Mercúrio (planeta): descoberta, características, composição, órbita, movimento - Ciência - 2023

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Mercúrio É o planeta mais próximo do Sol e também o menor dos 8 planetas principais do sistema solar. Pode ser visto a olho nu, embora não seja fácil de encontrar. Apesar disso, este pequeno planeta é conhecido desde os tempos antigos.

Os astrônomos sumérios registraram sua existência por volta do século XIV AC, no Mul-Apin, um tratado de astronomia. Lá eles deram a ele o nome de Udu-Idim-Gu ou "planeta do salto", enquanto os babilônios o chamavam de Nabu, mensageiro dos deuses, o mesmo significado que o nome de Mercúrio tinha para os antigos romanos.

Como Mercúrio é visível (com dificuldade) ao amanhecer ou ao anoitecer, os antigos gregos demoraram a perceber que se tratava do mesmo objeto celeste, por isso chamaram o Mercúrio de Apolo ao amanhecer e o de Hermes ao anoitecer, a correspondência dos deuses.

O grande matemático Pitágoras tinha certeza de que era a mesma estrela e propôs que Mercúrio poderia passar na frente do disco solar visto da Terra, como o faz.

Este fenômeno é conhecido como transito e ocorre em média cerca de 13 vezes a cada século. O último trânsito de Mercúrio ocorreu em novembro de 2019 e o próximo será em novembro de 2032.

Outros astrônomos de culturas antigas, como maias, chineses e hindus, também coletaram impressões de Mercúrio e de outros pontos luminosos que se moviam no céu mais rápido que as estrelas ao fundo: os planetas.

A invenção do telescópio levou ao estudo do objeto elusivo. Galileu foi o primeiro a ver Mercúrio com instrumentos óticos, embora o mensageiro celeste tenha mantido muitos de seus segredos ocultos até o advento da era espacial.

Características gerais

Planeta interno

Mercúrio é um dos 8 planetas principais do sistema solar e, juntamente com a Terra, Vênus e Marte formam os 4 planetas internos, o mais próximo do Sol e caracterizado por ser rochoso. É o menor entre todos e aquele com a massa mais baixa, mas em vez disso é o mais denso depois da Terra.

Dados obtidos

Muitos dos dados sobre Mercúrio vêm da sonda Mariner 10, lançada pela NASA em 1973, cujo objetivo era coletar dados de Vênus e Mercúrio vizinhos. Até então, muitas características do pequeno planeta eram desconhecidas.

Ressalta-se que não é possível apontar telescópios como o Hubble para Mercúrio, dada a sensibilidade do equipamento à radiação solar. Por isso, além das sondas, boa parte dos dados do planeta vêm de observações feitas por radar.

Atmosfera

A atmosfera mercuriana é muito fina e a pressão atmosférica ali é um trilionésimo da da Terra. A fina camada gasosa consiste em hidrogênio, hélio, oxigênio e sódio.

Mercúrio também tem seu próprio campo magnético, quase tão antigo quanto o próprio planeta, semelhante em forma ao campo magnético da Terra, mas muito menos intenso: apenas 1%.

Temperaturas

Quanto às temperaturas em Mercúrio, são as mais extremas entre todos os planetas: durante o dia atingem 430ºC em alguns locais, o suficiente para derreter o chumbo. Mas à noite as temperaturas caem para -180 ºC.

No entanto, o dia e a noite de Mercúrio diferem muito do que experimentamos na Terra, então mais tarde é explicado como um viajante hipotético que chegasse à superfície os veria.

Resumo das principais características físicas do planeta

-Massa: 3.3 × 10²³ kg

- Raio equatorial: 2.440 km ou 0,38 vezes o raio da Terra.

-Forma: o planeta Mercúrio é uma esfera quase perfeita.

- Distância média ao Sol: 58.000.000 km

-Temperatura: em média 167 ºC

-Gravidade: 3,70 m / s²

- Campo magnético próprio: sim, cerca de intensidade de 220 nT.

-Atmosfera: desmaiar

-Densidade: 5430 kg / m³

-Satélites: 0

-Argolas: não tem.

Movimento de tradução

Mercúrio executa um movimento translacional em torno do Sol de acordo com as leis de Kepler, o que indica que as órbitas dos planetas são elípticas. Mercúrio segue a órbita mais elíptica - ou alongada - de todos os planetas e, portanto, tem a maior excentricidade: 0,2056.

A distância máxima Mercúrio-Sol é de 70 milhões de quilômetros e a mínima de 46 milhões. O planeta leva cerca de 88 dias para completar uma revolução ao redor do Sol, com uma velocidade média de 48 km / s.

