Mercúrio (planeta)
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Nota: Se procura pelo deus da mitologia romana, consulte  | |
| Características orbitais [1] | |
|---|---|
| Semieixo maior | 57 909 100 km 0,387098 UA |
| Periélio | 46 001 200 km 0,307499 UA |
| Afélio | 69 816 900 km 0,466697 UA |
| Excentricidade | 0,20563069 [2] |
| Período orbital | 87,9691 diasanos) (0,240846 |
| Velocidade orbital média | 47,87 km/s [2] |
| Inclinação | 7,005° (com a eclíptica) 3,38° (com o equador solar) 6,34° (com o plano invariável) |
| Longitude do nó ascendente | 48,331° |
| Argumento do perélio | 29,124° |
| Satélites naturais | Nenhum |
| Características físicas | |
| Diâmetro equatorial | 4 879,4 km [3][4] 0,3829 Terras |
| Achatamento | 0 [4] |
| Área da superfície | 7,48 × 107 km² [3] 0,147 Terras |
| Volume | 6,083 × 1010 km³ [3] 0,056 Terras |
| Massa | 3,3022 × 1023 kg[3][4] 0,055 Terras |
| Densidade média | 5,43 g/cm³ [3] |
| Gravidade superficial | 3,7 m/s² 0,38 g [3] |
| Velocidade de escape | 4,25 km/s [3] |
| Período de rotação | 58,646 dias 1407,5 horas [3] |
| Inclinação axial | 0,01° |
| Albedo | 0,10-0,12 |
| Temperatura no equador | min: 100 K (-173 °C) med: 340 K (67 °C) max: 700 K (427 °C) |
| Atmosfera | |
| Pressão atmosférica | Traços |
| Composição | 42% de oxigênio 29% de sódio 22% de hidrogênio 6% de hélio 0,5% de potássio Vestígios de argônio, azoto, dióxido de carbono, vapor de água, xenônio, criptônio e neônio [2] molecular |
Mercúrio é o menor e mais interno planeta do Sistema solar, orbitando o Sol a cada 87,969 dias terrestres. Sua órbita tem a maior excentricidade e seu eixo apresenta a menor inclinação em relação ao plano da órbita dentre todos os planetas do Sistema solar. Mercúrio completa três rotações em torno de seu eixo a cada duas órbitas. O periélio da órbita de Mercúrio apresenta uma precessão de 43 segundos de arco por século, um fenômeno explicado somente no século XX pela Teoria da Relatividade Geral formulada por Albert Einstein.[5] Sua aparência é brilhosa quando observado da Terra, tendo uma magnitude aparente que varia de −2,3 a 5,7, embora não seja facilmente observado pois sua separação angulareclipses solares, só pode ser observado a olho nu durante o crepúsculo matutino ou vespertino. do Sol é de apenas 28,3º. Uma vez que Mercúrio normalmente se perde no intenso brilho solar, exceto em
Comparado a outros planetas, pouco se sabe a respeito de Mercúrio, pois telescópios em solo terrestre revelam apenas um crescente iluminado com detalhes limitados. As duas primeiras espaçonaves a explorar o planeta foram a Mariner 10, que mapeou aproximadamente 45% da superfície do planeta entre 1974 e 1975, e a MESSENGER, que mapeou outros 30% da superfície durante um sobrevoo em 14 de janeiro de 2008. Um sobrevoo final está agendado para 2011 e irá avaliar e mapear todo o planeta.
Mercúrio tem uma aparência similar à da Lua com crateras de impacto e planícies lisas, sem satélites naturais e sem atmosfera substancial. Entretanto, ao contrário da Lua, possui uma grande quantidade de ferro no núcleo que gera um campo magnético cuja intensidade é cerca de 1% da intensidade do campo magnético da Terra.[6] É um planeta excepcionalmente denso devido ao tamanho relativo de seu núcleo. A temperatura em sua superfície varia de 90 a 700 K (−183 °C a 427 °C).[7] O ponto subsolar é a região mais quente e o fundo das crateras perto dos polos as regiões mais frias.
Observações anteriores de Mercúrio datam de pelo menos o primeiro milênio antes de Cristo. Antes do século IV a.C., astrônomos gregos acreditavam que se tratasse de dois objetos distintos: um visível no nascer do sol, o qual chamavam Apolo e outro visível ao por-do-sol chamado de Hermes.[8] O nome em português para o planeta provém da Roma Antiga, onde o astro recebeu o nome do deus romano Mercúrio, que tinha na mitologia grega o nome de Hermessímbolo astronômico de Mercúrio é uma versão estilizada do caduceu de Hermes.[9] (Ἑρμῆς). O
Índice[esconder] |
[editar] Estrutura interna
Mercúrio é um dos quatro planetas telúricos do Sistema Solar e seu corpo é rochoso, como a Terra. É o menor planeta do sistema solar,[nota 1] com um raioequatorial de 2 439,7 km.[2] Mercúrio é até menor que os dois maiores satélites naturais do sistema solar, as luas Ganimede e Titã, embora seja mais massivo. O planeta é formado de aproximadamente 70% de material metálico e 30% de silicatos.[10] Sua densidade é a segunda maior do sistema solar com 5,427 g/cm³, um pouco menor apenas do que a terrestre com 5,515 g/cm³.[2] Se o efeito da compressão gravitacional fosse ponderado, os materiais constituintes de Mercúrio seriam mais densos, com uma densidade não comprimida de 5,3 g/cm³ contra a terrestre de 4,4 g/cm³.[11]
A densidade de Mercúrio pode ser utilizada para inferir detalhes de sua estrutura interna. Enquanto a alta densidade terrestre resulta em apreciável compressão gravitacional particularmente no núcleo planetário, Mercúrio é muito menor e suas regiões internas não são tão fortemente comprimidas. Portanto, para ter a densidade que apresenta, seu núcleo deve ser relativamente maior e rico em ferro.[12]
