой 8 см (3,1 дюйма). Однако следует проявлять большую осторожность, чтобы не допустить попадания солнечных лучей из поля зрения, поскольку существует большой риск повреждения глаз. Этот метод позволяет обойти ограничение на наблюдение сумерек, когда эклиптика расположена на небольшой высоте (например, осенними вечерами).
Наблюдения Меркурия с помощью наземного телескопа показывают только освещенный частичный диск с ограниченной детализацией. Первым из двух космических аппаратов, посетивших планету, был Mariner 10, который нанес на карту около 45% ее поверхности с 1974 по 1975 год. Второй - космический корабль MESSENGER, который после трех облетов Меркурия в период с 2008 по 2009 год вышел на орбиту вокруг Меркурия 17 марта., 2011, чтобы изучить и нанести на карту остальную часть планеты.
Космический телескоп Хаббл не может наблюдать Меркурий вообще, из - за меры безопасности, которые предотвращают его наведение слишком близко к Солнцу
Поскольку сдвиг на 0,15 оборота в год составляет семилетний цикл (0,15 × 7 ≈ 1,0), на седьмом году Меркурий почти точно следует (ранее на 7 дней) последовательности явлений, которые он показал семь лет назад.
Самые ранние из известных зарегистрированных наблюдений за Меркурием относятся к таблицам Mul.Apin. Эти наблюдения, скорее всего, были сделаны ассирийским астрономом примерно в 14 веке до нашей эры. Клинопись название, используемое для обозначения Меркурия на планшетах mul.apin транскрибируются в Udu.Idim.Gu \ и 4.Ud ( «прыгающей планета»). Вавилонские записи о Меркурии относятся к 1 тысячелетию до нашей эры. В вавилоняне называли планету Набу после посланником богов в их мифологии.
Греко - египетский астроном Птолемей писал о возможности планетарных транзитов по лицу Солнца в его работе Планетарные Гипотезы. Он предположил, что транзиты не наблюдались либо потому, что планеты, такие как Меркурий, были слишком малы, чтобы их можно было увидеть, либо потому, что транзиты были слишком редкими.
Модель Ибн аль-Шатира для появления Меркурия, показывающая умножение эпициклов с помощью пары Туси, тем самым устраняя эксцентрики Птолемея и эквант.В древнем Китае Меркурий был известен как «Часовая звезда» ( Chen-xing 辰星). Это было связано с направлением на север и фазой воды в системе Пяти Фаз метафизики. Современные китайские, корейские, японские и вьетнамские культуры называют планету буквально «водной звездой» (水星), основанной на пяти элементах. В индуистской мифологии для Меркурия использовалось имя Будха, и считалось, что этот бог правил средой. Бог Один (или Воден) германского язычества был связан с планетой Меркурий и Среда. Майя может быть представлена ртуть, как сова (или, возможно, четырех сов, два для утреннего аспекта и два в течение вечера), который служил в качестве курьера в подземный мир.
В средневековой исламской астрономии, то Андалузский астроном Аз-Заркали в 11 - м веке описал отводящий геоцентрической орбиты Меркурия как овал, как яйцо или Pignon, хотя это понимание не повлияло на его астрономическую теорию или астрономические расчеты. В XII веке Ибн Баджах наблюдал «две планеты в виде черных пятен на лице Солнца», что позже было предложено астрономом Мараги Котб ад-Дином Ширази в XIII веке как прохождение Меркурия и / или Венеры. (Обратите внимание, что большинство таких средневековых отчетов о транзитах позже были приняты за наблюдения солнечных пятен. )
В Индии астроном из керальской школы Нилаканта Сомаяджи в 15 веке разработал частично гелиоцентрическую модель планеты, в которой Меркурий вращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли, аналогично системе Тихона, позже предложенной Тихо Браге в конце 16 века.
Первые телескопические наблюдения Меркурия были сделаны Галилеем в начале 17 века. Хотя он наблюдал фазы, когда смотрел на Венеру, его телескоп не был достаточно мощным, чтобы увидеть фазы Меркурия. В 1631 году Пьер Гассенди провел первые телескопические наблюдения прохождения планеты через Солнце, когда он увидел прохождение Меркурия, предсказанное Иоганном Кеплером. В 1639 году Джованни Зупи использовал телескоп, чтобы обнаружить, что у планеты есть орбитальные фазы, похожие на Венеру и Луну. Наблюдение убедительно продемонстрировало, что Меркурий вращается вокруг Солнца.
Редкое событие в астрономии - это проход одной планеты впереди другой ( затмение ), если смотреть с Земли. Меркурий и Венера скрывают друг друга каждые несколько столетий, и событие 28 мая 1737 года - единственное исторически наблюдаемое событие, которое наблюдал Джон Бевис в Королевской Гринвичской обсерватории. Следующее покрытие Меркурия Венерой произойдет 3 декабря 2133 года.
