На этой мозаике, составленной из снимков космического аппарата MESSENGER, представлена ортогональная проекция Меркурия с центром на 0° северной широты и 90° восточной долготы. В северо-западной части хорошо виден пиково-кольцевой бассейн Рахманинова, на юге — бассейн Рембрандта, а вдоль восточного края просматривается часть гигантского бассейна Калорис.
Меркурий, который можно наблюдать лишь в сумерках перед восходом или после захода Солнца, является самой маленькой и наименее заметной планетой для невооруженного глаза. Однако его поверхность, как ни странно, оказывается второй по удобству для телескопического изучения после Марса. Названный в честь быстроногого посланника богов, этот крошечный мир в последнее время привлекает огромное внимание ученых. Ярким примером служит миссия BepiColombo — совместный проект Европейского космического агентства и Японского агентства аэрокосмических исследований. 1 октября 2021 года аппарат совершил первый из шести запланированных облетов Меркурия, прежде чем выйти на его орбиту в 2025 году.
Будущее исследований Меркурия выглядит многообещающим, но так было не всегда. Долгое время наши знания о планете были крайне скудными, а то немногое, что мы о ней знали, часто оказывалось ошибочным.
Около 140 лет назад итальянский астроном Джованни Вирджинио Скиапарелли предпринял масштабное исследование Меркурия, которое до сих пор считается одним из самых героических достижений эпохи визуальных телескопических наблюдений. Его титанический труд заслуживает особого упоминания, особенно в апреле, когда планета приближается к наиболее благоприятной вечерней элонгации (наибольшему угловому удалению от Солнца), вновь привлекая внимание наблюдателей. И в качестве приятного бонуса на этот раз Меркурий приготовил для нас интересный исторический сюрприз, о котором мы расскажем далее.
Загадочная цифра 5: реальность или иллюзия? Сравните рисунок Скиапарелли (слева), сделанный 22 мая 1882 года, с современной компьютерной симуляцией (WinJUPOS) для той же даты. На симуляции с трудом можно разглядеть нечто, отдаленно напоминающее цифру 5, и это неудивительно! Анализ показывает, что Скиапарелли, вероятно, объединил в своем рисунке детали поверхности, которые на самом деле разделены примерно 170° долготы.
Скиапарелли берется за Меркурий
К началу 1880-х годов Скиапарелли уже был известен благодаря своим детальным картам Марса. Воодушевленный успехом, он решил обратиться к изучению внутренних планет Солнечной системы. Используя 9-дюймовый рефрактор Мерца в Миланской обсерватории Брера, он обнаружил, что Венера, как обычно, предстает почти безликим диском, а вот Меркурий выглядел более перспективным объектом для исследований.
В то время господствовала точка зрения немецкого астронома Иоганна Шрётера, который, наблюдая за Меркурием в сумерках, пришел к выводу, что период его вращения близок к земному и составляет около 24 часов. Однако Скиапарелли решил пойти другим путем. Его телескоп был оснащен установочными кругами и часовым приводом, что позволяло вести длительные наблюдения. Он совершил смелый шаг — начал наблюдать планету днем, когда она находилась выше над горизонтом и атмосферные помещения были меньше. Первые испытания этого метода в июне 1881 года оказались успешными, что положило начало масштабной программе наблюдений, стартовавшей в январе 1882 года. За семь лет Скиапарелли провел сотни сеансов и создал 150 рисунков Меркурия, которые до сих пор хранятся в архивах обсерватории.
Летом воздух над Миланом был неспокойным, но зимой он часто становился «чистым и спокойным», позволяя наблюдать в любое время суток. При своем стандартном увеличении в 200 раз астроном внимательно изучал бледно-розовый диск планеты, который в его телескоп казался чуть меньше Луны для невооруженного глаза. Отметины на поверхности Меркурия он описывал как «чрезвычайно тонкие полосы», но их контраст был настолько низким, что они мгновенно исчезали при малейшей дымке или появлении перистых облаков.
Скиапарелли проявил невероятную настойчивость, проследив за Меркурием всего до 3,5° к западу от Солнца в августе 1882 года, когда планета приближалась к верхнему соединению. Позже он признался, что эта попытка серьезно повредила его зрению. На его зарисовке (слева), сделанной 12 августа, видно темное пятно, которое он обозначил буквой «q» и, как ему казалось, наблюдал и раньше. Современная симуляция (справа) для той же даты показывает, что на этом участке планеты находятся три ярких пятна — лучистые кратеры Эллингтона, Дебюсси и Койпера, которые особенно хорошо видны на полной фазе Меркурия.