1. Crosta—100–300 km de espessura
2. Manto—600 km de espessura
3. Núcleo—1,800 km de raio.
Os geologistas estimam que o núcleo de Mercúrio ocupe aproximadamente 42% de seu volume, enquanto o terrestre ocupa uma proporção de 17%. Pesquisas recentes sugerem que seu núcleo seja fundido.[13][14] O núcleo é cercado por um manto com 500–700 km de espessura constituído de silicatos.[15][16] Baseado nos dados da missão da Mariner 10 e de observações terrestres, acredita-se que a crosta do planeta tenha entre 100 e 300 km de espessura.[17] Um dos detalhes distintos da superfície do planeta é a presença de numerosas cristas estreitas que podem se estender por centenas de quilômetros. Provavelmente essas estruturas foram formadas quando o núcleo e manto resfriaram e sofreram contração quando a crosta já estava solidificada.[18]
O núcleo de Mercúrio tem um teor de ferro maior que qualquer outro planeta no sistema solar, e várias teorias tem sido propostas para explicar esta característica. A mais amplamente aceita sugere que Mercúrio tinha originalmente uma razão metal/silicato similar a meteoros condritos, considerados como matéria-prima do sistema solar, e uma massa aproximadamente 2,25 vezes a atual.[19] Entretanto, na história recente do sistema solar, o planeta pode ter sido chocado por um planetesimal de aproximadamente um sexto de sua massa e várias centenas de quilômetros.[19] Este impacto pode ter removido grande parte da crosta e manto original, deixando o núcleo como o componente majoritário.[19] Um processo similar tem sido sugerido para explicar a formação da Lua (ver Big Splash).[19]
Outra teoria sugere que Mercúrio tenha sido formado da nebulosa solar antes que a energia solar tenha se estabilizado. O planeta teria inicialmente duas vezes a massa atual, mas à medida que o proto-Sol contraiu, as temperaturas perto de Mercúrio estariam entre 2 500 e 3 500 K , possivelmente até superior a 10 000 K.[20] Parte da superfície rochosa do planeta teria sido vaporizada a tais temperaturas, formando uma atmosfera de "vapor de rocha" que teria sido levada pelo vento solar.[20]
Uma terceira hipótese sugere que a nebulosa solar arrastou as partículas que Mercúrio tinha acretando, o que significa que as partículas leves foram perdidas do material acretante.[21] Cada uma destas hipóteses prediz uma composição da superfície diferente e as duas próximas missões, MESSENGER e BepiColombo, tem como objetivo fazer observações para verificar sua constituição.[22][23]
[editar] Geologia da superfície
Ver artigo principal: A superfície do planeta é bem similar à aparência da Lua (satélite natural da Terra), com extensos mares planos e grandes crateras, indicando que a atividade geológica está inativa há bilhões de anos, tem quase o mesmo tamanho da Lua, só é um pouco maior que ela (ele tem o diâmetro de 4680 quilômetros). Uma vez que o conhecimento obtido da geologia de MercúrioMariner em 1975 e de observações terrestres, é o planeta telúrico menos compreendido.[14] Com os dados recém-processados da missão MESSENGER este conhecimento aumentará. Por exemplo, a cratera incomum com calhas radiantes foi descoberta o qual os cientistas batizaram de "A aranha"[24] está baseado nas observações da sonda
Albedos se referem às áreas de refletividade diferentes, como visto por observação telescópica. Mecúrio possui Dorsas (também chamadas de "cristas enrugadas"), terras altas, Montes (montanhas), planícies ou planos, Escarpas e Vallis (Vales).[25][26]
Mercúrio foi intensamente bombardeado por cometas e asteroides durante um período breve após sua formação a 4,6 bilhões de anos atrás, como também durante uma possível separação subsequente denominada "Intenso bombardeio tardio" que ocorreu há aproximadamente 3,8 bilhões de anos.[10][26] facilitado pela ausência de qualquer atmosfera que diminuísse os impactos dos mesmos.[27] Durante esse período o planeta teve atividade vulcânica ativa, e bacias como a Caloris eram preenchidas por magma do interior planetário, que produziram planícies suaves similares aos mares lunares.[28][29] Durante esse período de intensa formação de crateras, o planeta recebeu impactos sobre toda a sua superfície,
Dados de outubro de 2008 do sobrevoo da MESSENGER forneceram aos pesquisadores uma maior avaliação da natureza confusa da superfície mercuriana. Sua superfície é mais heterogênea que a marciana ou lunar, ambas das quais contém falhas singnificantes de geologia similar como os mares e platôs.[30]
[editar] Bacias de impacto e crateras
As crateras de impacto em Mercúrio variam de um diâmetro menor que uma cavidade de uma bola a multi-anéis em bacias de impacto com centenas de quilômetros de tamanho. Elas aparecem em todos os estados de degradação, de relativamente novas a altamente degradadas crateras remanescentes. Crateras mercurianas diferem sutilmente das lunares em função da ação de uma força gravitacional mais forte.[31]
A maior cratera conhecida é a Bacia Caloris, que possui um diâmetro de 1 550 km.[32] O impacto que criou a bacia Caloris foi tão forte que causou erupções de lava e deixou um anel concêntrico com mais de 2 km de altura em volta do local do impacto. Na antípoda da bacia Caloris existe uma grande região conhecida como "Terreno Esquisito". Uma das hipóteses de sua origem seria que as ondas de impacto geradas durante o impacto na bacia Caloris viajaram em torno do planeta, convergindo na antípoda da bacia. O resultado foi uma superfície altmente fraturada por estresse.[33] Outra teoria sugere que o terreno foi formado com um resultado da convergência da ejecta nesta antípoda da bacia.[34]
Por toda a parte, aproximadamente 15 bacias de impacto foram identificadas em imagens de Mercúrio. Uma bacia notável é a Bacia Tolstoj com 400 km de tamanho e multi-anéis que teve material ejetado cobrindo uma extensão de mais de 500 km da sua borda e um piso que foi preenchido por materiais de planícies suaves. A bacia Beethoven tem um tamanho similar de material ejetado e uma borda de 625 km de diâmetro.[31] Assim como a Lua, a superfície de Mercúrio tem sofrido os efeitos de processos de erosão espacial, incluindo o vento solar e impactos de micrometeoritos.[35]
[editar] Planícies
Existem duas regiões planas geologicamente distintas em Mercúrio.[31][36][31] anteriores aos terrenos com muitas crateras. Estes planos inter-crateras são distribuidos uniformemente por toda a superfície do planeta e parecem ter obliterado muitas crateras anteriores, e mostram uma escassez geral de crateras menores de 30 km de diâmetro.[36] Ainda não está claro se estas são de origem vulcânica ou originadas de impactos.[36] Suavemente onduladas, planícies montanhosas, nas regiões entre as crateras de Mercúrio são as mais antigas superfícies visíveis,