Трудности, связанные с наблюдением Меркурия, означают, что он гораздо менее изучен, чем другие планеты. В 1800 году Иоганн Шретер наблюдал за особенностями поверхности, утверждая, что наблюдал горы высотой 20 километров (12 миль). Фридрих Бессель использовал чертежи Шретера, чтобы ошибочно оценить период вращения как 24 часа и осевой наклон 70 °. В 1880-х годах Джованни Скиапарелли более точно нанес на карту планету и предположил, что период вращения Меркурия составляет 88 дней, что совпадает с периодом его обращения из-за приливной блокировки. Это явление известно как синхронное вращение. Попытки нанести на карту поверхность Меркурия были продолжены Эухениосом Антониади, который в 1934 году опубликовал книгу, в которую вошли как карты, так и его собственные наблюдения. Многие особенности поверхности планеты, особенно особенности альбедо, получили свои названия из карты Антониади.
В июне 1962 года советские ученые в Институте радиотехники и электроники в Академии наук СССР под руководством Владимира Котельникова, стал первым подпрыгивать радиолокационный сигнал отключения Меркурия и получить его, начиная радиолокационные наблюдения планеты. Три года спустя радарные наблюдения американцев Гордона Х. Петтенгилла и Рольфа Б. Дайса с использованием 300-метрового радиотелескопа Аресибо в Пуэрто-Рико убедительно показали, что период вращения планеты составлял около 59 дней. Теория о том, что вращение Меркурия было синхронным, получила широкое распространение, и когда были объявлены эти радионаблюдения, для астрономов стало сюрпризом. Если бы Меркурий был заблокирован приливом, его темное лицо было бы чрезвычайно холодным, но измерения радиоизлучения показали, что он был намного горячее, чем ожидалось. Астрономы не хотели отказываться от теории синхронного вращения и предлагали альтернативные механизмы, такие как мощные ветры, распространяющие тепло, для объяснения наблюдений.
Водяной лед (желтый) в северной полярной области МеркурияИтальянский астроном Джузеппе Коломбо отметил, что величина вращения составляла около двух третей орбитального периода Меркурия, и предположил, что периоды орбиты и вращения планеты были зафиксированы в резонансе 3: 2, а не 1: 1. Данные с Mariner 10 впоследствии подтвердили эту точку зрения. Это означает, что карты Скиапарелли и Антониади не были «неправильными». Вместо этого астрономы видели одни и те же детали на каждой второй орбите и записывали их, но игнорировали те, которые наблюдались в то время, когда другая сторона Меркурия была обращена к Солнцу, потому что геометрия орбиты означала, что эти наблюдения проводились в условиях плохой видимости.
Наземные оптические наблюдения не пролили много света на Меркурий, но радиоастрономы, используя интерферометрию на микроволновых длинах волн, метод, позволяющий удалять солнечное излучение, смогли различить физические и химические характеристики приповерхностных слоев на глубине в несколько единиц. метров. Только когда первый космический зонд пролетел мимо Меркурия, стали известны многие из его фундаментальных морфологических свойств. Более того, последние технологические достижения привели к улучшению наземных наблюдений. В 2000 году, с высокой разрешающей способностью удачливы изображений наблюдения проводились в обсерватории Маунт Вилсон 1,5 метра Хейла телескоп. Они предоставили первые изображения, которые позволили разрешить особенности поверхности частей Меркурия, которые не были отображены в миссии Mariner 10. Большая часть планеты была нанесена на карту с помощью радиолокационного телескопа Аресибо с разрешением 5 км (3,1 мили), включая полярные отложения в затененных кратерах того, что может быть водяным льдом.
Достижение Меркурия с Земли представляет собой серьезные технические проблемы, поскольку его орбита намного ближе к Солнцу, чем к Земле. Связанный с Меркурием космический корабль, запущенный с Земли, должен пройти более 91 миллиона километров (57 миллионов миль) в гравитационную потенциальную яму Солнца. Орбитальная скорость Меркурия составляет 47,4 км / с (29,5 миль / с), тогда как орбитальная скорость Земли составляет 29,8 км / с (18,5 миль / с). Следовательно, космический корабль должен сильно изменить скорость ( дельта-v ), чтобы добраться до Меркурия и затем выйти на орбиту, по сравнению с дельта-v, требуемой, скажем, для планетарных миссий Марса.
Потенциальная энергия освобождается путем перемещения вниз потенциальной ямы Солнца становится кинетическая энергия, требующая изменения дельта-V, чтобы сделать что - нибудь другое, чем проход Меркурия. Некоторая часть этого бюджета дельта-v может быть обеспечена за счет гравитации во время одного или нескольких пролетов Венеры. Чтобы безопасно приземлиться или выйти на стабильную орбиту, космический корабль будет полностью полагаться на ракетные двигатели. Аэротормоз исключен, потому что у Меркурия пренебрежимо мало атмосферы. Путешествие к Меркурию требует больше ракетного топлива, чем требуется для полного выхода из Солнечной системы. В результате его пока посетили всего три космических зонда. Предлагаемый альтернативный подход будет использовать солнечный парус для достижения синхронной с Меркурием орбиты вокруг Солнца.
