Сюрприз: Меркурий не самая горячая планета Солнечной системы

Несмотря на то, что Меркурий является ближайшей планетой к Солнцу, температура Меркурия «всего» достигает 800 ° F в самом горячем состоянии. Венера всегда горячее, даже ночью.

Ключевые выводы

• Будучи самой внутренней планетой Солнечной системы, Меркурий получает больше всего солнечного излучения: почти в четыре раза больше, чем получает Венера.
• В самое жаркое время Меркурий достигает дневной температуры около 800 ° F, а ночью она опускается до более чем 100 градусов ниже нуля.
• Однако это не самое горячее; Температура Венеры всегда около 900 °F, даже ночью. Вот наука почему.

Скопируйте ссылку на статью под названием

Поделиться сюрпризом: Меркурий не самая горячая планета Солнечной системы на Facebook
Поделиться сюрпризом: Меркурий не самая горячая планета Солнечной системы в Твиттере
Поделитесь сюрпризом: Меркурий не самая горячая планета Солнечной системы в LinkedIn

В великой схеме Солнечной системы величайшим источником энергии на сегодняшний день является Солнце. В то время как радиоактивность и гравитационное сжатие могут поставлять значительное количество энергии ядрам массивных планет, свет и тепло, излучаемые нашей родительской звездой, в значительной степени ответственны за температуру поверхности планеты. В отличном приближении Солнце поддерживает не только Землю, но и все планеты при температуре, значительно превышающей ту, которая была бы без него: всего несколько градусов по Кельвину. (Без внешнего источника тепла температура большинства планет уравновешивалась бы на уровне -270 °C / -455 °F.)

Днем планеты поглощают энергию Солнца, но и днем, и ночью излучают энергию обратно в космос. Вот почему днем ​​температура повышается, а ночью снижается, что в значительной степени верно для каждой планеты, имеющей как дневную, так и ночную стороны. Мы также ожидаем смены сезонов — холодных и теплых времен — в зависимости от того, насколько эллиптична орбита планеты, и от ее осевого наклона.

Но если бы различные параметры орбиты планеты были единственными факторами, определяющими температуру, то ближайшая к Солнцу планета неизбежно была бы самой горячей, и все они становились бы все холоднее по мере того, как мы удалялись все дальше и дальше.

Возможно, газовый гигант, который был бы достаточно большим, чтобы генерировать значительную долю собственного тепла, изменил бы этот порядок (если бы Юпитер и Нептун поменялись местами, это могло бы быть так), но в целом мы ожидаем, что температура планеты упадет пропорционально на его расстояние от Солнца. Мы можем проверить это ожидание, начав с самой внутренней планеты и продвигаясь наружу.

Меркурий горячий. Если мы будем количественными, это на самом деле очень жарко! Будучи ближайшей к Солнцу планетой, она совершает полный оборот всего за 88 земных дней, достигая максимальной дневной температуры в колоссальные 700 кельвинов (427 °C / 800 °F) в своих самых жарких экваториальных местах. Меркурий вращается очень медленно, поэтому его ночная сторона последовательно долгое время проводит в темноте, экранированная от Солнца; в это время она опускается всего до 100 кельвинов (-173 ° C / -280 ° F). Эта низкая температура невероятно холодна и намного холоднее, чем любые известные естественные температуры здесь, на Земле. Это история ближайшей к Солнцу планеты: Меркурия.

А как насчет следующего: Венера?

Венера в среднем примерно в два раза дальше от Солнца, чем Меркурий, ей требуется около 225 земных дней, чтобы совершить оборот вокруг Солнца.Кроме того, он вращается еще медленнее, чем Меркурий, проводя более 100 земных дней подряд в солнечном свете, а затем столько же времени во тьме. И все же, когда вы измеряете температуру Венеры, вас ждет сюрприз: Венера имеет одинаковую температуру в любое время дня и ночи, в среднем 735 кельвинов (462 ° C / 863 ° F), что делает ее даже горячее, чем Меркурий. !

Это странное явление не только озадачило астрономов, когда они впервые его обнаружили; это оскорбляло их! Венера была недостаточно велика, чтобы генерировать собственное тепло, и все же в венерианскую полночь было жарче, чем в меркурианский полдень. Это наблюдение требовало объяснения, и поэтому мы начали противопоставлять две самые внутренние планеты.

Сравнивая эти два мира, можно выделить четыре очень существенных различия:

1. Меркурий много меньше чем Венера,
2. Меркурий около вдвое ближе к Солнцу как Венера,
3. Ртути гораздо меньше отражающий чем Венера, и
4. Меркурий имеет нет атмосфера, а у Венеры очень толстый атмосфера.

Что касается поглощения и излучения тепла, оказывается, что размер не имеет большого значения. Планеты поглощают солнечный свет в зависимости от площади их поперечного сечения, пропорциональной квадрату их радиуса, и излучают его в точно такой же пропорции. Если бы Меркурий был в два раза больше его размера или Венера была бы вдвое меньше его размера, ни у одного из них не было бы заметного изменения температуры. Эта разница совершенно несущественна.