Planícies suaves são áreas achatadas espalhadas que preenchem depressões de varios tamanhos e têm uma forte semelhança com os mares lunares. Notavelmente, elas preenchem um largo anel em torno da bacia Caloris. Ao contrário dos mares lunares, as planícies suaves de Mercúrio têm o mesmo albedo que as mais antigas inter-crateras. Apesar da ausência de características vulcânicas inequivocadas, a localização e formato redondo destas planícies suportam fortemente sua origem vulcânica.[31] Todas essas planícies suaves foram formadas significantemente depois da bacia Caloris, como evidenciado pelas menor densidade de crateras onde houve ejeção de material de Caloris.[31] O piso da bacia Caloris é preenchido por uma planície geologicamente distinta, quebrados por rugas e fraturas em um padrão aproximadamente poligonal. Não está claro se são lavas vulcânicas induzidas pelo impacto, ou um grande lençol derretido pelo impacto.[31]
Uma característica típica da superfície do planeta são as numerosas dobras de compressão, ou Rupes, que cruzam as planícies. À medida que o interior do planeta resfriou, pode ter contraído e sua superfície começou a deformar criando estas formações. As dobras podem ser vistas no topo de outras características, tais como crateras e planícies, indicando que as dobras são mais recentes.[37] A superfície planetária sofre significante efeito de marésSol que é 17 vezes mais forte que o efeito da Lua sobre a Terra.[38] provocado pelo
[editar] Superfície e exosfera
A temperatura média da superfície de Mercúrio é de 442,5 K (169,35 °C),[2][39] devido à ausência de atmosfera e um abrupto gradiente de temperatura entre o equador e os polos. O ponto subsolar alcança aproximadamente 700 K durante o periélio e então cai para 550 K durante o afélio.[40] No lado escuro do planeta, a temperatura média é de 110 K (-163,15 °C).[41] A intensidade da luz solar na superfície varia entre 4,59 e 10,61 vezes a constante solar(1 370 W·m−2).[42] mas varia numa faixa de 100 K (-173,15 °C) a 700 K (426,85 °C)
Apesar das temperaturas geralmente extremas em sua superfície, as observações feitas sugerem fortemente a presença de gelo no planeta. Os pisos de crateras profundas no solo nunca são expostos diretamente à luz solar, e a temperatura ali permanece abaixo de 102 K; bem abaixo da temperatura média global[43] O gelo reflete com grande intensidade o radar, e observações do Observatório Goldstone e do VLA no início da década de 1990 revelaram a presença de áreas com grande reflexão do radar perto dos polos.[44] Embora o gelo não seja a única causa possível dessas regiões reflexivas, os astrônomos acreditam que seja a mais provável.[45]
Acredita-se que as regiões tenham aproximadamente 1014 a 1015 kg de gelo,[46] e podem estar cobertas de uma camada de regolitos que inibe a sublimação.[47] Em comparação, a camada de gelo sobre a Antártica tem uma massa de aproximadamente 4×1018 kg e a calota polar do sul de Marte tem 1016 kg de água.[46] A origem do gelo em Mercúrio ainda não é conhecida, mas as duas fontes mais prováveis são degaseificação do interior do planeta ou a deposição de gelo pelo impacto de cometas.[46]
Mercúrio é muito pequeno para sua gravidade reter qualquer atmosferaexosfera na superfície"[48] contendo hidrogênio, hélio, oxigênio, sódio, cálcio e potássio. Essa exosfera não é estável — átomos são continuamente perdidos e restaurados de várias fontes. O hidrogênio e o hélio provavelmente são do vento solar, difundidos na magnetosfera mercuriana antes de escapar de volta para o espaço. O decaimento radioativo de elementos do interior da crosta é outra fonte de hélio, assim como sódio e potássio. A sonda MESSENGER encontrou altas proporções de cálcio, hélio, hidróxidos, magnésio, oxigênio, silício e sódio na exosfera. O vapor de água presente provém de uma combinação de processos tais como cometas atingindo a superfície, pulverização catódica através do hidrogênio do vento solar e oxigênio do solo e sublimação de reservatórios de gelo na sombra permanente das crateras polares. A detecção de grandes quantidades dos íons O+, OH-, e H2O+ foi uma surpresa.[49][50] por causa da quantidade que foi detectada no ambiente espacial de Mercúrio. Os cientistas supoem que essas moléculas foram arrancadas da superfície do planeta ou exosfera pelo vento solar.[51][52] significante por um longo período de tempo, entretanto possui uma "tênue
O sódio e o potássio foram descobertos na atmosfera durante a década de 1980 e acreditava-se que fossem primariamente o resultado da vaporização da superfície da rocha pelo impacto de micrometeoritos. Devido à capacidade destes elementos em difundir a luz solar, observações terrestres puderam facilmente detectar sua composição na atmosfera. Estudos indicam que às vezes emissões de sódio são localizadas em locais que correspondem ao dipolo magnético do planeta, indicando a interação entre a magnetosfera a superfície do planeta.[53]
[editar] Campo magnético e magnetosfera
Apesar do seu pequeno tamanho e lenta velocidade de rotação em 59 dias, Mercúrio tem um campo magnético significante e aparentemente global. De acordo com medições realizadas pela sonda Mariner 10 e MESSENGER, sua força relativa é aproximadamente 1,1% tão forte quanto o terrestres sendo na linha do equador do planeta de 300 nT, e que sua força e formato são estáveis.[54][55][56] Assim como na Terra, o campo magnético mercuriano é de natureza dipolar[53] todavia está quase alinhado com o eixo de rotação do planeta, ao contrário do terrestre.[54]
É provável que o campo magnético seja gerado por meio de um efeito dínamo, de modo similar ao campo terrestre.[57][58] Este efeito dínamo seria resultado da circulação do núcleo líquido rico em ferro. O efeito de maré provocado pela alta excentricidade do planeta serviria para manter o núcleo no estado líquido necessário para manter este efeito dínamo.[59]
O campo magnético mercuriano é forte o suficiente para defletir o vento solar em torno do planeta, criando uma magnetosfera que apesar de ser menor que a Terra, é forte o suficiente para capturar o plasma do vento solar, contribuindo assim para a erosão espacial na superfície do planeta.[54][53] Observações feitas pela sonda Mariner 10 detectaram plasma de baixa energia na magnetosfera do planeta no lado escuro e explosões de partículas energéticas foram detectadas na magnetocauda do planeta o que indica uma qualidade dinâmica da magnetosfera.
