Mercurio es el primer planeta desde el Sol y el más pequeño del Sistema Solar . En inglés, lleva el nombre del dios romano Mercurius ( Mercurio ), dios del comercio y las comunicaciones, y mensajero de los dioses. Mercurio está clasificado como un planeta terrestre , con aproximadamente la misma gravedad superficial que Marte . La superficie de Mercurio está llena de cráteres , como resultado de innumerables eventos de impacto que se han acumulado durante miles de millones de años. Su cráter más grande, Caloris Planitia , tiene un diámetro de 1.550 km (960 millas) y un tercio del diámetro del planeta (4.880 km o 3.030 millas). De manera similar a la Luna de la Tierra , la superficie de Mercurio muestra un sistema de rupas expansivo generado a partir de fallas de empuje y sistemas de rayos brillantes formados por restos de eventos de impacto .
El año sidéreo de Mercurio (88,0 días terrestres) y el día sidéreo (58,65 días terrestres) están en una proporción de 3:2. Esta relación se llama resonancia espín-órbita , y aquí sideral significa "relativo a las estrellas". En consecuencia, un día solar (desde el amanecer hasta el amanecer) en Mercurio dura alrededor de 176 días terrestres: el doble del año sidéreo del planeta. Esto significa que un lado de Mercurio permanecerá expuesto a la luz solar durante un año mercuriano de 88 días terrestres; mientras que durante la próxima órbita, ese lado estará en oscuridad todo el tiempo hasta el próximo amanecer después de otros 88 días terrestres.
Combinado con su alta excentricidad orbital , la superficie del planeta tiene una intensidad y temperatura de la luz solar muy variables , con las regiones ecuatoriales oscilando entre -170 °C (-270 °F) durante la noche y 420 °C (790 °F) durante la luz solar. Debido a la muy pequeña inclinación del eje , los polos del planeta están permanentemente en sombra . Esto sugiere fuertemente que podría haber hielo de agua en los cráteres. Sobre la superficie del planeta hay una exosfera extremadamente tenue y un débil campo magnético que es lo suficientemente fuerte como para desviar los vientos solares . Mercurio no tiene satélite natural .
A principios de la década de 2020, muchos detalles amplios de la historia geológica de Mercurio todavía están bajo investigación o están pendientes de datos de sondas espaciales. Al igual que otros planetas del Sistema Solar, Mercurio se formó hace aproximadamente 4.500 millones de años. Su manto es muy homogéneo, lo que sugiere que Mercurio tuvo un océano de magma al principio de su historia, como la Luna. Según los modelos actuales , Mercurio puede tener una corteza y un manto de silicato sólido superpuestos a un núcleo externo sólido, una capa central líquida más profunda y un núcleo interno sólido. Hay muchas hipótesis en competencia sobre los orígenes y el desarrollo de Mercurio, algunas de las cuales incorporan colisiones con planetesimales y vaporización de rocas.
Los antiguos conocían a Mercurio con diferentes nombres dependiendo de si era estrella vespertina o estrella matutina. Aproximadamente en el año 350 a. C., los antiguos griegos se dieron cuenta de que las dos estrellas eran una. [19] Conocían el planeta como Στίλβων Stilbōn , que significa "centelleante", y Ἑρμής Hermēs , por su movimiento fugaz, [20] nombre que se conserva en griego moderno ( Ερμής Ermis ). [21] Los romanos nombraron al planeta en honor al dios mensajero romano de pies rápidos, Mercurio (latín Mercurius ), a quien equipararon con el griego Hermes, porque se mueve por el cielo más rápido que cualquier otro planeta. [19] [22] El símbolo astronómico de Mercurio es una versión estilizada del caduceo de Hermes ; En el siglo XVI se añadió una cruz cristiana:.svg/1280px-Mercury_symbol_(fixed_width).svg.png){kind=small}
. [23] [24]
Mercurio es uno de los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar , lo que significa que es un cuerpo rocoso como la Tierra. Es el planeta más pequeño del Sistema Solar, con un radio ecuatorial de 2.439,7 kilómetros (1.516,0 millas). [4] Mercurio también es más pequeño —aunque más masivo— que los satélites naturales más grandes del Sistema Solar, Ganímedes y Titán . El mercurio se compone aproximadamente de un 70% de material metálico y un 30% de silicato . [25]