Первым космическим аппаратом, посетившим Меркурий, был « Маринер-10» НАСА (1974–1975). Космический корабль использовал гравитацию Венеры, чтобы отрегулировать свою орбитальную скорость так, чтобы он мог приблизиться к Меркурию, что сделало его первым космическим кораблем, использующим этот эффект гравитационной «рогатки», и первой миссией НАСА, посетившей несколько планет. Mariner 10 предоставил первые изображения поверхности Меркурия крупным планом, которые сразу показали его сильно изрезанную кратерами природу и выявили многие другие типы геологических особенностей, такие как гигантские уступы, которые позже были приписаны эффекту небольшой усадки планеты, как ее железо. ядро остывает. К сожалению, та же поверхность планеты была освещена в каждом из Mariner 10 «с близкими подходами. Это сделало невозможным тщательное наблюдение за обеими сторонами планеты и привело к картированию менее 45% поверхности планеты.
Космический аппарат совершил три сближения с Меркурием, самый близкий из которых унес его на расстояние 327 км (203 мили) от поверхности. При первом приближении инструменты обнаружили магнитное поле, к большому удивлению планетных геологов - ожидалось, что вращение Меркурия будет слишком медленным, чтобы вызвать значительный эффект динамо. Второй подход в основном использовался для построения изображений, но с помощью третьего подхода были получены обширные магнитные данные. Данные показали, что магнитное поле планеты очень похоже на магнитное поле Земли, которое отклоняет солнечный ветер вокруг планеты. В течение многих лет после столкновений с Mariner 10 происхождение магнитного поля Меркурия оставалось предметом нескольких конкурирующих теорий.
24 марта 1975 года, всего через восемь дней после последнего сближения, у « Маринера-10» закончилось топливо. Поскольку его орбиту больше нельзя было точно контролировать, диспетчеры миссии приказали зонду выключиться. Считается, что Mariner 10 все еще вращается вокруг Солнца, проходя мимо Меркурия каждые несколько месяцев.
Вторая миссия НАСА к Меркурию, названная MESSENGER (Меркурийная поверхность, космическое окружение, геохимия и определение дальности), была запущена 3 августа 2004 года. Она пролетела мимо Земли в августе 2005 года и Венеры в октябре 2006 и июне. 2007, чтобы вывести его на правильную траекторию, чтобы достичь орбиты вокруг Меркурия. Первый пролет Меркурия произошел 14 января 2008 г., второй - 6 октября 2008 г., а третий - 29 сентября 2009 г. Большая часть полушария, не отображаемая Mariner 10, была нанесена на карту во время этих пролетов. Зонд успешно вышел на эллиптическую орбиту вокруг планеты 18 марта 2011 года. Первое орбитальное изображение Меркурия было получено 29 марта 2011 года. Зонд завершил однолетнюю картографическую миссию, а затем приступил к однолетней расширенной миссии в 2013. В дополнение к продолжающимся наблюдениям и картированию Меркурия, MESSENGER наблюдал солнечный максимум 2012 года.
Миссия была разработана, чтобы прояснить шесть ключевых вопросов: высокая плотность Меркурия, его геологическая история, природа его магнитного поля, структура его ядра, наличие льда на полюсах и источник его разреженной атмосферы. С этой целью на зонд были установлены устройства формирования изображений, которые собирали изображения с гораздо более высоким разрешением гораздо большего количества Меркурия, чем у Mariner 10, различные спектрометры для определения содержания элементов в коре, а также магнитометры и устройства для измерения скоростей заряженных частиц. Ожидалось, что измерения изменений в орбитальной скорости зонда будут использоваться для определения деталей внутренней структуры планеты. ПОСЫЛЬНЫЙ «ы Окончательный маневр был на 24 апреля 2015 года, и он врезался в поверхность Меркурия 30 апреля 2015 г. Воздействие космического аппарата с Меркурием произошло около 3:26 вечера EDT 30 апреля 2015 года, в результате чего кратера оценивается в 16 м (52 фута) в диаметре.
Европейское космическое агентство и Японское космическое агентство разработали и запустили совместную миссию под названием BepiColombo, которая выведет на орбиту Меркурия с двумя датчиками: один для отображения планеты, а другие для изучения ее магнитосферы. Запущенный 20 октября 2018 года, BepiColombo, как ожидается, достигнет Меркурия в 2025 году. Он выведет зонд магнитометра на эллиптическую орбиту, а затем запустят химические ракеты, чтобы отправить зонд-картограф на круговую орбиту. Оба зонда будут работать в течение одного земного года. Зонд-картограф оснащен набором спектрометров, аналогичных спектрометрам на MESSENGER, и будет изучать планету на многих различных длинах волн, включая инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. BepiColombo провела первый из шести запланированных облетов Меркурия 1 октября 2021 года.