Isso o torna o mais rápido dos planetas a orbitar o Sol, fazendo jus ao seu nome de mensageiro alado; no entanto, a velocidade de rotação em torno de seu eixo é consideravelmente mais lenta.

Mas o engraçado é que Mercúrio não segue a mesma trajetória da órbita anterior, ou seja, não retorna ao mesmo ponto de partida da época anterior, mas experimenta um pequeno deslocamento, denominado precessão.

É por isso que se acreditou por um tempo que havia uma nuvem de asteróide ou talvez um planeta desconhecido que perturbava a órbita, que foi chamado de Vulcano.

Porém, a teoria geral da relatividade poderia explicar de forma satisfatória os dados medidos, uma vez que a curvatura do espaço-tempo é capaz de deslocar a órbita.

No caso de Mercúrio, a órbita sofre um deslocamento de 43 segundos de arco por século, valor que pode ser calculado precisamente a partir da relatividade de Einstein. Os outros planetas têm deslocamentos próprios muito pequenos, que até agora não foram medidos.

Dados de movimento de mercúrio

A seguir estão os números que são conhecidos sobre o movimento de Mercúrio:

- Raio médio da órbita: 58.000.000 km.

–Inclinação da órbita: 7º com respeito ao plano orbital da Terra.

-Excentricidade: 0.2056.

–Velocidade orbital média: 48 km / h

–Período de tradução: 88 dias

–Período de rotação: 58 dias

–Dia solar: 176 dias terrestres

Quando e como observar Mercúrio

Dos cinco planetas visíveis a olho nu, Mercúrio é o mais difícil de detectar, pois sempre aparece muito próximo ao horizonte, obscurecido pela luz do sol, e desaparece após um curto período de tempo. Além disso, sua órbita é a mais excêntrica (oval) de todas.

Mas existem épocas do ano mais apropriadas para examinar o céu em sua pesquisa:

–No hemisfério norte: de março a abril durante o crepúsculo, e de setembro a outubro antes do amanhecer.

-Nos trópicos: durante todo o ano, em condições favoráveis: céu limpo e longe da luz artificial.

–No hemisfério sul: durante setembro e outubro antes do nascer do sol, e de março a abril após o pôr do sol. Geralmente é mais fácil ver a partir dessas latitudes porque o planeta permanece acima do horizonte por mais tempo.

Mercúrio parece um ponto de luz branco ligeiramente amarelado que não pisca, ao contrário das estrelas. É melhor ter binóculos ou um telescópio com o qual você possa ver suas fases.

Mercúrio às vezes permanece visível no horizonte por mais tempo, dependendo de onde está em sua órbita. E embora seja mais brilhante na fase completa, paradoxalmente parece melhor quando aumenta ou diminui. Para conhecer as fases de Mercúrio, é aconselhável visitar sites especializados em astronomia.

Em qualquer caso, as melhores oportunidades são quando está no seu alongamento máximo: o mais longe possível do Sol, para que o céu mais escuro facilite a sua observação.

Outro bom momento para observar este e os outros planetas é durante um eclipse solar total, pelo mesmo motivo: o céu está mais escuro.

Movimento rotatório

Em contraste com seu rápido movimento orbital, Mercúrio gira lentamente: leva quase 59 dias terrestres para fazer uma revolução em torno de seu eixo, que é conhecido como dia sideral. Portanto, um dia sideral em Mercúrio dura quase tanto quanto o ano: na verdade, para cada 2 “anos”, passam três “dias”.

As forças da maré que surgem entre dois corpos sob atração gravitacional, são responsáveis por diminuir a velocidade de rotação de um ou de ambos. Quando isso acontece, diz-se que existe acoplamento de maré.

O acoplamento de maré é muito comum entre planetas e seus satélites, embora possa ocorrer entre outros corpos celestes.

Um caso especial de acoplamento ocorre quando o período de rotação de um deles é igual ao período de translação, como a lua. Sempre nos mostra o mesmo rosto, pois é em vermelho.tação síncrona.

Porém, com Mercúrio e o Sol não acontece exatamente assim, já que os períodos de rotação e translação do planeta não são iguais, mas na proporção de 3: 2. Este fenômeno é conhecido como ressonância spin-órbita e também prevalece no sistema solar.

Graças a isso, coisas peculiares podem acontecer em Mercúrio, vejamos:

Dia e noite em Mercúrio

Se um dia solar é o tempo que leva para o Sol aparecer em um ponto e reaparecer no mesmo lugar, então em Mercúrio o Sol nasce duas vezes no mesmo dia (solar), o que leva 176 dias terrestres lá (ver figura 5)

Acontece que há momentos em que a velocidade orbital e a velocidade rotacional são iguais, então parece que o Sol recua no céu e retorna ao mesmo ponto de onde saiu, e então avança novamente.

