Dados astronômicos básicos
Mercúrio é um planeta extremo em vários aspectos. Devido à sua proximidade com o Sol - sua distância orbital média é de 58 milhões de km (36 milhões de milhas) -, ela tem o ano mais curto (um período de revolução de 88 dias) e recebe a radiação solar mais intensa de todos os planetas. Com um raio de cerca de 2.440 km (1.516 milhas), Mercúrio é o menor planeta principal, menor até que a maior lua de Júpiter, Ganimedes, ou a maior lua de Saturno, Titã. Além disso, Mercúrio é extraordinariamente denso. Embora sua densidade média seja aproximadamente a da Terra, ela tem menos massa e, portanto, é menos comprimida por sua própria gravidade; quando corrigida para a autocompressão, a densidade de Mercúrio é a mais alta de qualquer planeta. Quase dois terços da massa de Mercúrio está contida em seu núcleo de ferro, que se estende do centro do planeta a um raio de cerca de 2.100 km (1.300 milhas), ou cerca de 85% do caminho até sua superfície. A concha rochosa externa do planeta - sua crosta superficial e manto subjacente - tem apenas cerca de 300 km (200 milhas) de espessura.
Desafios observacionais
Como visto da superfície da Terra, Mercúrio se esconde no crepúsculo e no crepúsculo, nunca chegando a mais de 28 ° na distância angular do Sol. Demora cerca de 116 dias para alongamentos sucessivos - isto é, para Mercúrio retornar ao mesmo ponto em relação ao Sol - no céu da manhã ou da noite. Isso é chamado de período sinódico de Mercúrio. Sua proximidade com o horizonte também significa que Mercúrio é sempre visto através de mais atmosfera turbulenta da Terra, o que atrapalha a visão. Mesmo acima da atmosfera, observatórios em órbita, como o Telescópio Espacial Hubble, são impedidos pela alta sensibilidade de seus instrumentos de apontar tão perto do Sol quanto seria necessário para observar Mercúrio. Como a órbita de Mercúrio está dentro da Terra, ela ocasionalmente passa diretamente entre a Terra e o Sol. Esse evento, no qual o planeta pode ser observado telescopicamente ou por instrumentos da espaçonave como um pequeno ponto preto cruzando o brilhante disco solar, é chamado de trânsito (veja eclipse) e ocorre cerca de uma dúzia de vezes em um século. O próximo trânsito de Mercúrio ocorrerá em 2019.
Mercúrio também apresenta dificuldades para estudar por sonda espacial. Como o planeta está localizado nas profundezas do campo gravitacional do Sol, é necessária uma grande quantidade de energia para moldar a trajetória de uma espaçonave para levá-la da órbita da Terra para a de Mercúrio, de modo que possa entrar em órbita ao redor do planeta ou aterrissar em isto. A primeira sonda a visitar Mercúrio, a Mariner 10, estava em órbita ao redor do Sol quando realizou três breves sobrevôos do planeta em 1974-75. No desenvolvimento de missões subseqüentes a Mercúrio, como a espaçonave US Messenger lançada em 2004, os engenheiros de vôos espaciais calcularam rotas complexas, usando assistências de gravidade (veja vôos espaciais: voos planetários) de vôos repetidos de Vênus e Mercúrio ao longo de vários anos. No projeto da missão Messenger, após conduzir observações de distâncias moderadas durante sobrevôos planetários em 2008 e 2009, a sonda entrou em uma órbita alongada em torno de Mercúrio para investigações em close-up em 2011. Além disso, o calor extremo, não apenas do Sol, mas também também redirecionada do próprio Mercury, desafiou os projetistas de espaçonaves a manter os instrumentos resfriados o suficiente para operar.
