O Sistema Solar - Mercúrio

Dando inicio a uma série de artigos sobre os planetas do sistema solar, Mercúrio, o primeiro planeta do sistema é também um poço de curiosidades.

Sendo o menor e mais interno planeta do sistema, completa um dia a cada 87 dias terrestres e seu diâmetro é de 4.900 km, seu eixo é o que apresenta menor inclinação no sistema solar.

As primeiras missões  a nos trazer informações sobre Mercúrio foram a Mariner 10, que mapeou cerca de 40% do planeta nos anos de 1974 e 1975 e Messenger que mapeou os outros 60% nos anos de 2008 a 2011.

Com semelhança a nossa Lua, Mercúrio possui algumas crateras de impacto na sua superfície e quase sem nenhuma presença de atmosfera, mas a grande diferença é que Mercúrio possui uma grande quantidade de ferro no seu núcleo, o que faz ter uma atividade magnética, diferente da Lua, sua força magnética corresponde a 1% do planeta Terra, a temperatura varia em cerca de −173 °C a 427 °C.

As primeiras observações foram feitas a mais ou menos 3000 anos atras e foi batizado pelos romanos com o nome do deus da venda Mercúrio, foi imaginado primeiro que ao nascer e por do sol eram dois objetos diferentes e também foi batizado de Hermes.

Estrutura Interna

Sendo um corpo rochoso como a Terra, Mercúrio é menor que dois satélites, as luas Ganimedes e Titã, mas tem mais massa, composto de 70% de metal e outros 30% de silicatos, sua densidade é a segunda maior, perdendo apenas para o nosso planeta.

Sua densidade pode ser usada para descobrir detalhes da sua estrutura interna, Mercúrio sendo menor, implica que seu núcleo deve ser bem maior, em relação a Terra, o tamanho total do núcleo é que ele seja de 42% do planeta, enquanto a Terra é de 17%, o manto tem aproximadamente 500 á 700 km de espessura e a crosta entre 100 a 300 km.

A concentração de ferro presente no centro do planeta é maior do que qualquer outro planeta solar, a teoria mais aceita é que essa concentração venha de um impacto com outro corpo de aproximadamente 1/6 do seu tamanho e causou a remoção de grande parte de sua crosta e manto, mantendo a rica concentração metálica do núcleo com poucos compostos do silicato no manto e crosta.

Geologia da Superfície

A similaridade com a lua apresenta grande planícies áridas e grandes crateras, indicando que a atividade geológica sessou a bilhões de anos, com os dados obtidos da sonda Marines em 1975 e das observações terrestres, ele é o planeta rochoso menos compreendido. Conforme os dados da missão Messenger forem compilados, o entendimento sobre o planeta aumentará. Como por exemplo, uma cratera incomum com partes radiantes, que foi batizada com o nome de "a aranha", mais tarde foi chamada de Apolodoro.

Intensamente bombardeado por cometa e asteroide durante toda sua existência, facilitado pela inexistência de atmosfera do planeta, a atividade vulcânica também ajudou a esculpir a superfície como conhecemos hoje, dados da missão Messenger de 2008 mostram que sua superfície é mais heterogênea que a marciana ou a lunar, tendo menos falhas geológicas.

Superfície e Exosfera

A temperatura média da superfície de Mercúrio é de 170°, mas varia numa faixa de -170° a 420° devido à ausência de atmosfera, mesmo as temperaturas serem muito altas na superfície, os dados apontam para a presença de gelo no planeta, as crateras muito profundas não recebem luz solar e ali a temperatura se mantem próximo a 38°, bem abaixo da média global, a origem do gelo é ainda um mistério, duas possíveis fontes são: desgaseificação do interior do planeta ou decomposição de cometas.