Mercurio parece tener una corteza de silicato sólido y un manto superpuestos a una capa central externa metálica sólida, una capa central líquida más profunda y un núcleo interno sólido. [26] [27] La composición del núcleo rico en hierro sigue siendo incierta, pero probablemente contiene níquel, silicio y quizás azufre y carbono, además de trazas de otros elementos. [28] La densidad del planeta es la segunda más alta del Sistema Solar con 5,427 g/cm 3 , sólo un poco menos que la densidad de la Tierra de 5,515 g/cm 3 . [4] Si se tuviera en cuenta el efecto de la compresión gravitacional de ambos planetas, los materiales que componen Mercurio serían más densos que los de la Tierra, con una densidad sin comprimir de 5,3 g/cm 3 frente a los 4,4 g/cm 3 de la Tierra. . [29] La densidad de Mercurio se puede utilizar para inferir detalles de su estructura interna. Aunque la alta densidad de la Tierra resulta apreciablemente de la compresión gravitacional, particularmente en el núcleo , Mercurio es mucho más pequeño y sus regiones internas no están tan comprimidas. Por tanto, para que tenga una densidad tan elevada, su núcleo debe ser grande y rico en hierro. [30]
Se estima que el radio del núcleo de Mercurio es de 2.020 ± 30 km (1.255 ± 19 millas), según modelos interiores obligados a ser consistentes con un factor de momento de inercia de0,346 ± 0,014 . [9] [31] Por lo tanto, el núcleo de Mercurio ocupa aproximadamente el 57% de su volumen; para la Tierra esta proporción es del 17%. Una investigación publicada en 2007 sugiere que Mercurio tiene un núcleo fundido. [32] [33] La capa del manto-corteza tiene en total 420 km (260 millas) de espesor. [34] Según los datos de las misiones Mariner 10 y MESSENGER , además de la observación desde la Tierra, se estima que la corteza de Mercurio tiene 35 km (22 millas) de espesor. [35] [36] Sin embargo, este modelo puede ser una sobreestimación y la corteza podría tener 26 ± 11 km (16,2 ± 6,8 millas) de espesor según un modelo de isostasia de Airy . [37] Una característica distintiva de la superficie de Mercurio es la presencia de numerosas crestas estrechas, que se extienden hasta varios cientos de kilómetros de longitud. Se cree que se formaron cuando el núcleo y el manto de Mercurio se enfriaron y contrajeron en un momento en que la corteza ya se había solidificado. [38] [39] [40]
El núcleo de Mercurio tiene un contenido de hierro mayor que el de cualquier otro planeta del Sistema Solar y se han propuesto varias teorías para explicarlo. La teoría más aceptada es que Mercurio originalmente tenía una proporción metal-silicato similar a la de los meteoritos de condrita comunes , que se cree que es típica de la materia rocosa del Sistema Solar, y una masa de aproximadamente 2,25 veces su masa actual. [41] Al principio de la historia del Sistema Solar, Mercurio pudo haber sido golpeado por un planetesimal de aproximadamente 1 ⁄ 6 de la masa de Mercurio y varios miles de kilómetros de diámetro. [41] El impacto habría destruido gran parte de la corteza y el manto originales, dejando atrás el núcleo como un componente relativamente importante. [41] Se ha propuesto un proceso similar, conocido como hipótesis del impacto gigante , para explicar la formación de la Luna de la Tierra. [41]
Alternativamente, Mercurio pudo haberse formado a partir de la nebulosa solar antes de que se estabilizara la producción de energía del Sol. Inicialmente habría tenido el doble de su masa actual, pero a medida que el protosol se contrajo, las temperaturas cerca de Mercurio podrían haber estado entre 2.500 y 3.500 K y posiblemente incluso tan altas como 10.000 K. [42] Gran parte de la roca superficial de Mercurio podría haberse vaporizado a tales temperaturas. temperaturas, formando una atmósfera de "vapor de roca" que podría haber sido arrastrada por el viento solar . [42] Una tercera hipótesis propone que la nebulosa solar causó arrastre sobre las partículas a partir de las cuales se estaba acumulando Mercurio , lo que significó que las partículas más ligeras se perdieron del material acretado y Mercurio no las recolectó. [43]
Cada hipótesis predice una composición de superficie diferente, y se han encargado dos misiones espaciales para realizar observaciones de esta composición. El primer MESSENGER , que finalizó en 2015, encontró niveles de potasio y azufre superiores a los esperados en la superficie, lo que sugiere que la hipótesis del impacto gigante y la vaporización de la corteza y el manto no se produjo porque dicho potasio y azufre habrían sido expulsados por el calor extremo de estos eventos. [44] BepiColombo , que llegará a Mercurio en 2025, realizará observaciones para comprobar estas hipótesis. [45] Los hallazgos hasta el momento parecen favorecer la tercera hipótesis; sin embargo, se necesita un análisis más detallado de los datos. [46]