Se a barra vermelha na figura fosse uma montanha, começar na posição 1 seria meio-dia no topo. Nas posições 2 e 3, o Sol ilumina uma parte da montanha até se pôr no oeste, na posição 4. Nessa altura, ele já percorreu metade da órbita e já se passaram 44 dias terrestres.

Nas posições 5, 6, 7, 8 e 9 é noite na montanha. Ao ocupar o 5, ele já deu uma volta completa em seu eixo, girando ¾ de volta em sua órbita ao redor do Sol. Às 7 é meia-noite e 88 dias terrestres se passaram.

Outra órbita é necessária para voltar ao meio-dia, tendo que passar pelas posições 8 a 12, o que leva mais 88 dias, num total de 176 dias terrestres.

O astrônomo italiano Giuseppe Colombo (1920-1984) foi o primeiro a estudar e explicar a ressonância 3: 2 do movimento de Mercúrio.

Composição

A densidade média de Mercúrio é 5.430 kg / m³, pouco menos do que o terrestre. Este valor, conhecido graças à sonda Mariner 10, ainda é surpreendente, levando em consideração que Mercúrio é menor que a Terra.

Dentro da Terra a pressão é maior, então há uma compressão extra sobre a matéria, que diminui o volume e aumenta a densidade. Se este efeito não for levado em consideração, Mercúrio acaba sendo o planeta com a maior densidade conhecida.

Os cientistas acreditam que é devido a um alto teor de elementos pesados. E o ferro é o elemento pesado mais comum no sistema solar.

Em geral, a composição do mercúrio é estimada em 70% de conteúdo metálico e 30% de silicatos. Em seu volume estão:

-Sódio

-Magnésio

-Potássio

-Cálcio

-Ferro

E entre os gases estão:

-Oxigênio

-Hidrogênio

-Hélio

-Traces de outros gases.

O ferro presente em Mercúrio está em seu núcleo, em uma quantidade que excede em muito o estimado em outros planetas. Além disso, o núcleo de Mercúrio é comparativamente o maior de todos no sistema solar.

Outra surpresa é a existência de gelo nos pólos, que também é coberto por matéria orgânica escura. É surpreendente porque a temperatura média do planeta é muito alta.

Uma explicação é que os pólos de Mercúrio estão sempre em perpétua escuridão, protegidos por altas falésias que impedem a chegada da luz solar e também porque a inclinação do eixo de rotação é zero.

Quanto à sua origem, especula-se que a água pode ter chegado a Mercúrio trazida por cometas.

Estrutura interna

Como todos os planetas terrestres, existem três estruturas características em Mercúrio:

-O núcleo metálico no centro, sólido por dentro, derretido por fora

-Uma camada intermediária chamada manto

- Camada externa o Córtex.

É a mesma estrutura que tem a Terra, com a diferença de que o núcleo de Mercúrio é muito maior, proporcionalmente falando: aproximadamente 42% do volume do planeta é ocupado por essa estrutura. Por outro lado, na Terra, o núcleo ocupa apenas 16%.

Como é possível chegar a essa conclusão da Terra?

Foi por meio de observações de rádio feitas pela sonda MESSENGER, que detectou anomalias gravitacionais em Mercúrio. Como a gravidade depende da massa, as anomalias fornecem pistas sobre a densidade.

A gravidade de Mercúrio também alterou significativamente a órbita da sonda. Somado a isso, os dados do radar revelaram as precessões do planeta: o eixo de rotação do planeta tem seu próprio giro, mais uma indicação da presença de um núcleo de ferro fundido.

Resumindo:

- Anomalia gravitacional

-Movimento de recessão

-Alterações na órbita do MENSAGEIRO.

Este conjunto de dados, somado a tudo o que a sonda conseguiu coletar, concorda com a presença de um núcleo metálico, grande e sólido por dentro, e ferro fundido por fora.

O núcleo de Mercúrio

Existem várias teorias para explicar esse curioso fenômeno. Um deles afirma que Mercúrio sofreu um impacto colossal durante sua juventude, que destruiu a crosta e parte do manto do planeta recém-formado.

O material, mais leve que o núcleo, foi jogado no espaço. Mais tarde, a atração gravitacional do planeta puxou alguns dos destroços e criou um novo manto e uma crosta fina.

Se um grande asteróide fosse a causa do impacto, seu material poderia ser combinado com o do núcleo original de Mercúrio, dando-lhe o alto teor de ferro que possui hoje.