Seu pequeno tamanho e sua temperatura influenciam a gravidade a reter uma atmosfera por um longo período de tempo, mas o planeta possui uma leve exosfera, que contem gases como hidrogênio, hélio oxigênio, sódio, cálcio e outros, ela não tem uma estabilidade permanente, continuamente átomos são perdidos e repostos de vários meios, o hidrogênio e o hélio podem vir dos ventos solares, o sódio, potássio e cálcio podem ter origem na vaporização de impactos de pequenos meteoritos.

Campo Magnético e Magnetosfera

Mesmo tendo um tamanho reduzido e uma lenta velocidade de rotação, o planeta tem um campo magnético bem relevante e a atividade é gerada para todo o planeta, com dados da sonda Mariner 10, a força equivale a 1% da atividade magnética terrestre, junto com os dados da sonda Messenger, indicaram que a força e o formato do campo é estável.

O campo magnético possivelmente é gerado pelo efeito dínamo, similar com o terrestre, este efeito é o resultado da movimentação de um núcleo liquido rico em ferro, o estado liquido do ferro presente no núcleo pode ser por fortes efeitos da gravidade no planeta, a força do campo é forte o suficiente para repelir os ventos solares para em torno do planeta, assim criando uma magnetosfera, mesmo sendo menor que a terrestre, é capaz de capturar o plasma do vento solar, assim ajudando na erosão da superfície do planeta.

Órbita e Rotação

Mercúrio tem excentricidade orbital de 0,21, a maior entre todos os planetas, com a distância do Sol variando de 46 a 70 milhões de quilômetros, ele leva 87 dias terrestres para completar um período de translação. O diagrama à esquerda ilustra os efeitos da excentricidade, mostrando a órbita de Mercúrio sobrepondo uma órbita circular com o mesmo semieixo maior. 

O tamanho das esferas é inversamente proporcional a sua distância do Sol e é utilizado para ilustrar a variação da distância heliocêntrica. Esta ressonância faz com que um dia em Mercúrio dure exatamente dois anos, ou seja, cerca de 176 dias terrestres. A órbita mercuriana está inclinada em 7º em relação ao plano da órbita da Terra ( a eclíptica ). 

Como resultado, o trânsito de Mercúrio sobre o Sol ocorre apenas quando o planeta está cruzando o plano eclíptico terrestre, evento que acontece em média a cada sete anos. Isto significa que, para um observador no polo de Mercúrio, o centro do Sol nunca ascenderia mais de 2,1 minutos de arco acima do horizonte. Em certos pontos da superfície do planeta, um observador veria o Sol subir até aproximadamente a metade do caminho e então reverter e se pôr antes de nascer novamente, tudo isso no mesmo dia mercuriano. Isto ocorre porque, aproximadamente quatro dias terrestres antes do periélio, a velocidade orbital angular se iguala à 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 retrógrado. 

Quatro dias após o periélio, o movimento aparente do Sol reinicia nesses pontos. Mercúrio atinge a conjunção inferior (aproximação da Terra) a cada 116 dias terrestres, em média, mas este intervalo pode variar entre 105 e 129 dias, devido à órbita excêntrica do planeta. Esta grande variação se deve à alta excentricidade orbital do planeta.

Observação

A magnitude aparente mercuriana varia entre - 2,6 – mais brilhante que Siriús (a estrela mais brilhante) – e 5,7 (aproximadamente o limite teórico de visibilidade a olho nu), ocorrendo os extremos quando Mercúrio está bem perto do Sol no céu.

A observação do planeta é complicada devido a sua proximidade do Sol, já que ele se perde no brilho solar por grande parte do tempo. Assim como outros planetas e estrelas mais brilhantes, Mercúrio pode ser visto durante eclipses totais do Sol. Como a Lua e Vênus, 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 da proximidade relativa do Sol. Entretanto, a aparição mais brilhante de Mercúrio (fase “cheia”) é uma ocasião impossível para a observação prática, por causa da extrema proximidade do Sol. Nessas duas oportunidades, a separação de Mercúrio do Sol varia entre 17,9 ° no periélio e 27,8 ° no afélio.