Durante seu segundo sobrevôo sobre o planeta em 06 de outubro de 2008, a sonda MESSENGER descobriu que o campo magnético pode ser extremamente “furado”. A sonda encontrou “tornados” magnéticos – feixes deformados do campo magnético conectando o campo magnético planetário com o espaço sideral – que tinham mais de 800 km ou um terço do raio do planeta. Estes tornados são formados quando campos magnéticos carregados pelo vento solar são conectados ao campo mercuriano. A medida que o vento solar empurra parte do campo magnético, estes campos magnéticos conectados são carregados juntos e misturados em estruturas parecidas com um vortex. Estes tubos de fluxos magnéticos misturados, tecnicamente conhecidos como eventos de transferência de fluxos, formam uma abertura no escudo magnético do planeta através do qual o vento solar pode penetrar e atingir diretamente a superfície de Mercúrio.[60]
O processo de ligação dos campos magnéticos planetários e interplanetários, chamado de reconexão magnética, é comum no espaço e ocorre também no campo magnético terrestre da mesma forma. Todavia, a sonda MESSENGER observou que a taxa de reconexões em Mercúrio são dez vezes maiores que as terrestres e a proximidade do Sol contribui com apenas um terço desta taxa observada.[60]
[editar] Órbita e rotação
Mercúrio tem a maior excentricidade orbital de todos os planetas, com um valor de 0,21 com a distância do Sol variando de 46 a 70 milhões de quilômetros, levando 88 dias para completar uma período de translação. O diagrama a direita ilustra os efeitos da excentricidade, mostrando a órbita de Mercúrio sobrepondo um órbita circular com o mesmo semieixo maior. A velocidade maior do planeta quando está perto do periélio é claramente uma distância maior coberta num intervalo de cinco dias. O tamanho das esferas é inversamente proporcional a sua distância do Sol e é utilizada para ilustrar a variação da distância heliocêntrica. Esta variação da distância do som, combinado com a ressonância orbital de rotação do planeta em torno de seu eixo resulta numa complexa variação da temperatura da superfície.[61]
Um dia solar em Mercúrio dura aproximadamente 176 dias terrestres, o que é aproximadamente duas vezes maior que seu período orbital de 88 dias terrestres. Como resultado, um ano de Mercúrio tem 0,5 dias mercurianos ou 1 dia tem aproximadamente 2 anos.[62]
A órbita mercuriana está inclinada em 7º em relação ao plano da Terra, conforme mostrado no diagrama a direita (a elíptica). Como resultado, o trânsito de Mercúrio sobre o Sol ocorre apenas quando o planeta está cruzando o plano da elipse terrestre quando está entre a Terra e o Sol, evento que acontece em média a cada sete anos.[63]
A inclinação axial mercuriana é quase zero,[64][65] com o melhor valor medido como sendo tão baixo quanto 0,027º.[66] Este valor é significantemente menor que a inclinação de Júpiter que ostenta a segunda menor inclinação de todos os planetas com 3,1 graus. Isto significa que para um observador no pólo de Mercúrio, o centro do sol nunca ascenderia mais de 2,1’ acima do horizonte.[66]
Em certos pontos da superfície do planeta um observador observaria o Sol nascer aproximadamente metade do caminho e então se pôr antes de nascer novamente, tudo isso no mesmo dia mercuriano. Isto é porque aproximadamente quatro horas antes do periélio, a velocidade orbital angular se iguala a velocidade rotacional angular então o movimento aparente do Sol cessa; no periélio a velocidade orbital angular então excede a rotacional e assim o Sol aparece num movimento retrógado. Quatro dias após o periélio, o movimento aparente do Sol reinicia-se nestes pontos.[61]
[editar] Ressonância rotação-translação
Por muitos anos acreditou-se que Mercúrio estava sincronizado pelo efeito de maré com o Sol, rotacionando uma vez por translação e mantendo sempre a mesma face voltada para o Sol, do mesmo modo que o mesmo lado da Lua está sempre voltado para a Terra. Entretanto, observações de radar em 1965 provaram que o planeta tem uma ressonância translato-rotacional de 3:2, rotacionando três vezes para cada período de translação em torno do Sol; a excentricidade da órbita de Mercúrio torna a ressonância estável – no periélio, quando a maré solar é mais forte, Sol está quase parado no céu mercuriano.[67] A razão original para os astrônomos acreditarem que estava sincronizado porque toda vez que Mercúrio estava numa boa condição ótima de observação, era sempre perto do mesmo ponto de ressonância, portanto mostrando a mesma face. Isto é porque, coincidentemente, a rotação de Mercúrio tem quase a metade do período sinódico em relação a Terra. Devido a ressonância 3:2 roto-translacional mercuriana, um dia solar (o comprimento entre dois trânsitos meridianos do Sol) dura aproximadamente 176 dias terrestres.[61] Um dia sideral ( o período de rotação) dura aproximadamente 58,7 dias terrestres.[61]
Simulações indicam que a excentricidade orbital de Mercúrio varia caoticamenteperturbações provocadas por outros planetas.[61][68] Este é o pensamento para explicar a ressonância 3:2 roto-translacional (ao invés da usual 1:1), uma vez que este estado é mais provável de surgir num período de alta excentricidade.[69] de quase zero (circular) a mais de 0,45 durante milhões de anos devido a