La superficie de Mercurio es similar en apariencia a la de la Luna, mostrando extensas llanuras en forma de mar y pesados cráteres, lo que indica que ha estado geológicamente inactivo durante miles de millones de años. Es más heterogéneo que la superficie de Marte o la Luna, los cuales contienen importantes extensiones de geología similar, como marías y mesetas. [47] Las características del albedo son áreas de reflectividad marcadamente diferente, que incluyen cráteres de impacto, las eyecciones resultantes y sistemas de rayos . Las características de albedo más grandes corresponden a llanuras de mayor reflectividad. [48] Mercurio tiene " crestas arrugadas " (dorsa), tierras altas parecidas a la Luna , montañas (montes), llanuras (planitiae), escarpes (rupes) y valles ( valles ). [49] [50]
El manto del planeta es químicamente heterogéneo, lo que sugiere que el planeta pasó por una fase de océano de magma al principio de su historia. La cristalización de minerales y el vuelco convectivo dieron como resultado una corteza en capas químicamente heterogénea con variaciones a gran escala en la composición química observadas en la superficie. La corteza tiene poco hierro pero un alto contenido de azufre, como resultado de las condiciones químicamente reductoras tempranas más fuertes que las que se encuentran en otros planetas terrestres. La superficie está dominada por piroxeno y olivino , pobres en hierro , representados por enstatita y forsterita , respectivamente, junto con plagioclasa rica en sodio y minerales de mezcla de magnesio, calcio y sulfuro de hierro. Las regiones menos reflectantes de la corteza tienen un alto contenido de carbono, probablemente en forma de grafito. [51] [52]
Los nombres de las características de Mercurio provienen de una variedad de fuentes y se establecen de acuerdo con el sistema de nomenclatura planetaria de la IAU . Los nombres provenientes de personas se limitan a los fallecidos. Los cráteres llevan el nombre de artistas, músicos, pintores y autores que han hecho contribuciones destacadas o fundamentales en su campo. Las crestas, o dorso, llevan el nombre de los científicos que han contribuido al estudio de Mercurio. Las depresiones o fosas reciben el nombre de obras de arquitectura. Los montes reciben su nombre de la palabra "caliente" en varios idiomas. Las llanuras o planitiae llevan el nombre de Mercurio en varios idiomas. Los escarpes o rupēs reciben el nombre de barcos de expediciones científicas. Los valles o valles reciben el nombre de ciudades, pueblos o asentamientos abandonados de la antigüedad. [53]
Mercurio fue fuertemente bombardeado por cometas y asteroides durante y poco después de su formación hace 4.600 millones de años, así como durante un episodio posterior posiblemente separado llamado Bombardeo Intenso Tardío que terminó hace 3.800 millones de años. [54] Mercurio recibió impactos en toda su superficie durante este período de intensa formación de cráteres, [50] facilitado por la falta de atmósfera para frenar los impactadores. [55] Durante este tiempo Mercurio estuvo volcánicamente activo; Las cuencas se llenaron de magma , produciendo llanuras suaves similares a las marías que se encuentran en la Luna. [56] [57] Uno de los cráteres más inusuales es Apollodorus , o "la Araña", que alberga una serie de canales radiantes que se extienden hacia afuera desde su lugar de impacto. [58]
Los cráteres de Mercurio varían en diámetro, desde pequeñas cavidades en forma de cuenco hasta cuencas de impacto con múltiples anillos de cientos de kilómetros de diámetro. Aparecen en todos los estados de degradación, desde cráteres rayados relativamente nuevos hasta restos de cráteres altamente degradados. Los cráteres de Mercurio se diferencian sutilmente de los cráteres lunares en que el área cubierta por sus eyecciones es mucho más pequeña, consecuencia de la mayor gravedad superficial de Mercurio. [59] Según las reglas de la Unión Astronómica Internacional , cada nuevo cráter debe llevar el nombre de un artista que fue famoso durante más de cincuenta años y murió durante más de tres años, antes de la fecha en que se nombra el cráter. [60]
El cráter más grande conocido es Caloris Planitia , o Cuenca Caloris, con un diámetro de 1.550 km (960 millas). [61] El impacto que creó la cuenca Caloris fue tan poderoso que provocó erupciones de lava y dejó un anillo montañoso concéntrico de ~ 2 km (1,2 millas) de altura que rodea el cráter de impacto . El suelo de la cuenca Caloris está lleno de una llanura geológicamente distinta, dividida por crestas y fracturas en un patrón aproximadamente poligonal. No está claro si fueron flujos de lava volcánica inducidos por el impacto o una gran capa de derretimiento del impacto. [59]
