Американский межпланетный зонд MESSENGER 6 октября совершил второе сближение с Меркурием. В 07:21 UTC он прошел на расстоянии 200 км от поверхности ближайшей к Солнцу планеты. На следующий день зонд начал трансляцию собранных данных. Среди них — более 1200 изображений поверхности, причем около 30% отснятых участков ранее не фотографировалась с борта космического аппарата. С Земли Меркурий увидеть непросто: планета всегда находится на небе возле нашего дневного светила, не удаляясь от него больше, чем на 28°. Но и в такие благоприятные периоды ее можно наблюдать только на фоне светлого сумеречного неба в течение короткого времени перед восходом или после захода Солнца. Иногда — в среднем раз в 7 лет — наблюдаются прохождения планеты по солнечному диску (транзиты); когда эти события случаются в начале ноября, Меркурий отделяет от нас всего 80 млн. км, и виден он как крохотный черный кружочек с угловым диаметром 10". Научная ценность наблюдений транзитов минимальна, они служат в основном для уточнения параметров меркурианской орбиты.

Американский межпланетный аппарат Messenger нанёс второй визит к Меркурию, пролетев на расстоянии 200 километров от поверхности планеты. Учёные получили множество снимков в разных частях спектра. Среди отснятых районов есть те, которые никогда ещё не попадали в объективы космических зондов.

КАРТА ПРОЛЕТА АППАРАТА MESSENGER ОКОЛО МЕРКУРИЯ

     Распознать какие-либо детали на диске Меркурия практически невозможно даже в мощные наземные телескопы. В оптимальных условиях видимости угловой размер его диска (точнее, половины диска — именно так планета выглядит в наибольшей элонгации) редко превышает 7 секунд. «Хорошим» для наземных обсерваторий считается инструмент с разрешающей способностью около одной угловой секунды (т.е. в него видны раздельно точки изображения, расстояние между которыми равно 1"). Поэтому на фотографиях Меркурий всегда предстает небольшим мутным пятнышком. Орбитальные телескопы, имеющие большее разрешение (например, космический телескоп Hubble), в целях безопасности никогда не разворачиваются так, чтобы угол между их оптической осью и направлением на Солнце был меньше 45° — иначе при возникновении ошибки в системах наведения солнечный свет может попасть на уникальные приборы и испортить их.
     В прошлом веке в окрестностях Меркурия побывал только один «посланец Земли» — американский зонд Mariner-10, сфотографировавший примерно 45% его поверхности. 23 августа 2004 г. NASA отправила к планете автоматическую станцию MESSENGER, 3 которая уже один раз успела сблизиться с ней 14 января 2008 г. 18 марта 2011 г. аппарат станет первым спутником самой маленькой планеты.

Один из новых снимков планеты (расстояние от корабля до поверхности – 27 тысяч километров). Яркий кратер, лежащий чуть к югу от центра диска, – Койпер (Kuiper), попадавший ещё в объективы зонда Mariner 10 в 1970-х. Большая же часть местности к востоку отснята космическим кораблём впервые. Её характерная особенность – система длинных светлых "лучей", протянувшихся с севера на юг (фото NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory).

Снимок, сделанный Messenger за 58 минут до прохождения точки наибольшего сближения. Дистанция съёмки – 17 100 километров. Разрешение оригинального кадра составило 0,5 км на пиксель. В поле зрения – участок, ранее никогда не снимавшийся (фото NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington).

Кадр, сделанный с расстояния 1800 километров (через 9 минут после точки наибольшего подхода), позволил получить разрешение 330 метров на пиксель. Поперечник кадра – 340 км. Крупный (диаметр 133 км) кратер в верхней части – Полигнотус (Polygnotus). Этот участок поверхности ранее был снят аппаратом Mariner 10, но при другом освещении, так что учёные смогут провести интересное сравнение.

фрагмент кадра с разрешением 100 метров на пиксель, показывающий внутренности 100-километрового кратера Машо (Machaut). Его светлый край проходит дугой сверху вниз (фото NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington).

НОВЫЕ СНИМКИ МЕРКУРИЯ ОТ MESSENGER

     При первом «свидании» было сделано 1200 фотоснимков, которые впервые позволили разглядеть с близкого расстояния еще 21 % поверхности Меркурия. MESSENGER также прислал результаты измерений параметров солнечного ветра в окрестностях планеты, напряженности ее магнитного поля и состава атмосферы. Обработка результатов, полученных зондом 6 октября, займет какое-то время. Первый важнейший результат — то, что сейчас можно с уверенностью сказать: поверхность Меркурия формировалась под воздействием сильной вулканической активности. Ученые это подозревали и раньше, но не имели тому убедительных доказательств. В отличие от нашей соседки Луны, где следы вулканических процессов видны невооруженным взглядом (лунные моря), основным фактором, определившим облик Меркурия, долгое время считалась метеоритная бомбардировка. На фотографиях, сделанных зондом Mariner-10, не было обнаружено «морей», подобных лунным. Единственный похожий на них участок — бассейн Калорис (Caloris) — на них виден лишь частично, в плохом разрешении, поэтому явных признаков меркурианского вулканизма найти не удавалось. MESSENGER однозначно разрешил эту проблему. По спектральным характеристикам на полученных им снимках были выявлены небольшие участки неправильной формы (ярко-желтые пятна у южного края Калориса) окруженные яркими гало. Эти участки имеют много общего с земными щитовыми вулканами: такие же центральные кратеры, лавовые поля и потоки, обширные поля вулканических отложений, выброшенных во время извержений. Ученые считают, что Калорис образовался в результате метеоритного удара в течение первого миллиарда лет существования Солнечной системы, когда все ее тела подвергались интенсивной метеоритной бомбардировке. За этим последовал период вулканической активности. В итоге лава частично заполнила образовавшийся кратер и сделала его дно плоским и гладким.
     Районы активного вулканизма взаимосвязаны с участками разломов и трещин, возникших из-за остывания железного ядра и общего «скукоживания» планеты за последние миллиарды лет. В одних местах лаве было проще пробиться к поверхности, в других возникшие в коре напряжения препятствовали этому. По сравнению с остальными каменистыми планетами на Меркурии данный эффект играл более заметную роль и общее количество излившейся лавы здесь должно быть существенно меньше, что по сути впервые количественно подтверждено данными зонда MESSENGER.