[editar] Avanço do periélio
Em 1859, o matemático e astrônomo francês Urbain Le Verrier relatou que a lenta precessão da órbita de Mercúrio em torno do Sol não poderia ser completamente explicada pela mecânica Newtoniana e perturbações dos planetas conhecidos. Ele sugeriu, entre as possíveis explicações, que outro planeta (ou talvez uma série de ‘corpúsculos’ menores) poderia existir em uma órbita até menor que a solar para Mercúrio, para dar uma explicação para esta perturbação.[70] Com base no sucesso na busca por Netuno baseada nas perturbações de Urano , os astrônomos passaram a ter fé nesta possível explicação, e o hipotético planeta foi até nomeado de Vulcano, embora tal planeta nunca tenha sido encontrado.[71] A precessão de Mercúrio é de 5600 arcos de segundo por século e a mecânica newtoniana, levando em conta todos os efeitos de outros planetas, prevê uma precessão de 5557 arcos de segundo por século.[72] No início do século XX, a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein determinou uma explicação para o fenômeno observado da precessão. O efeito é bem pequeno: a relativística mercuriana do periélio avança apenas 42,98 arcos de segundo por século além do esperado, portanto é necessário um pouco mais de vinte milhões de translações para uma volta completa. O efeito atual de modo similar em outros planetas embora seja muito menor, sendo 8,62 arcos de segundo por século para Vênus, 3,84 para a Terra, 1,35 para Marte e 10,05 para Ícarus 1566.[73][74]
[editar] Observação
A magnitude aparente mercuriana varia entre -2,3 – mais brilhante que Sirius - e 5,6, com os extremos sendo quando Mercúrio está bem perto do Sol no céu.[75] A observação do planeta é complicada devido sua proximidade do Sol, assim como se perde no brilho solar por grande parte do tempo. Mercúrio pode ser observado apenas num curto período durante a manhã ou crepúsculo vespertino. O Telescópio espacial Hubble não pode observado o planeta, devido a procedimentos de segurança que impedem que seja apontado para tão perto do Sol.[76]
Assim como a Lua, Mercúrio possui fases quando observado da Terra, sendo a "nova" a conjunção inferior e a "cheia" a conjunção superior. O planeta fica invisível em ambas as ocasiões por causa do nascer e por de acordo com o Sol em cada caso. O primeiro e último quarto de fases ocorrem na elongaçãoperiélio a 27,8º no afélio.[77][78] Na maior elongação a oeste, Mercúrios nasce um pouco antes do Sol, e na maior a leste, se põe um pouco depois do Sol.[79] máxima a leste e oeste, respectivamente, quando a separação de Mercúrio do Sol varia em qualquer lugar de 17,9º no
Mercúrio atinge a conjução inferior em média a cada 116 dias,[2] mas o intervalo pode variar de 105 a 129 dias devido a excentricidade orbital do planeta. A distância mínima entre o planeta e Terra pode atingir 77,3 milhões de quilômetros. Em 871, a menor aproximação foi a primeira em 41 mil anos a ser menor que 82,2 Gm, e já se repetiu 68 vezes desde então, como em 2008. Depois de um longo intervalo, a próxima aproximação 82,1 Gm será em 2679 e de 82 Gm em 4487, mas não numa distância menor que 80 Gm até 28622. Neste período de movimento retrógado aparente conforme acompanhado da Terra pode variar de 8 a 15 dias tanto na conjunção inferior quanto na superior, sendo este longo intervalor devido a excentricidade orbital do planeta.[61]
Mercúrio pode ser observado com maior facilidade do hemisfério sul do que do norte terrestre por causa de suas elongações máximas a oeste do Sol ocorrem no início do outono do hemisfério sul enquanto as elongações máximas a leste ocorrem durante o término do inverno no hemisfério sul. Em ambos os casos, o ângulo de Mercúrio combina com a eclipse maximizada, permitindo nascer várias horas antes do Sol e no segundo caso se por várias horas após o Sol em países localizados na zona sul temperada, tais como Argentina e Nova Zelândia.[79] Por outro lado na latitudes ao norte, Mercúrio nunca está acima do horizonte em condições de luminosidade suficientes. Assim como vários outros planetas e estrelas brilhantes, pode ser observado durante um eclipse solar total.[80]
Mercúrio é observado da Terra com intensidade mais brilhante quando está em uma fase de quarto minguante, entre um quarto de fase e cheia. Embora o planeta esteja mais longe da Terra quando é no quarto minguante do que quando na fase crescente, a maior área iluminada visível compensa a distância.[nota 2]
[editar] Astronomia antiga
As mais antigas observações registradas de Mercúrio são das tabelas de MUL.APIN. Estas observações foram provavelmente feitas por um astrônomo assírio por volta do século XIV a.C.[82] A escrita cuneiforme utilizada para designar o planeta na tabela é transcrita como UDU.IDIM.GU4.UD (“O planeta que pula”)[nota 3] Registros babilônicos de Mercúrio datam do primeiro milênio a.C. onde chamavam o planeta de Nabu, o mensageiro dos deuses em sua mitologia.[84]