En la antípoda de la cuenca de Caloris hay una gran región de terreno montañoso inusual conocido como el "Terreno Extraño". Una hipótesis sobre su origen es que las ondas de choque generadas durante el impacto de Caloris viajaron alrededor de Mercurio y convergieron en la antípoda de la cuenca (a 180 grados de distancia). Las altas tensiones resultantes fracturaron la superficie. [62] Alternativamente, se ha sugerido que este terreno se formó como resultado de la convergencia de eyecciones en la antípoda de esta cuenca. [63]
En total, se han identificado 46 cuencas de impacto. [64] Una cuenca notable es la cuenca Tolstoj de múltiples anillos de 400 km (250 millas) de ancho que tiene un manto de eyección que se extiende hasta 500 km (310 millas) desde su borde y un piso que ha sido llenado con materiales lisos de las llanuras. . La cuenca Beethoven tiene una manta de eyección de tamaño similar y un borde de 625 km (388 millas) de diámetro. [59] Al igual que la Luna, la superficie de Mercurio probablemente ha sufrido los efectos de procesos de erosión espacial , incluidos el viento solar y los impactos de micrometeoritos . [sesenta y cinco]
Hay dos regiones de llanuras geológicamente distintas en Mercurio. [59] [66] Las llanuras montañosas y suavemente onduladas en las regiones entre los cráteres son las superficies visibles más antiguas de Mercurio, [59] anteriores al terreno lleno de cráteres. Estas llanuras entre cráteres parecen haber destruido muchos cráteres anteriores y muestran una escasez general de cráteres más pequeños por debajo de unos 30 km (19 millas) de diámetro. [66]
Las llanuras lisas son áreas planas muy extendidas que llenan depresiones de varios tamaños y tienen un gran parecido con los mares lunares. A diferencia de los mares lunares, las suaves llanuras de Mercurio tienen el mismo albedo que las llanuras entre cráteres más antiguas. A pesar de la falta de características inequívocamente volcánicas, la localización y la forma redondeada y lobulada de estas llanuras apoyan firmemente los orígenes volcánicos. [59] Todas las llanuras lisas de Mercurio se formaron significativamente más tarde que la cuenca de Caloris, como lo demuestran las densidades de cráteres apreciablemente más pequeñas que en la capa de eyecciones de Caloris. [59]
Una característica inusual de la superficie de Mercurio son los numerosos pliegues de compresión, o rupes , que atraviesan las llanuras. Existen en la Luna, pero son mucho más prominentes en Mercurio. [67] A medida que el interior de Mercurio se enfrió, se contrajo y su superficie comenzó a deformarse, creando crestas arrugadas y escarpes lobulados asociados con fallas de cabalgamiento . Las escarpas pueden alcanzar longitudes de 1.000 km (620 millas) y alturas de 3 km (1,9 millas). [68] Estas características de compresión se pueden ver encima de otras características, como cráteres y llanuras suaves, lo que indica que son más recientes. [69] El mapeo de las características ha sugerido una reducción total del radio de Mercurio en el rango de ~1 a 7 km (0,62 a 4,35 millas). [70] La mayor parte de la actividad a lo largo de los principales sistemas de empuje probablemente terminó hace entre 3.600 y 3.700 millones de años. [71] Se han encontrado escarpes de fallas de cabalgamiento a pequeña escala, de decenas de metros de altura y longitudes del orden de unos pocos kilómetros, que parecen tener menos de 50 millones de años, lo que indica que la compresión del interior y la consiguiente superficie geológica La actividad continúa hasta la actualidad. [68] [70]
Hay evidencia de flujos piroclásticos en Mercurio provenientes de volcanes en escudo de bajo perfil . [72] [73] [74] Se han identificado cincuenta y un depósitos piroclásticos, [75] de los cuales el 90% se encuentran dentro de cráteres de impacto. [75] Un estudio del estado de degradación de los cráteres de impacto que albergan depósitos piroclásticos sugiere que la actividad piroclástica ocurrió en Mercurio durante un intervalo prolongado. [75]
Una "depresión sin borde" dentro del borde suroeste de la cuenca de Caloris consta de al menos nueve respiraderos volcánicos superpuestos, cada uno individualmente de hasta 8 km (5,0 millas) de diámetro. Se trata pues de un " volcán compuesto ". [76] Los pisos de los respiraderos están al menos a 1 km (0,62 millas) por debajo de sus bordes y se parecen más a los cráteres volcánicos esculpidos por erupciones explosivas o modificados por colapso en espacios vacíos creados por la retirada de magma hacia un conducto. [76] Los científicos no pudieron cuantificar la edad del complejo sistema volcánico, pero informaron que podría ser del orden de mil millones de años. [76]