 A maior elongação oeste é a ocasião em que Mercúrio nasce mais cedo antes do Sol, enquanto a maior elongação leste é quando ele se põe mais tarde depois do Sol. Mercúrio é mais facilmente visível nas latitudes tropicais e subtropicais do que em latitudes maiores, o que é o resultado de dois efeitos: o Sol ascende e descende em ângulos maiores no horizonte, portanto o período de crepúsculo é menor, e em certas épocas do ano, a eclíptica faz interseção com o horizonte em um ângulo muito grande, significando que Mercúrio pode estar relativamente alto (a até 28°) em um céu totalmente escuro. 

Essas condições podem existir, por exemplo, depois do por do sol perto do equinócio da primavera, em março/abril no sul dos Estados Unidos ou em setembro/outubro na África do Sul e Austral ásia. Em latitudes temperadas, a observação é frequentemente mais fácil do hemisfério sul terrestre do que do norte, porque no hemisfério sul as elongações máximas a oeste do Sol ocorrem no início do outono e as elongações máximas a leste no final do inverno.

Em ambos os casos, o ângulo de Mercúrio com a eclíptica é maximizado, permitindo que ele nasça várias horas antes do Sol na primeira situação e várias horas após o por do Sol em países localizados na zona sul temperada, tais como Argentina e Nova Zelândia. Por outro lado, nos principais centros populacionais das altas latitudes ao norte, Mercúrio nunca está acima do horizonte em condições de luminosidade adequadas.

Observações de Mercúrio por telescópio baseadas na Terra revelam apenas um disco parcial iluminado, com detalhe limitado. A primeira das duas naves espaciais a visitar o planeta foi a Mariner 10, que mapeou cerca de 45 % da superfície entre 1974 e 1975. A segunda é a nave MESSENGER que, depois de três sobrevoos de Mercúrio entre 2008 e 2009, entrou em órbita em 17 de março de 2011, para mapear e estudar o restante do planeta.

Estudos

As mais antigas observações registradas de Mercúrio são das tabelas de Mul. Estas observações foram provavelmente feitas por um astrônomo assírio por volta do século XIV, (“O planeta que pula”) Registros babilônicos de Mercúrio datam do primeiro milênio.  

Posteriormente, os gregos chamaram o planeta de Apolo quando estava visível no céu da manhã e Hermes quando visível no entardecer. os astrônomos gregos perceberam que os dois nomes se referiam ao mesmo corpo celeste, Hermes, nome planetário que foi mantido no grego moderno. 

Os romanos batizaram o planeta com o nome do seu deus mensageiro com asas nos pés, Mercúrio (em latim, Mercurius), equivalente ao grego Hermes, em virtude de o astro cruzar o firmamento mais rápido que qualquer outro planeta. O símbolo astronômico para Mercúrio é uma versão estilizada do caduceu de Hermes. O astrônomo romano-egípcio Ptolomeu escreveu sobre a possibilidade de trânsitos planetários sobre a face do Sol em seu trabalho ’’Hipóteses Planetárias’’. Ele sugeriu que não haviam sido observados trânsitos porque planetas como Mercúrio eram pequenos demais para serem vistos ou porque os trânsitos eram muito pouco frequentes. 

Na China antiga, Mercúrio era conhecido como Ch’em - Hsing, a estrela da hora, e estava associado com a direção do norte e a fase da água no Wu Xing. A mitologia hindu utilizava o nome Buda para Mercúrio e acreditava-se que este deus presidia a quarta - feira. No paganismo germânico, o astro era representado pelo deus Odin (ou "Woden'' ), também associado a este dia da semana. 