Os gregos da antiguidade do período de Hesíodo conheciam o planeta como Στίλβων (Stilbon), que significa "o resplandecente", e Ἑρμάων (Hermaon).[85]Apolo quando estava visível no céu da manhã e Hermes quando visível no entardecer. Por volta do século IV a.C. os astrônomos gregos puderam entender que os dois nomes se referiam ao mesmo corpo celeste. Os romanos batizaram o planeta com o nome do mensageiro dos seus deuses, Mercúrio (em latim, Mercurius), equivalente ao grego Hermes, por causa do astro cruzar o firmamente mais rápido que qualquer outro planeta.[8][86] Posteriormente, os gregos chamaram o planeta de
Na China antiga, Mercúrio era conhecido como Ch’em-Hsing, a estrela hora e estava associado com a direção do norte e a fase da água no Wu Xing.[87] Na mitologia hindu utilizava-se o nome de Buda para Mercúrio e acreditava-se que este deus representava a quarta-feira,[88] no paganismo germânico o astro era representado pelo deus Odin (ou ‘’Woden’’) também associado a este dia da semana.[89] A civilização maia provavelmente representou o planeta como uma coruja (ou possivelmente quatro corujuas, duas para a manhã e duas para tarde) que serviam com mensageiras para o mundo dos mortos.[90]
Na astronomia islâmica medieval, o astrônomo de Al-Andalus Abū Ishāq Ibrāhīm al-Zarqālī no século XI representou o epiciclo da órbita geocentrica mercuriana como uma elipse, partindo da noção dos gregos antigos do movimento circular uniforme.[91][92] No século XII, Ibn Bajjah observou "dois planetas como pontos pretos na superfície do Sol", que foi posteriormente sugerido como trânsito de Mercúrio e/ou Vênus pelo astrônomo de MaraghaQotb al-Din Shirazi no século XIII.[93] apesar da maioria dos relatórios mediaveis posteriores relatarem tais observações como manchas solares.[94]) No século XIV, Ibn Qayyim Al-Jawziyya reconheceu Mercúrio como o menor planeta conhecido,[95] enquanto Ibn al-Shatir, como uma alternativa ao modelo de Ptolomeu, produziu seu próprio modelo geocêntrico de Mercúrio. Isto pode ter influenciado as bases do modelo heliocentrico de Mercúrio, mais isto num contexto heliocentrico.[96][97][98]
Na Índia no século XV, o astrônomo Nilakantha Somayaji da escola KeralaSistema de TychoTycho Brahe no século XVI. Entretanto, o sistema Nilakantha era mais exato em predizer a órbita de Mercúrio que os posteriores de Tycho e Copérnico, e permaneceu como o mais exato até o século XVII quando Johannes Kepler reformulou os cálculos para o planeta de um modo semelhante ao que Nilakantha havia feito.[99][100][101] desenvolveu um sistema planetário parcialmente heliocentrico em que Mercúrio orbitava o Sol, que por sua vez orbitava a Terra, similar ao proposto posteriormente por
[editar] Pesquisa de observações terrestres
As primeiras observações telescópicas de Mercúrio foram feitas por Galileu no início do século XVII, e embora ele tenha observado fases enquanto observava Vênus seu telescópio não foi potente o suficiente para visualizar as fases mercurianas. Em 1631 Pierre Gassendi fez a primeira observação do trânsito astronômico do planeta sobre o disco solar quando observou o trânsito de Mercúrio previsto por Johannes Kepler. Em 1639, Giovanni Zupi descobriu que o planeta tinha fases orbitais assim como a Lua e o planeta Vênus. Esta observação demonstrou conclusivamente que Mercúrio orbita em torno do Sol.[61]
Um raro evento na astronomia é a passagem de um planeta a frente de outro (ocultação), quando observado da Terra. Mercúrio e Vênus se ocultam em poucos séculos, e o único deste evento historicamente observado foi em 28 de maio de 1737, sendo observado por John Bevis do Observatório de Greenwich.[102] A próxima ocultação de mercúrio por Vênus ocorrerá em 3 de dezembro de 2133.[103]
As dificuldades inerentes na observação de Mercúrio significam que este tem sido de longe o menos estudado dos planetas. Em 1800, Johann Schröter vez observações de características da superfície, reinvidicando ter observado 20 km de altura de montanhas. Friedrich Bessel utilizou os desenhos de Schröter e erroneamente estimou o período de rotação com 24 horas e uma inclinação axial de 70º.[104] Na década de 1880, Giovanni Schiaparelli mapeou o planeta com uma exatidão maior, e sugeriu que o período rotacional era de 88 dias, o mesmo que o período orbital devido ao efeito de maré.[105] Este fenômeno é conhecido como rotação sincronizada e é observado pela Lua terrestre. Os esforços para mapear a superfície de Mercúrio foram continuados por Eugenios Antoniadi, que publicou um livro em 1934 que incluía mapas de suas próprias observações.[53] Muitas das características da superfície do planeta, particularmente os albedos, tem seus nomes retirados dos mapas de Antoniadi.[106]
Em junho de 1962, cientistas soviéticos do Instituto de Rádio-engenharia e Eletrônica da Academia de ciências soviéticas liderados por Vladimir Kotelnikovradar para Mercúrio e receber respostas, iniciando as observações por radar do planeta.[107][108][109] Três anos mais tarde observações de radar dos estadunidenses Gordon Pettengill e R. Dyce utilizando um radiotelescópio de 300 m do Observatório de Arecibo em Porto Rico demonstrou conclusivamente que o período rotacional do planeta é de 59 dias terrestres.[110][111] tornaram-se os primeiros a enviar sinais de