La temperatura de la superficie de Mercurio oscila entre 100 y 700 K (-173 a 427 °C; -280 a 800 °F). [78] Nunca supera los 180 K en los polos, [14] debido a la ausencia de atmósfera y a un pronunciado gradiente de temperatura entre el ecuador y los polos. En el perihelio , el punto subsolar ecuatorial se encuentra en la latitud 0°W o 180°W, y sube a una temperatura de aproximadamente700K . Durante el afelio , esto ocurre a 90° o 270°W y alcanza sólo550 mil . [79] En el lado oscuro del planeta, las temperaturas promedian 110 K. [14] [80] La intensidad de la luz solar en la superficie de Mercurio oscila entre 4,59 y 10,61 veces la constante solar (1370 W·m −2 ). [81]
Aunque las temperaturas diurnas en la superficie de Mercurio son generalmente extremadamente altas, las observaciones sugieren fuertemente que existe hielo (agua congelada) en Mercurio. Los suelos de los cráteres profundos de los polos nunca están expuestos a la luz solar directa y las temperaturas permanecen por debajo de los 102 K, muy por debajo del promedio mundial. [82] Esto crea una trampa fría donde se puede acumular hielo. El hielo de agua refleja fuertemente el radar , y las observaciones realizadas por el radar del Sistema Solar Goldstone de 70 metros y el VLA a principios de la década de 1990 revelaron que hay zonas de alta reflexión del radar cerca de los polos. [83] Aunque el hielo no era la única causa posible de estas regiones reflectantes, los astrónomos pensaron que era la explicación más probable. [84] La presencia de hielo de agua se confirmó utilizando imágenes MESSENGER de cráteres en el polo norte. [77]
Se estima que las regiones heladas del cráter contienen alrededor de 10,14 –10,15 kg de hielo [85] y pueden estar cubiertas por una capa de regolito que inhibe la sublimación . [86] En comparación, la capa de hielo antártica en la Tierra tiene una masa de aproximadamente 4 × 1018 kg, y el casquete polar sur de Marte contiene entre 10 y 16 kg de agua. [85] El origen del hielo en Mercurio aún no se conoce, pero las dos fuentes más probables son la desgasificación de agua del interior del planeta y la deposición por impactos de cometas. [85]
Mercurio es demasiado pequeño y caliente para que su gravedad pueda retener una atmósfera significativa durante largos períodos de tiempo; tiene una tenue exosfera limitada por la superficie [87] a una presión superficial de menos de aproximadamente 0,5 nPa (0,005 picobares). [4] Incluye hidrógeno , helio , oxígeno , sodio , calcio , potasio , magnesio , silicio e hidróxido , entre otros. [17] [18] Esta exosfera no es estable: los átomos se pierden y reponen continuamente a partir de una variedad de fuentes. Los átomos de hidrógeno y helio probablemente provienen del viento solar, difundiéndose en la magnetosfera de Mercurio antes de escapar de regreso al espacio. La desintegración radiactiva de elementos dentro de la corteza de Mercurio es otra fuente de helio, además de sodio y potasio. El vapor de agua está presente, liberado por una combinación de procesos como el impacto de los cometas en su superficie, el chisporroteo que crea agua a partir del hidrógeno del viento solar y el oxígeno de las rocas, y la sublimación de los depósitos de hielo de agua en los cráteres polares permanentemente en sombra. La detección de grandes cantidades de iones relacionados con el agua como O + , OH − y H 3 O + fue una sorpresa. [88] [89] Debido a las cantidades de estos iones que se detectaron en el entorno espacial de Mercurio, los científicos suponen que estas moléculas fueron expulsadas de la superficie o la exosfera por el viento solar. [90] [91]
El sodio, el potasio y el calcio se descubrieron en la atmósfera durante las décadas de 1980 y 1990, y se cree que son el resultado principalmente de la vaporización de la roca superficial golpeada por impactos de micrometeoritos [92] , incluido el actual del cometa Encke . [93] En 2008, MESSENGER descubrió el magnesio . [94] Los estudios indican que, en ocasiones, las emisiones de sodio se localizan en puntos que corresponden a los polos magnéticos del planeta. Esto indicaría una interacción entre la magnetosfera y la superficie del planeta. [95]