Outra possibilidade é que, desde seu início, o oxigênio seja escasso no planeta, dessa forma o ferro é conservado como ferro metálico ao invés de formar óxidos. Nesse caso, o espessamento do núcleo tem sido um processo gradual.

geologia

Mercúrio é rochoso e desértico, com amplas planícies cobertas por crateras de impacto. Em geral, sua superfície é bastante semelhante à da lua.

O número de impactos é indicativo da idade, pois quanto mais crateras houver, mais velha será a superfície.

A maioria dessas crateras data da época de bombardeio pesado tardio, um período em que asteróides e cometas freqüentemente atingiam planetas e luas do sistema solar. Portanto, o planeta está geologicamente inativo há muito tempo.

A maior das crateras é a bacia Caloris, com 1.550 km de diâmetro. Essa depressão é cercada por uma parede de 2 a 3 km de altura criada pelo impacto colossal que formou a bacia.

Nos antípodas da bacia Caloris, ou seja, no lado oposto do planeta, a superfície está rachada devido às ondas de choque produzidas durante o impacto que se movem no interior do planeta.

As imagens revelam que as regiões entre as crateras são planas ou suavemente onduladas. Em algum momento de sua existência, Mercúrio teve atividade vulcânica, porque essas planícies foram provavelmente criadas por fluxos de lava.

Outra característica distintiva da superfície de Mercúrio são numerosos penhascos longos e íngremes, chamados escarpas. Essas arribas devem ter se formado durante o resfriamento do manto, que ao encolher fez com que surgissem numerosas fissuras na crosta.

Mercúrio está encolhendo

O menor dos planetas do sistema solar está perdendo tamanho e os cientistas acreditam que isso ocorre porque não possui placas tectônicas, ao contrário da Terra.

As placas tectônicas são grandes seções de crosta e manto que flutuam acima do astenosfera, uma camada mais fluida pertencente ao manto. Essa mobilidade dá à Terra uma flexibilidade que planetas sem tectonismo não têm.

No início, Mercúrio era muito mais quente do que agora, mas à medida que esfria, ele se contrai gradualmente. Assim que o resfriamento parar, especialmente o do núcleo, o planeta irá parar de encolher.

Mas o que é impressionante neste planeta é a rapidez com que está acontecendo, para a qual ainda não há uma explicação consistente.

Missões para Mercúrio

Foi o menos explorado dos planetas internos até os anos 70, mas desde então várias missões não tripuladas aconteceram graças às quais muito mais se sabe sobre este pequeno planeta surpreendente:

Mariner 10

A última das sondas Mariner da NASA sobrevoou Mercúrio três vezes, de 1973 a 1975. Ela conseguiu mapear pouco menos da metade da superfície, apenas no lado iluminado pelo sol.

Com o combustível gasto, o Mariner 10 está à deriva, mas forneceu informações valiosas sobre Vênus e Mercúrio: imagens, dados sobre o campo magnético, espectroscopia e muito mais.

MESSENGER (MErcúrio, Superfície, Ambiente Espacial, Geoquímicae variando)

Essa sonda foi lançada em 2004 e conseguiu entrar na órbita de Mercúrio em 2011, a primeira a fazê-lo, já que a Mariner 10 só poderia voar sobre o planeta.

Entre suas contribuições estão:

-Imagens de alta qualidade da superfície, incluindo o lado não iluminado, que era semelhante ao lado já conhecido graças ao Mariner 10.

-Medições geoquímicas com várias técnicas de espectrometria: nêutrons, raios gama e raios-X.

-Magnetometria.

-Espectrometria com luz ultravioleta, visível e infravermelha, para caracterizar a atmosfera e realizar um mapeamento mineralógico da superfície.

Os dados coletados pelo MESSENGER mostram que o campo magnético ativo de Mercúrio, assim como o da Terra, é produzido por um efeito dínamo criado pela região líquida do núcleo.

Também determinou a composição da exosfera, uma camada externa muito fina da atmosfera mercuriana, que tem uma forma peculiar de cauda de 2 milhões de quilômetros de extensão, devido à ação do vento solar.

A sonda MESSENGER terminou sua missão em 2015 ao se chocar contra a superfície do planeta.

BepiColombo

Esta sonda foi lançada em 2018, pela Agência Espacial Europeia e pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão. Foi nomeado em homenagem a Giuseppe Colombo, o astrônomo italiano que estudou a órbita de Mercúrio.

É composto por dois satélites: MPO: Mercury Planetary Orbiter e MIO: Mercury Magnetospheric Orbiter. A previsão é de chegar às proximidades de Mercúrio em 2025 e tem como objetivo estudar as principais características do planeta.

Alguns objetivos são para BepiColombo trazer novas informações sobre o notável campo magnético de Mercúrio, o centro de massa do planeta, a influência relativística da gravidade solar no planeta e a estrutura peculiar de seu interior.

Referências

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