A teoria de que a rotação de Mercúrio estava sincronizada tinha se tornado amplamente segura, e foi uma surpresa para os astrônomos quando estas observações foram anunciadas. Se Mercúrio fosse sincronizado pelo efeito de maré, sua face escura deveria ser extremamente fria, porém as medições de emissores de rádio revelaram que a temperatura era mais quente que o esperado. Inicialmente, os astrônomos foram relutantes em abandonar a teoria da rotação sincronizada e propuseram mecanismos alternativos tais como poderosos ventos distribuidores de calor para explicar estas observações.[112]
O astrônomo italiano Giuseppe Colombo percebeu que o valor de rotação era aproximadamente dois terços do período de translação mercuriano, e propôs que uma forma diferente de sincronismo pelo efeito da maré havia ocorrido no planeta no qual a relação entre a rotação e a translação estavam sincronizadas em 3:2 ao invés da ressonância de 1:1 que era esperada.[113] Dados da sonda espacial Mariner 10 confirmaram posteriormente este teoria.[114] Isto significa que os mapas de Schiaparelli e Antoniadi não estavam completamente “errados”. Em vez disso, os astrônomos viram a mesma característica durante cada “segundo” orbital e o registraram, mas negligenciaram aqueles vistos no meio tempo, quando a outra face de Mercúrio estava voltada para o Sol, uma vez que estas a geometria orbital implicou que estas observações foram feitas sob condições de visibilidade ruins.[104]
Pesquisas de observações terrestres não revelaram muito sobre a estrutura do planeta, e não foi até que a primeira sonda espacial fosse enviada, que muitas das mais básicas propriedades fundamentais do planeta foram conhecidas. Todavia, avanços tecnológicos recentes tem melhorados estas observações terrestres. Em 2000, observações em alta-resolução pelo método Lucky imaging foram conduzidas pelo Observatório Monte Wilson e forneceram as primeiras visões que solucionaram as características da superfície que não foram fotografadas pela missão Mariner.[115] Imagens posteriores evidenciaram uma grande bacia de impacto com um anel duplo, maior ainda que a Bacia Caloris na região não fotografada pela Mariner e tem sido informalmente apelidada de Bacia Skinakas.[116]
A maior parte da superfície tem sido mapeada pelo telescópio de Arecibo, com uma resolução de 5 km, incluindo depósitos polares nas regiões de sombra das crateras que podem conter gelo.[117]
[editar] Pesquisa com sondas espaciais
Alcançar Mercúrio a partir da Terra apresenta desafios técnicos significantes, uma vez que a órbita do planeta é mais próxima do Sol do que a terrestres. Uma espaçonave lançada da Terra precisaria viajar por 91 milhões de quilômetros adentrando a poço de potencial gravitacional do Sol e a velocidade orbital mercuriana é de 48 km/s enquanto a terrestre é de 30 km/s. Portanto, uma espaçonave precisa realizar uma grande mudança em sua velocidadedelta-v para entrar na órbita de transferência de Hohmann que passa perto de Mercúrio, comparada com a velocidade delta-v necessária para outras missões planetárias.[118]
A energia potencial liberada pelo movimento em direção ao poço de potencialenergia cinética, exigindo outra grande alteração no delta-v para fazer qualquer coisa diferente de passar rapidamente direto por Mercúrio. Para pousar com segurança ou entrar em órbita estável a espaçonave deve contar com motores de foguetes. Frenagem a ar está fora de cogitação por causa da tênue atmosfera, além disso uma viagem para Mercúrio exige mais combustível do que para escapar completamente do sistema solar. Como resultado, apenas duas sondas espaciais foram enviadas ao planeta até o momento.[119] Uma alternativa de aproximação proposta seria a utilização de velas solares para atinigur uma órbita sincronizada a mercuriana ao redor do Sol.[120] solar torna-se
[editar] Mariner 10
A primeira espaçonave a visitar mercúrio foi a sonda Mariner 10 da NASA (1974–75).[8] e utilizou a força da gravidade de Vênus para ajustar sua velocidade orbital para que pudesse se aproximar de Mercúrio, tornado-se a primeira nave espacial a utilizar o efeito da gravidade assistida e a realizar uma missão de visita a múltiplos planetas.[118] A sonda forneceu as primeiras imagens aproximadas da superfície mercuriana, que imediatamente mostraram sua natureza repleta de crateras, e revelou muitos outros tipos de características geológicas, tais como declives gigantes que foram posteriormente atribuídos ao efeito do planeta vagarosamente encolhendo em função do núcleo de ferro resfriando.[121] Infelizmente, devido ao comprimento do período orbital da Mariner 10, a mesma face do planeta estava iluminada a cada aproximação da sonda tornando impossível a observação de ambos os lados do planeta[122] e resultando num mapeamento de menos de 45% da superfície planetária.[123]
No dia 27 de março de 1974, dois dias antes do primeiro sobrevoo sobre Mercúrio, os instrumentos da sonda começaram a registrar grandes quantidades de uma inesperada radiação ultravioleta próximo a mercúrio. Isto levou a tentativa de identificação de um satélite mercuriano. Pouco depois, a fonte de radiação foi identificada com a estrela 31 da constelação de crater e a lua mercuriana passou para os livros da história da astronomia como uma nota de rodapé.