Загадка вращения
Свои систематические наблюдения Скиапарелли начал около 6 февраля 1882 года, во время наибольшей восточной элонгации Меркурия. В этот день он разглядел на почти половинном диске «большую систему пятен», которые, как ему показалось, складывались в отчетливую фигуру, напоминающую цифру 5. Он обозначил элементы этой фигуры буквами w, a, b, k и i. Этот образ настолько впечатлил астронома, что он «видел» его всякий раз, когда Меркурий появлялся к востоку от Солнца (как, например, в мае того же года). Напротив, когда планета становилась утренней звездой (к западу от Солнца), Скиапарелли постоянно замечал одно и то же темное пятно «q».
В августе он совершил свою самую смелую серию наблюдений, следя за крошечным выпуклым серпом планеты всего в 3,5° от Солнца. Несмотря на огромный риск для зрения, он отметил, что в этих условиях положение отметин можно было определить «с большей уверенностью». Казалось, он вновь увидел пятно «q». А в сентябре, при следующей восточной элонгации, цифра 5 вернулась. На основе этих наблюдений у Скиапарелли начала формироваться гипотеза.
20 октября 1882 года он изложил свои идеи в письме близкому другу, астроному-любителю Франсуа Терби из Бельгии.
Обратите внимание: Шёпот Галактики: центр Млечного Пути подаёт странные сигналы.
Скиапарелли даже просил Терби обнародовать его работу в случае своей смерти, «чтобы этот прекрасный результат не был потерян для науки». Будучи заядлым классиком, он изложил свой вывод латинскими стихами, которые в переводе звучали так:Циллений [Меркурий], вращаясь вокруг своей оси на манер Цинтии [Луны],
Вечную ночь поддерживает, а также день:
Одно лицо обожжено вечным зноем,
Другая часть, скрытая, лишена солнца….
Проще говоря, Скиапарелли пришел к выводу, что Меркурий, подобно Луне по отношению к Земле, всегда повернут к Солнцу одним полушарием, а другим — всегда от него. Это состояние известно как синхронное вращение. Он также допускал наличие либрации — небольших колебаний планеты вокруг этой фиксированной оси, что могло бы объяснить некоторые вариации в положении пятен. Однако даже либрация не могла учесть все наблюдаемые изменения, поэтому Скиапарелли был вынужден предположить существование у Меркурия плотной атмосферы и даже ярких облаков, которые искажали картину.
Несмотря на уверенность в 88-дневном периоде вращения (равном периоду обращения), Скиапарелли не спешил с публикацией, желая подтвердить данные на более крупном телескопе. В 1886 году он получил доступ к 19-дюймовому рефрактору Мерца-Репшольда, но новые наблюдения не принесли качественного прорыва. Наконец, в конце 1889 года он опубликовал свои мемуары, представив миру знаменитую карту-планисферу Меркурия. В декабре того же года он даже выступил с лекцией в Квиринальском дворце в Риме перед королевской семьей и элитой, где представил свою теорию.
Скиапарелли оставался убежденным в своей правоте до самой смерти в 1910 году. Его выводы были поддержаны многими последующими наблюдателями, наиболее авторитетным из которых был греко-французский астроном Э. М. Антониади. В 1920-х годах, используя мощный 33-дюймовый рефрактор в Медонской обсерватории, Антониади, казалось, окончательно подтвердил и карту Скиапарелли, и 88-дневное вращение, и существование атмосферных явлений. Таким образом, синхронное вращение Меркурия было возведено в ранг неоспоримого научного факта. И все же это оказалось грандиозной иллюзией.
Космический аппарат BepiColombo сделал этот снимок во время своего первого пролета мимо Меркурия. В ходе своей миссии аппарат совершит около 3800 оборотов вокруг самой маленькой планеты, собирая данные, которые помогут раскрыть ее геологическую историю и тайны формирования.
Развенчание мифа
В 1965 году радиоастрономические наблюдения совершили переворот: было установлено, что реальный период вращения Меркурия составляет 58,65 земных суток, что равно 2/3 его орбитального периода (резонанс 3:2). Это открытие поставило перед научным сообществством вопрос: как такие опытные наблюдатели, как Скиапарелли и Антониади, могли допустить столь фундаментальную ошибку?
