Меркурий

Диаметр Меркурия — 4878,8 километра. Он в 1,40 раза шире Луны и в 2,61 раза меньше Земли. Ганимед и Титан крупнее по диаметру, но Меркурий плотнее и массивнее обоих.

Глаз видел ожидаемое

Джованни Скиапарелли зарисовывал слабые пятна и решил, что Меркурий всегда обращён к Солнцу одной стороной. Период вращения получался равным 88 суткам. Вывод казался разумным: солнечные приливы действительно тормозят близкую планету.

Но удобные условия наблюдения повторялись при похожих сочетаниях положения планеты и поворота поверхности. Нечёткие отметины снова оказывались примерно там же. Ожидаемая карта влияла на то, что удавалось различить в дрожащем диске.

В апреле 1965 года Гордон Петтенгилл и Рольф Дайс получили в Аресибо период около 59 суток. Точное значение — 58,646 суток: Меркурий вращается не синхронно, а в резонансе 3:2.

У экватора поверхность может нагреваться днём примерно до 430 °C и охлаждаться ночью до −180 °C. Это не две температуры всей планеты, а крайние значения в разных местах и в разное время. Камень принимает тепло в течение очень долгого дня и столь же долго отдаёт его в ночь.

Меркурий не самая горячая планета. Венера почти вдвое дальше от Солнца, но её плотная атмосфера переносит и удерживает тепло. Меркурий показывает противоположный случай: интенсивное освещение само по себе ещё не климат.

Плотность Меркурия — 5,43 г/см³, почти земная, хотя маленькая планета слабее сжимает собственное вещество. Радиус металлического ядра оценивают примерно в 2020–2070 километров при радиусе всей планеты 2440 километров. На силикатную мантию и кору остаётся оболочка толщиной около 400 километров.

Почему металла так много, не установлено. Состав мог возникнуть при сортировке вещества во внутренней части протопланетного диска, после гигантского столкновения или в результате нескольких ранних процессов. Найденное MESSENGER высокое содержание серы и калия мешает слишком простому сценарию, где жар лишь испарил большую часть мантии.

Либрации и гравитационное поле показывают, что наружная оболочка движется относительно жидкой части ядра. В центре, вероятно, находится твёрдое внутреннее ядро диаметром около 2000 километров, но точная граница слоёв ещё уточняется.

Mariner 10 неожиданно обнаружил собственное магнитное поле. MESSENGER показал, что у поверхности оно примерно в сто раз слабее земного и смещено к северу. Лучшее объяснение — электрическое динамо в жидкой части ядра.

Солнечный ветер сдавливает дневную сторону магнитосферы почти до поверхности и вытягивает ночную в хвост. Частицы иногда прорываются вниз, выбивают атомы из грунта и пополняют экзосферу. Это не спокойный щит, а быстро меняющаяся система внутри мощного потока от Солнца.

Ось вращения наклонена всего примерно на 0,034°. У полюсов Солнце постоянно скользит у горизонта, и дно глубоких кратеров может не освещаться миллиарды лет.

В 1990-х радиотелескопы нашли здесь радарно-яркие участки. MESSENGER проверил их несколькими независимыми способами: сопоставил с вечной тенью и рассчитанной температурой, обнаружил избыток водорода по недостатку вылетающих нейтронов, а затем увидел часть поверхности в слабом рассеянном свете.

Основная масса залежей — водяной лёд. Иногда он открыт, иногда лежит под тёмным теплоизолирующим слоем толщиной около 10–20 сантиметров. Возможно, туда входят богатые углеродом вещества, но точный состав ещё неизвестен. Близость к Солнцу не запрещает лёд: решает местный баланс получаемой и теряемой энергии.