A sonda realizou três aproximações de Mercúrio, e a mais próxima passou a uma distância de 327 km of the surface.[124] Na primeira aproximação, os instrumentos detectaram um campo magnético, para a surpresa geral dos geólogos planetários – esperava-se que a rotação mercuriana fosse muito lenta para gerar um efeito dínamo significante. A segunda aproximação foi utilizada primariamente para obtenção de imagens e a terceira para uma extensiva coleta de dados sobre o campo magnético. Os dados revelaram que o campo magnético é semelhante ao terrestre, defletindo o vento solar em torno do planeta. Entretanto, a origem do campo magnético mercuriano ainda é matéria de muitas teorias.[125]
Poucos dias após sua aproximação final, a sonda esgotou seu combustível e não pode mais ser controlada com precisão, quando então os controladores da missão instruíram então que a sonda se auto-desligasse em 24 de março de 1975.[126] A sonda provavelmente ainda está orbitando o Sol, passando próximo ao planeta com um freqüência de poucos meses.[127]
[editar] MESSENGER
Uma segunda missão da NASA para Mercúrio, nomeada MESSENGER (acrônimoMErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) foi lançada em 3 de agosto de 2004 do Cabo Canaveral abordo do foguete Delta II, fazendo um sobrevoo na Terra em agosto de 2005, e em Vênus em outubro de 2006 e junho de 2007 de modo a estabelecer uma trajetória correta para alcançar a órbita mercuriana.[128] O primeiro sobrevoo em Mercúrio aconteceu no dia 14 de janeiro de 2008 e um segundo em 6 de outubro de 2008,[129] e um terceiro em 29 de setembro de 2009.[130] A maior parte da superfície não fotografada pela sonda anterior, tem sido mapeada durante estes sobrevoos e em março de 2011 a sonda provavelmente entrará em órbita em torno do planeta tendo a missão de mapeamento a duração de 1 ano terrestre.[129] de
A missão foi projetada para esclarecer seis pontos chaves: A alta densidade mercuriana, sua história geológica, a natureza de seu campo magnético, a estrutura de seu núcleo, e a existência ou não de gelo em seus pólos e de onde vem sua tênue atmosfera. Para cumprir esta missão, a sonda está equipada com dispositivos fotográficos que irão coletar imagens com resolução muito maior de muito mais áreas do que a Mariner 10, espectrômetros variados para determinar a abundância dos elementos na crosta, magnetómetros e dispositivos para medição da velocidade de partículas carregadas. Medições detalhadas de pequenas mudanças na velocidade da sonda e sua órbita serão utilizadas para inferir detalhes sobre a estrutura do interior do planeta.[22]
[editar] BepiColombo
A Agência Espacial Europeia está planejando uma missão conjunta com o Japão chamada BepiColombo, que irá orbitar mercúrio com duas sondas: uma para mapear o planeta e outra para estudar sua magnetosfera.[131] Uma vez lançada, estima-se que a espaçonave alcançará Mercúrio em 2019.[132] A espaçonave irá liberar uma sonda magnetométrica em um órbita eliptica, e então foguetes químicos irão queimar para colocar a sonda mapeadora em uma órbita circular. Ambas as sondas irão operar por um ano terreste.[131] A sonda mapeadora irá carregar uma matriz de espectômetros semelhantes ao da MESSENGER, que irão estudar o planeta em vários comprimentos de onda incluindo infravermelho, ultravioleta, raio-x e radiação gama.[133]
[editar] Mercúrio na cultura
[editar] Mitologia e astrologia
A origem do nome provém do deus Mercúrio, mensageiro dos deuses da mitologia romana, devido ao movimento rápido do planeta no céu em relação a outros planetas. Higino disse que sua dedicação ao deus se devia ao fato de que ele havia sido o primeiro a estabelecer os meses e a perceber o curso das constelações.[134] Na astrologia, o planeta está associado com a capacidade de aprender, se adaptar, trocar e desenvolver sociabilidade e de se expressar e é o regente do signo de Gêmeos e Virgem, comandando a terceira e sexta casa do zodíaco.[135][136][137] O movimento retrógado aparente do planeta influencia tudo que se relaciona a este de modo a provocar interrupção ou desentendimentos nas formas de comunicação regidas pelo planeta.[138]
[editar] Ficção científica
O pequeno tamanho de Mercúrio e sua proximidade com o Sol tornaram as observações científicas iniciais difíceis, e isso afetou o modo como foi representado na cultura. Em 1750 o Cavaleiro de Béthune escreveu um livro, Relation du monde de Mercure, onde o imaginou habitado por uma população de seres alados, cuja morte não era compulsória, e em perpétuo desfrute beatífico da luz do Sol. No século XIX apareceu mais literatura especulativa, entre ela Ariel (1886), de W. D. Lach-Szyrma, que imaginou seres mercurianos vivendo em sofisticados carros voadores nas várias camadas de uma suposta atmosfera planetária. Em 1893 Giovanni Schiaparelli declarou que Mercúrio mantinha sempre a mesma face voltada para o Sol, no que concordou Percival Lowell, gerando um farto imaginário literário de um planeta com um de seus lados extremamente quente e outro extremamente frio. Esta suposição equivocada persistiu até 1965, quando se descobriu a rotação mercuriana, mas então um copioso folclore e literatura ficcional e até mesmo humorística havia sido produzido incorporando este engano. Em algumas novelas o planeta foi apresentado inabitado, em outras como lar de monstros, e em outras mais, povoado por uma diversidade de seres humanóides. Em The Last Planet (1934) de R. F. Starzl, e em Intelligence Undying (1936) de Edmond Hamilton, Mercúrio foi descrito como o refúgio da humanidade quando o Sol esfria.[139]
Na década de 1950, quando o gênero da ficção científica começou a ser mais baseado em fatos, a hostilidade do ambiente mercuriano deu origem a histórias mais violentas, como Battle on Mercury (1956), de Lester del Rey, Lucky Starr and the Big Sun of Mercury (1956) de Isaac Asimov, Hot PlanetThe Coldest Place (1964) de Larry Niven, e Mission to Mercury (1965) de Hugh Walter, entre muitas outras. Mesmo quando a rotação planetária foi descoberta, e quando em 1975 foi confirmada a ausência de atmosfera, o estilo da geração anterior de novelistas confinuou prevalecendo, mas sua concepção como um planeta habitado logo desapareceu da literatura. Em seu lugar, surgiu na ficção uma idéia de que Mercúrio poderia ser uma base para a exploração do Sol, como em Sundliver (1980) de David Brin, ou como uma fonte de minerais exploráveis, da forma como Stephen Baxter o mostrou em Cilia-of-Gold (1994). Tom Purdom em 2000 publicou Romance in Extended Time, onde Mercúrio é a base para terraformação, sendo circundado por uma grande estufa, e em Kath and Quicksilver (2005), de Larry Niven e Brenda Cooper, Mercúrio aparece lentamente engolfado pelo Sol em expansão.[139] (1963) de Hal Clement,
FONTE: Wikipédia, a Enciclopédia Livre.
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