Según la NASA, Mercurio no es un planeta adecuado para vida similar a la Tierra. Tiene una exosfera límite superficial en lugar de una atmósfera en capas, temperaturas extremas y alta radiación solar. Es poco probable que algún ser vivo pueda soportar esas condiciones. [96] Algunas partes del subsuelo de Mercurio pueden haber sido habitables , y tal vez formas de vida , aunque probablemente microorganismos primitivos , pueden haber existido en el planeta. [97] [98] [99]
A pesar de su pequeño tamaño y su lenta rotación de 59 días, Mercurio tiene un campo magnético significativo y aparentemente global . Según las mediciones tomadas por Mariner 10 , es aproximadamente el 1,1% de la fuerza de la Tierra . La intensidad del campo magnético en el ecuador de Mercurio es de aproximadamente 300 nT . [100] [101] Al igual que el de la Tierra, el campo magnético de Mercurio es dipolar . [95] A diferencia de los de la Tierra, los polos de Mercurio están casi alineados con el eje de giro del planeta. [102] Las mediciones de las sondas espaciales Mariner 10 y MESSENGER han indicado que la fuerza y la forma del campo magnético son estables. [102]
Es probable que este campo magnético sea generado por un efecto dinamo , de manera similar al campo magnético de la Tierra. [103] [104] Este efecto dinamo resultaría de la circulación del núcleo líquido rico en hierro del planeta. Los efectos particularmente fuertes del calentamiento de las mareas causados por la alta excentricidad orbital del planeta servirían para mantener parte del núcleo en el estado líquido necesario para este efecto dinamo. [105] [106]
El campo magnético de Mercurio es lo suficientemente fuerte como para desviar el viento solar alrededor del planeta, creando una magnetosfera. La magnetosfera del planeta, aunque lo suficientemente pequeña como para caber dentro de la Tierra, [95] es lo suficientemente fuerte como para atrapar el plasma del viento solar . Esto contribuye a la erosión espacial de la superficie del planeta. [102] Las observaciones tomadas por la nave espacial Mariner 10 detectaron este plasma de baja energía en la magnetosfera del lado nocturno del planeta. Las explosiones de partículas energéticas en la cola magnética del planeta indican una cualidad dinámica en la magnetosfera del planeta. [95]
Durante su segundo sobrevuelo del planeta el 6 de octubre de 2008, MESSENGER descubrió que el campo magnético de Mercurio puede tener extremadamente "fugas". La nave espacial encontró "tornados" magnéticos (haces retorcidos de campos magnéticos que conectan el campo magnético planetario con el espacio interplanetario) que tenían hasta 800 km de ancho o un tercio del radio del planeta. Estos tubos de flujo magnético retorcidos, técnicamente conocidos como eventos de transferencia de flujo , forman ventanas abiertas en el escudo magnético del planeta a través de las cuales el viento solar puede ingresar e impactar directamente la superficie de Mercurio a través de la reconexión magnética . [107] Esto también ocurre en el campo magnético de la Tierra. Las observaciones de MESSENGER mostraron que la tasa de reconexión era diez veces mayor en Mercurio, pero su proximidad al Sol solo representa aproximadamente un tercio de la tasa de reconexión observada por MESSENGER . [107]
Mercurio tiene la órbita más excéntrica de todos los planetas del Sistema Solar; su excentricidad es 0,21 y su distancia al Sol oscila entre 46.000.000 y 70.000.000 km (29.000.000 a 43.000.000 millas). Se necesitan 87.969 días terrestres para completar una órbita. El diagrama ilustra los efectos de la excentricidad, mostrando la órbita de Mercurio superpuesta con una órbita circular que tiene el mismo semieje mayor . La mayor velocidad de Mercurio cuando está cerca del perihelio queda clara por la mayor distancia que recorre en cada intervalo de cinco días. En el diagrama, la distancia variable de Mercurio al Sol está representada por el tamaño del planeta, que es inversamente proporcional a la distancia de Mercurio al Sol. Esta distancia variable al Sol hace que la superficie de Mercurio sea flexionada por protuberancias de marea levantadas por el Sol que son aproximadamente 17 veces más fuertes que las de la Luna en la Tierra. [108] Combinado con una resonancia de órbita de giro de 3:2 de la rotación del planeta alrededor de su eje, también da como resultado variaciones complejas de la temperatura de la superficie. [25] La resonancia hace que un solo día solar (la duración entre dos tránsitos de meridianos del Sol) en Mercurio dure exactamente dos años de Mercurio, o alrededor de 176 días terrestres. [109]