Efeitos orbitais e rotacionais
A órbita de Mercúrio é o mais inclinado dos planetas, inclinando-se cerca de 7 ° da eclíptica, o plano definido pela órbita da Terra ao redor do Sol; é também a órbita planetária mais excêntrica ou alongada. Como resultado da órbita alongada, o Sol aparece duas vezes mais brilhante no céu de Mercúrio quando o planeta está mais próximo do Sol (no periélio), a 46 milhões de km (29 milhões de milhas) do que quando está mais distante do Sol (no afélio), a quase 70 milhões de km (43 milhões de milhas). O período de rotação do planeta de 58,6 dias terrestres em relação às estrelas - ou seja, a duração de seu dia sideral - faz com que o Sol se desvie lentamente para o oeste no céu de Mercúrio. Como Mercúrio também está orbitando o Sol, seus períodos de rotação e revolução combinam-se de modo que o Sol leva três dias sideral mercuriano, ou 176 dias terrestres, para fazer um circuito completo - a duração de seu dia solar.
Conforme descrito pelas leis de movimento planetário de Kepler, Mercúrio viaja ao redor do Sol tão rapidamente perto do periélio que o Sol parece reverter o curso no céu de Mercúrio, movendo-se brevemente para o leste antes de retomar seu avanço a oeste. Os dois locais no equador de Mercúrio, onde essa oscilação ocorre ao meio-dia, são chamados pólos quentes. À medida que o Sol suspenso permanece ali, aquecendo-os preferencialmente, as temperaturas da superfície podem exceder 700 kelvins (K; 800 ° F, 430 ° C). Os dois locais equatoriais a 90 ° dos pólos quentes, chamados pólos quentes, nunca ficam tão quentes. Da perspectiva dos pólos quentes, o Sol já está baixo no horizonte e está prestes a se pôr quando cresce mais e executa sua breve inversão de curso. Perto dos pólos rotacionais norte e sul de Mercúrio, as temperaturas do solo são ainda mais frias, abaixo de 200 K (-100 ° F, -70 ° C), quando iluminadas pela luz solar. As temperaturas da superfície caem para cerca de 90 K (-300 ° F, -180 ° C) durante as longas noites de Mercúrio antes do nascer do sol.
A faixa de temperatura de Mercúrio é o mais extremo dos quatro planetas terrestres internos do sistema solar, mas a noite do planeta seria ainda mais fria se Mercúrio mantivesse um rosto perpetuamente em direção ao Sol e o outro na escuridão perpétua. Até as observações por radar baseadas na Terra provarem o contrário na década de 1960, os astrônomos acreditavam há muito tempo que esse seria o caso, o que aconteceria se a rotação de Mercúrio fosse síncrona - isto é, se seu período de rotação fosse o mesmo que o período de 88 dias de revolução. Observadores telescópicos, limitados a ver Mercúrio periodicamente sob condições ditadas pela distância angular de Mercúrio do Sol, foram enganados ao concluir que verem as mesmas características quase imperceptíveis na superfície de Mercúrio em cada ocasião de visualização indicava uma rotação síncrona. Os estudos de radar revelaram que o período de rotação de 58,6 dias do planeta não é apenas diferente de seu período orbital, mas também exatamente dois terços dele.
A excentricidade orbital de Mercúrio e as fortes marés solares - deformações levantadas no corpo do planeta pela atração gravitacional do Sol - aparentemente explicam por que o planeta gira três vezes a cada duas vezes em que orbita o Sol. Presume-se que Mercúrio tivesse girado mais rápido quando estava se formando, mas foi retardado pelas forças das marés. Em vez de desacelerar para um estado de rotação síncrona, como aconteceu com muitos satélites planetários, incluindo a Lua da Terra, Mercúrio ficou preso à taxa de rotação de 58,6 dias. Nesse ritmo, o Sol puxa repetidamente e especialmente fortemente as protuberâncias induzidas pelas marés na crosta de Mercúrio nos pólos quentes. As chances de reter o giro no período de 58,6 dias foram bastante aumentadas pelo atrito das marés entre o manto sólido e o núcleo derretido do jovem planeta.