Однако тот факт, что Венера находится почти в два раза дальше от Солнца, имеет большое значение. Любой объект, который находится в два раза дальше от Солнца, получает только одну четверть количества солнечной энергии на единицу площади, а это означает, что Меркурий должен получать примерно в четыре раза больше энергии на каждой части своей поверхности, чем Венера. По мере того как свет от Солнца распространяется в пространстве, более удаленный мир перехватывает все меньше и меньше его энергии.В этом большое преимущество Меркурия, который имеет почти в четыре раза больший поток на квадратный метр по сравнению с Венерой.

И все же Венера все еще горячее, что говорит нам о том, что с одной из двух других точек должно происходить что-то еще важное.

Степень отражения или поглощения объекта известна как его альбедо, которое происходит от латинского слова albus, означающего белый. Объект с альбедо (альбедо Бонда, для геофизиков) равным 0 является идеальным поглотителем, а объект с альбедо 1 — идеальным отражателем. На самом деле все физические объекты имеют альбедо от 0 до 1. Луна, например, кажется нам имеющей довольно высокое альбедо, и днем ​​и ночью она кажется белой.

Не позволяйте белому облику Луны обмануть вас! Среднее альбедо Луны составляет всего около 0,12, что означает, что только 12% падающего на нее света отражается, а остальные 88% поглощаются. Чем ниже альбедо объекта, тем лучше он поглощает свет, а это означает, что чем выше альбедо, тем меньше солнечного света поглощается. Меркурий оказывается похожим на Луну в 0,119, в то время как альбедо Венеры является самым высоким из всех планетарных тел в Солнечной системе — 0,90.

Таким образом, Меркурий не только получает в четыре раза больше энергии на единицу площади, но и поглощает почти в девять раз больше солнечного света, чем Венера!

Тем не менее, если бы вы видели два крупных плана недавних прохождений Меркурия (ниже, 2016 г.) и Венеры (ниже, 2012 г.), вы бы заметили, что Солнце как бы «огибает» Венеру, хотя такого эффекта нет. на Меркурии.

Путешествуйте по Вселенной с астрофизиком Итаном Сигелом. Подписчики будут получать информационный бюллетень каждую субботу. Все на борт!

Это происходит из-за четвертого и очень важного различия между двумя мирами: у Меркурия нет атмосферы, а у Венеры есть очень существенная, которая примерно в 90 раз толще земной.

Видите ли, Меркурий и Венера не просто поглощают солнечный свет; затем каждая планета повторно излучает эту энергию в виде тепла обратно в космос. Для безвоздушного Меркурия все это тепло немедленно возвращается в космос.

Но на Венере история другая. Каждый квант инфракрасного излучения — переизлучаемого тепла — должен пройти через эту густую, густую атмосферу, а это трудно.

Венера не только обладает атмосферой, во много раз превышающей земную, насыщенной огромным количеством поглощающих инфракрасное излучение газов, таких как углекислый газ, но и окутана невероятно толстыми слоями облаков с высокой отражающей способностью. Эта сернокислотная дымка толщиной более 20 км окутывает планету со скоростью от 210 до 370 км/ч, улавливая подавляющее большинство излучаемого тепла и перенося его по всей планете.

Долгие ночи не дают спасения от жары, так как улавливающие и термальные эффекты облачных слоев поддерживают на поверхности Венеры негостеприимно высокую температуру, настолько высокую, что если сложить время работы каждого посадочного модуля, когда-либо приземлявшегося на Поверхность Венеры, это даже не половина земного дня.

Но в правильных количествах удержание атмосферного тепла может быть лучшим, что когда-либо случалось с миром. Если бы не земная атмосфера, средняя температура на нашей планете составляла бы ничтожные 255 градусов по Кельвину (-18 °C / -1 °F), или примерно температура антарктического континента.

Подобное одеялу влияние облаков и атмосферных газов поднимает климат нашей планеты в умеренную зону, где жизнь, какой мы ее знаем, процветала так долго. Тем не менее, в начале истории Солнечной системы, с более холодным Солнцем и гораздо более тонкой атмосферой, температура Венеры, вероятно, была близка к сегодняшней Земле. Вероятно, у него был такой же потенциал для жизни и биологических процессов, но внезапная катастрофа создала постоянный ад, который населял наш родственный мир миллиарды лет.

Хотя Земле не грозит та же участь, Венера является одновременно и самым жарким миром в нашей Солнечной системе, и поучительной историей о неконтролируемом парниковом эффекте. По мере того, как мы начинаем лучше понимать процессы, которые определяют климат и температуру Земли, мы обязаны направить нашу планету в правильном направлении. Связь между Солнцем, атмосферой и судьбой планеты написана во всех мирах нашей Солнечной системы. Человечество должно усвоить эти уроки и решить, что делать дальше.

Итан в отпуске. Пожалуйста, наслаждайтесь этой старой статьей из архива Starts With A Bang!