Na astronomia indiana antiga, o Surya Siddhanta, um texto astronômico indiano do século V, estimava o diâmetro de Mercúrio em 3.008 milhas, um erro de menos de 1% do diâmetro atualmente aceito, de 3.032 milhas ( 4.880 km ). Na astronomia islâmica medieval, o astrônomo de Al - Andalus Abū Ishāq Ibrāhīm al - Zarqālī representou no século XI o epiciclo da órbita geocêntrica mercuriana como uma oval (tal como um ovo ou um pinhão), embora esta indicação não tenha influenciado sua teoria ou seus cálculos astronômicos. 

No século XII, Ibn Bajjah observou "dois planetas como pontos pretos na superfície do Sol", o que foi posteriormente sugerido como trânsito de Mercúrio e/ou Vênus pelo astrônomo Qotb al - Din Shirazi, do observatório Maragheh no século XIII. Na Índia, o astrônomo Nilakantha Somayaji, da escola Kerala, desenvolveu no século XV um sistema planetário parcialmente heliocêntrico em que Mercúrio orbitava o Sol, que por sua vez orbitava a Terra, de forma similar ao Sistema de Tycho proposto no final do século XVI por Tycho Brahe.

As primeiras observações telescópicas de Mercúrio foram feitas por Galileu no início do século XVII, e embora ele tenha visto fases em Vênus, seu telescópio não era potente o suficiente para visualizar as fases mercurianas. Em 1631, Pierre Gassendi fez a primeira observação do trânsito astronômico de um planeta sobre o disco solar, quando observou um trânsito de Mercúrio previsto por Johannes Kepler. Em 1639, Giovanni Zupi descobriu que o planeta tinha fases orbitais, tal como a Lua e Vênus. Esta observação demonstrou conclusivamente que Mercúrio orbitava o Sol. Um evento raro na astronomia é a passagem de um planeta à frente de outro (ocultação), quando observado da Terra. A próxima ocultação de Mercúrio por Vênus ocorrerá em 3 de dezembro de 2133. 

As dificuldades inerentes à observação de Mercúrio implicam que este foi de longe o menos estudado dos planetas. 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. Este fenômeno é conhecido como rotação sincronizada e é observado na Lua terrestre. Os esforços para mapear a superfície de Mercúrio foram continuados por Eugenios Antoniadi, que publicou um livro em 1934 que incluía mapas e suas próprias observações. 

Em junho de 1962, cientistas soviéticos do Instituto de Rádio - engenharia e Eletrônica da Academia de Ciências da União Soviética, liderados por Vladimir Kotelnikov, tornaram - se os primeiros a enviar sinais de radar para Mercúrio e receber respostas, iniciando as observações por radar do planeta. Dyce, utilizando um radiotelescópio de 30m do Observatório de Arecibo, em Porto Rico, demonstraram conclusivamente que o período rotacional do planeta era de cerca de 59 dias terrestres. 

A teoria de que a rotação de Mercúrio estava sincronizada tinha se tornado amplamente aceita, e foi uma surpresa para os astrônomos quando estas observações foram anunciadas. Se Mercúrio estivesse sincronizado pelo efeito de maré, sua face escura deveria ser extremamente fria, porém as medições por emissões de rádio revelaram que ela era muito mais quente que o esperado. Dados da sonda espacial Mariner 10 confirmaram posteriormente este teoria. Na verdade, os astrônomos viram as mesmas características durante cada “segundo” órbita e as registraram, mas negligenciaram aquelas vistas no meio tempo, quando a outra face de Mercúrio estava voltada para o Sol, uma vez que a geometria orbital implicava em que estas observações fossem feitas sob condições de visibilidade ruins.

Somente quando a primeira sonda espacial foi enviada é que muitas das propriedades mais fundamentais do planeta foram conhecidas. Alcançar Mercúrio a partir da Terra apresenta desafios técnicos significativos, uma vez que o planeta orbita o Sol muito mais próximo do que a Terra. Uma espaçonave lançada da Terra precisa viajar por 91 milhões de quilômetros na direção do poço de potencial gravitacional do Sol. A velocidade orbital mercuriana é de 48 km/s, enquanto a terrestre é de 30 km/s, portanto a espaçonave precisa realizar uma grande mudança em sua velocidade (delta - v) para entrar na órbita de transferência de Hohmann que passa perto de Mercúrio, comparada com o delta-v necessário para outras missões planetárias. 