Ученые обычно сравнивают данные с разных планет для лучшего понимания процессов происходящих на них. Вот и на этих двух фотографиях показан одинаковый по внешнему виду кольцеобразный горный хребет. Сверху это Меркурий, а снизу - Марс. В обоих случаях причина возникновения одинакова. Кратер после своего возникновения (столкновения с небесным телом) частично или полностью заполнялся лавой, после чего образовывался хребет.

Синими стрелками показан так называемый эскарп (образование возникшее при сжатии коры планеты) проходящий по нескольким кратерам. Красными стрелками показана белая полоса, являющаяся частью системы лучей отходящих от одного молодого кратера.

НОВЫЕ СНИМКИ МЕРКУРИЯ ОТ MESSENGER

     Другой важнейший результат связан с происхождением меркурианского магнитного поля. Само его существование — не новость, его обнаружил еще Mariner-10. По структуре оно похоже на земное, но его напряженность в 100 раз слабее. Новые данные свидетельствуют о том, что Меркурий, подобно Земле, скорее всего, имеет жидкое внешнее ядро, в основном состоящее из железа. В этом ядре циркулируют потоки заряженных частиц, которые действуют в качестве генератора магнитного поля. До сих пор многие планетологи полагали, что ядро планеты давно отвердело, и магнетизм сохранился только в ее коре. Также теперь можно с уверенностью сказать, что из-за остывания своих недр Меркурий постепенно сжимается. Это сжатие оставляет на его поверхности характерные следы, отлично видимые на снимках зонда MESSENGER.
     Еще одно исследование, проведенное с помощью прибора FIPS (Fast Imaging Plasma Spectrometer), позволило впервые с высокой точностью определить состав экзосферы Меркурия — сверхразреженной оболочки, образованной ионами солнечного ветра и атомами, которые этот ветер и удары метеоритов «выбивают» с поверхности планеты. Это как раз тот редкий случай, когда можно непосредственно исследовать химический состав небесного тела, не высаживаясь на его поверхность.
     Зонду удалось наблюдать экзосферу в трех зонах — над дневной стороной, на границе дня и ночи и в длинном «хвосте» частиц, растянувшемся за планетой на 40 тыс. км в противоположную от Солнца сторону. В ее составе обнаружены атомы водорода, гелия, натрия, калия и кальция, но на самом деле ее композиция, скорее всего, намного сложнее. Количественный состав экзосферы зависит от места наблюдения, он определяется влиянием магнитного поля и солнечного ветра, а также меняется в связи с планетографической широтой, на которой производится замер. Из предыдущих наблюдений было известно, что в экзосфере Меркурия имеются как «пришлые» ионы (гелий), так и атомы некоторых металлов (натрий). Логично было бы ожидать наличия атомов других распространенных элементов — кальция, кремния. Они действительно были обнаружены, но более всего ученых поразил заметный пик в области 16-18 атомных единиц массы, соответствующий молекулам воды и ее производным типа иона гидроксила. Их концентрация лишь в 3 раза уступает концентрации ионов натрия, то есть суммарное количество воды в экзосфере Меркурия необычайно велико. Откуда ее там столько взялось — вопрос пока открытый. Возможно, это одно из подтверждений наличия гипотетических ледников в вечно затененных кратерах на полюсах Меркурия, а может быть, дело во взаимодействии солнечного ветра с минералами, слагающими поверхность — так или иначе, налицо чрезвычайно интересный факт, который еще предстоит объяснить.

Показана полоса поверхности Меркурия длинной 400 километров. Синие точки показывают траекторию пролета аппарата Messenger над поверхностью планеты (синяя стрелка направление полета), желтые точки - показания альтиметра, т.е. показывают уровень высоты аппарата над Меркурием. Таким образом мы можем видеть какой высоты объекты на поверхности планеты. В центре изображения отчетливо видны два кратера, один их которых не очень глубокий (слева. обведен желтым кружком) это связано с тем что он почти полностью был заполнен лавой.

Изображение показывает недавно обнаруженный бассейн на поверхности Меркурия, диаметр которого достигает 700 километров. Бассейн интересен тем что на его дне были обнаружены глубокие разломы. Слева виден длинный эскарп проходящий по этому бассейну.

НОВЫЕ СНИМКИ МЕРКУРИЯ ОТ MESSENGER

     Наконец, была исследована и магнитосфера, окружающая планету и заполненная множеством заряженных частиц. Она создает своего рода «плазменную оболочку» весьма сложной структуры. К примеру, состав ее частиц оказался не связанным с солнечным ветром, а значит, их источником является не Солнце, а сама планета. Это, в свою очередь, означает, что поданным об этой оболочке можно делать выводы о химическом составе Меркурия. И все это — только начало. Самая маленькая планета оказалась куда более активной, чем считалось ранее, а это лишний раз доказывают, что неинтересных планет не бывает — бывают планеты недостаточно исследованные.

---