Одно из объяснений, предложенное астрономами Дейлом Круикшенком и Кларком Чепменом, связано с так называемым «стробоскопическим эффектом». Из-за особенностей орбиты Меркурия и Земли одна и та же сторона планеты имеет тенденцию оказываться повернутой к нам во время наиболее благоприятных для наблюдений элонгаций (весной для вечерней видимости и осенью для утренней) на протяжении нескольких лет подряд. Это создает иллюзию статичности деталей поверхности. Однако Скиапарелли наблюдал и в другие сезоны, поэтому этого эффекта недостаточно для полного объяснения.
Главная причина, по-видимому, кроется в психологии восприятия. Слабоконтрастные, размытые и неуловимые детали на диске Меркурия создают идеальные условия для самовнушения. Как только у наблюдателя формируется определенное ожидание (например, увидеть цифру 5), его мозг начинает «достраивать» картинку, подгоняя смутные очертания под знакомый шаблон. Это ожидание укрепляется с каждым новым наблюдением, пока не формируется четкая, но абсолютно ложная картина. Скиапарелли, по всей видимости, стал жертвой этой мощной когнитивной ловушки, попав под чары собственного первоначального рисунка от 6 февраля 1882 года.
И вот тот самый приятный сюрприз: во время благоприятной вечерней элонгации в апреле 2022 года Меркурий показывал наблюдателям почти в точности ту же самую фазу и ту же самую сторону, что и Скиапарелли в тот роковой день 1882 года, позволяя современным астрономам-любителям буквально заглянуть в его окуляр.
Что же на самом деле видел Скиапарелли?
Сравнивая архивные рисунки Скиапарелли с современными ПЗС-снимками и компьютерными симуляциями, можно заметить любопытную закономерность. Некоторые его зарисовки удивительно точны и хорошо коррелируют с реальными деталями поверхности. Однако в других случаях сходства настолько мало, что остается только гадать, какие именно оптические иллюзии или атмосферные искарения он интерпретировал как устойчивые пятна. Это наглядная демонстрация того, как сложно вести объективные наблюдения за пределом возможностей инструмента и человеческого глаза.
Вид Меркурия, зарисованный Скиапарелли 6 февраля 1882 года (слева), и современная симуляция (WinJUPOS) для той же даты и фазы (справа). Симуляция лучше передает реальный телескопический вид, и на ней при большом желании можно угадать контуры, отдаленно напоминающие цифру 5, которая так поразила воображение великого астронома.
Повторить вызов Скиапарелли
Апрель 2022 года предоставил наблюдателям Северного полушария наилучшие условия для вечерних наблюдений Меркурия в году. После верхнего соединения 2 апреля планета быстро удалялась от Солнца на небе и к середине месяца стала легко заметна невооруженным глазом. Наибольшего углового удаления к востоку от Солнца (элонгации) она достигла 29 апреля, пройдя всего в 1,5° южнее звездного скопления Плеяды (M45). 2 мая к этой красивой паре присоединился тонкий серп молодой Луны.
Особенно интересной для любителей астрономии была ночь около 23 апреля. В это время условия видимости Меркурия почти идеально совпадали с теми, что были у Скиапарелли 6 февраля 1882 года: схожий угловой размер диска (около 7 угловых секунд), фаза освещения (около 55%) и, что самое главное, та же самая долгота центрального меридиана. Наблюдатели с телескопами диаметром от 15 до 25 см (6–10 дюймов) получили уникальный шанс «перенестись в прошлое» и попытаться увидеть то, что видел великий итальянец.
Помимо поиска призрачной цифры 5, стоит обратить внимание на яркое пятно в районе кратера Койпера. До эры космических зондов наблюдатели, включая Скиапарелли, часто описывали его как «блестящее облако». Пролет «Маринера-10» в 1974 году раскрыл истинную природу этого объекта: это молодой ударный кратер диаметром около 62 км, окруженный системой ярких лучей — выбросов породы, разлетевшейся при ударе.
Удачных наблюдений и ясного неба!
Поддержите сайт лайком! Подписывайтесь - Вам у нас понравится!
#космос #космос исследования #исследования #планета #планеты #наблюдения #меркурий #наука #история #астрономия
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Странная история пятен Меркурия. Джованни Скиапарелли зафиксировал странные отметины на Меркурии.