La órbita de Mercurio está inclinada 7 grados con respecto al plano de la órbita de la Tierra (la eclíptica ), el mayor de los ocho planetas solares conocidos. [110] Como resultado, los tránsitos de Mercurio a través de la cara del Sol solo pueden ocurrir cuando el planeta cruza el plano de la eclíptica en el momento en que se encuentra entre la Tierra y el Sol, que es en mayo o noviembre. Esto ocurre aproximadamente cada siete años en promedio. [111]
La inclinación axial de Mercurio es casi nula, [112] con el mejor valor medido tan bajo como 0,027 grados. [113] Esto es significativamente más pequeño que el de Júpiter , que tiene la segunda inclinación axial más pequeña de todos los planetas con 3,1 grados. Esto significa que para un observador en los polos de Mercurio, el centro del Sol nunca se eleva más de 2,1 minutos de arco sobre el horizonte. [113] En comparación, el tamaño angular del Sol visto desde Mercurio oscila entre 1+1 ⁄ 4 a 2 grados de ancho. [114]
En ciertos puntos de la superficie de Mercurio, un observador podría ver el Sol asomarse a poco más de dos tercios del horizonte, luego retroceder y ponerse antes de salir nuevamente, todo dentro del mismo día mercuriano . [a] Esto se debe a que aproximadamente cuatro días terrestres antes del perihelio, la velocidad orbital angular de Mercurio es igual a su velocidad de rotación angular , de modo que cesa el movimiento aparente del Sol; más cerca del perihelio, la velocidad orbital angular de Mercurio excede la velocidad de rotación angular. Por lo tanto, para un observador hipotético en Mercurio, el Sol parece moverse en dirección retrógrada . Cuatro días terrestres después del perihelio, se reanuda el movimiento aparente normal del Sol. [25] Un efecto similar habría ocurrido si Mercurio hubiera estado en rotación sincrónica: la ganancia y pérdida alternas de rotación durante una revolución habría causado una libración de 23,65° en longitud. [115]
Por la misma razón, hay dos puntos en el ecuador de Mercurio, separados por 180 grados de longitud , en cualquiera de los cuales, alrededor del perihelio en años mercurianos alternos (una vez por día mercuriano), el Sol pasa por encima, luego invierte su movimiento aparente y pasa por encima. nuevamente, luego retrocede una segunda vez y pasa por encima de su cabeza una tercera vez, tomando un total de aproximadamente 16 días terrestres para todo este proceso. En los otros años mercurianos alternos ocurre lo mismo en el otro de estos dos puntos. La amplitud del movimiento retrógrado es pequeña, por lo que el efecto general es que, durante dos o tres semanas, el Sol está casi estacionario sobre su cabeza y es más brillante porque Mercurio está en el perihelio, el punto más cercano al Sol. Esta exposición prolongada al Sol en su punto más brillante convierte a estos dos puntos en los lugares más calientes de Mercurio. La temperatura máxima ocurre cuando el Sol está en un ángulo de aproximadamente 25 grados después del mediodía debido al retraso de la temperatura diurna , a 0,4 días de Mercurio y 0,8 años de Mercurio después del amanecer. [116] Por el contrario, hay otros dos puntos en el ecuador, a 90 grados de longitud de los primeros, donde el Sol pasa por encima sólo cuando el planeta está en afelio en años alternos, cuando el movimiento aparente del Sol en el cielo de Mercurio es relativamente rápido. Estos puntos, que son aquellos en el ecuador donde se produce el aparente movimiento retrógrado del Sol cuando cruza el horizonte como se describe en el párrafo anterior, reciben mucho menos calor solar que los primeros descritos anteriormente. [117]
Mercurio alcanza una conjunción inferior (aproximación más cercana a la Tierra) cada 116 días terrestres en promedio, [4] pero este intervalo puede oscilar entre 105 y 129 días debido a la órbita excéntrica del planeta. Mercurio puede acercarse hasta 82.200.000 km (0,549 unidades astronómicas; 51,1 millones de millas) a la Tierra, y esa distancia está disminuyendo lentamente: el siguiente acercamiento a 82.100.000 km (51 millones de millas) es en 2679, y hasta 82.000.000 km (51 millones de millas). mi) en 4487, pero no estará más cerca de la Tierra que 80.000.000 km (50 millones de millas) hasta 28.622. [118] Su período de movimiento retrógrado, visto desde la Tierra, puede variar de 8 a 15 días a cada lado de una conjunción inferior. Este gran rango surge de la alta excentricidad orbital del planeta. [25] Esencialmente, debido a que Mercurio es el más cercano al Sol, cuando se toma un promedio en el tiempo, Mercurio es con mayor frecuencia el planeta más cercano a la Tierra, [119] [120] y, en esa medida, es el planeta más cercano a cada uno. de los demás planetas del Sistema Solar. [121] [122] [123] [b]