Para pousar com segurança ou entrar em órbita estável, a espaçonave deve contar com motores de foguetes, pois a aéro frenagem está fora de cogitação por causa da tênue atmosfera. 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. Uma alternativa de aproximação proposta seria a utilização de velas solares para atingir uma órbita sincronizada à mercuriana ao redor do Sol. A primeira espaçonave a visitar Mercúrio foi a sonda Mariner 10 da NASA, que utilizou a força da gravidade de Vênus para ajustar sua velocidade orbital para se aproximar de Mercúrio, tornando-se a primeira nave espacial a utilizar o efeito da gravidade assistida e a primeira da NASA a realizar uma missão de visita a múltiplos planetas.

A sonda forneceu as primeiras imagens próximas da superfície mercuriana, que mostraram sua natureza repleta de crateras e revelaram muitos outros tipos de acidentes geológicos, tais como declives gigantes que foram posteriormente atribuídos ao efeito do planeta encolhendo ligeiramente, em função do resfriamento do núcleo de ferro. 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 e resultando num mapeamento de menos de 45% da superfície planetária.

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 à tentativa de identificação de um satélite mercuriano, mas, pouco depois, a fonte de radiação foi identificada como 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 da superfície. 

A sonda provavelmente ainda está orbitando o Sol, passando próximo ao planeta com uma frequência de alguns meses. Ela fez 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. O primeiro sobrevoo em Mercúrio aconteceu no dia 14 de janeiro de 2008, o segundo em 6 de outubro de 2008 e o terceiro em 29 de setembro de 2009. A maior parte da superfície não fotografada pela sonda Mariner 10 foi mapeada durante estes sobrevoos e em 18 de março de 2011 a sonda entrou em órbita elíptica em torno do planeta, tendo a primeira imagem orbital sido obtida em 29 de março de 2011. 

Além de prosseguir na observação e mapeamento de Mercúrio, a MESSENGER vai observar o período de máxima atividade solar de 2012. 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 e magnetômetros e dispositivos para medição da velocidade de partículas carregadas.

Medições detalhadas de pequenas mudanças na velocidade da sonda em sua órbita serão utilizadas para inferir detalhes sobre a estrutura do interior do planeta. A Agência Espacial Europeia está planejando uma missão conjunta com o Japão chamada BepiColombo, que orbitará Mercúrio com duas sondas : uma para mapear o planeta e outra para estudar sua magnetosfera. O lançamento, que estava previsto para 2015, foi adiado para 2017, com a data provável de chegada em Mercúrio em 2024.

A espaçonave liberará uma sonda magnetométrica em um órbita elíptica, e então foguetes químicos serão acionados para colocar a sonda mapeadora em uma órbita circular. A sonda mapeadora carregará uma série de espectrômetros semelhantes aos da MESSENGER, que estudarão o planeta em vários comprimentos de onda, incluindo infravermelho, ultravioleta, raio-x e radiação gama.

Mercúrio na Cultura

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 dos signos de Gêmeos e Virgem, comandando a terceira e a sexta casas do zodíaco. 

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, Rélation 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 elas Ariel (1886), de W. 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. Em algumas novelas o planeta foi apresentado inabitado, em outras como lar de monstros e, em outras mais, povoado por uma diversidade de seres humanoides. Starzl, e em Intelligence Undying (1936) de Edmond Hamilton, Mercúrio foi descrito como o refúgio da humanidade quando o Sol esfria. 

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 Planet ( 1963 ), de Hal Clement, The Coldest Place ( 1964 ), de Larry Niven, e Mission to Mercury ( 1965 ), de Hugh Walter, entre muitas outras. 

Em seu lugar, surgiu na ficção uma ideia 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.

Fonte: Wikipédia