La convención de longitud de Mercurio sitúa el cero de longitud en uno de los dos puntos más calientes de la superficie, como se describe anteriormente. Sin embargo, cuando Mariner 10 visitó esta zona por primera vez, este meridiano cero estaba en oscuridad, por lo que fue imposible seleccionar una característica en la superficie para definir la posición exacta del meridiano. Por ello, se eligió un pequeño cráter más al oeste, llamado Hun Kal , que proporciona el punto de referencia exacto para medir la longitud. [124] [125] El centro de Hun Kal define el meridiano oeste de 20°. Una resolución de 1970 de la Unión Astronómica Internacional sugiere que las longitudes se midan positivamente en dirección oeste en Mercurio. [126] Los dos lugares más calientes del ecuador están, por lo tanto, en las longitudes 0° W y 180° W, y los puntos más fríos en el ecuador están en las longitudes 90° W y 270° W. Sin embargo, el proyecto MESSENGER utiliza un este positivo convención. [127]
Durante muchos años se pensó que Mercurio estaba sincronizado por marea con el Sol, girando una vez por cada órbita y manteniendo siempre la misma cara dirigida hacia el Sol, de la misma manera que la misma cara de la Luna siempre mira a la Tierra. Las observaciones de radar realizadas en 1965 demostraron que el planeta tiene una resonancia de órbita de espín de 3:2, girando tres veces por cada dos revoluciones alrededor del Sol. La excentricidad de la órbita de Mercurio hace que esta resonancia sea estable: en el perihelio, cuando la marea solar es más fuerte, el Sol está casi estacionario en el cielo de Mercurio. [128]
El bloqueo de marea resonante 3:2 se estabiliza mediante la variación de la fuerza de marea a lo largo de la órbita excéntrica de Mercurio, actuando sobre un componente dipolar permanente de la distribución de masa de Mercurio. [129] En una órbita circular no existe tal variación, por lo que la única resonancia estabilizada en dicha órbita es 1:1 (por ejemplo, Tierra-Luna), cuando la fuerza de marea estira un cuerpo a lo largo del "centro-cuerpo". línea, ejerce un par que alinea el eje de menor inercia del cuerpo (el eje "más largo" y el eje del dipolo antes mencionado) para apuntar siempre al centro. Sin embargo, con una excentricidad notable, como la de la órbita de Mercurio, la fuerza de marea tiene un máximo en el perihelio y por lo tanto estabiliza las resonancias, como 3:2, asegurando que el planeta apunte su eje de menor inercia aproximadamente al Sol cuando pasa por el perihelio. [129]
La razón original por la que los astrónomos pensaron que estaba bloqueado sincrónicamente era que, cuando Mercurio estaba en la mejor posición para la observación, siempre estaba casi en el mismo punto en su resonancia 3:2, por lo que mostraba la misma cara. Esto se debe a que, casualmente, el período de rotación de Mercurio es casi exactamente la mitad de su período sinódico con respecto a la Tierra. Debido a la resonancia de la órbita de espín 3:2 de Mercurio, un día solar dura aproximadamente 176 días terrestres. [25] Un día sidéreo (el período de rotación) dura aproximadamente 58,7 días terrestres. [25]
Las simulaciones indican que la excentricidad orbital de Mercurio varía caóticamente desde casi cero (circular) a más de 0,45 a lo largo de millones de años debido a las perturbaciones de los otros planetas. [25] [130] Se pensaba que esto explicaba la resonancia de la órbita de espín 3:2 de Mercurio (en lugar de la más habitual 1:1), porque es más probable que este estado surja durante un período de alta excentricidad. [131] Sin embargo, un modelado preciso basado en un modelo realista de respuesta a las mareas ha demostrado que Mercurio fue capturado en el estado de órbita de giro 3:2 en una etapa muy temprana de su historia, dentro de 20 (más probablemente, 10) millones de años después. su formación. [132]
Las simulaciones numéricas muestran que una futura interacción orbital secular resonante con el perihelio de Júpiter puede causar que la excentricidad de la órbita de Mercurio aumente hasta el punto en que hay un 1% de posibilidades de que la órbita se desestabilice en los próximos cinco mil millones de años. Si esto sucede, Mercurio podría caer hacia el Sol, chocar con Venus, ser expulsado del Sistema Solar o incluso alterar el resto del Sistema Solar interior. [133] [134]
En 1859, el matemático y astrónomo francés Urbain Le Verrier informó que la lenta precesión de la órbita de Mercurio alrededor del Sol no podía explicarse completamente mediante la mecánica newtoniana y las perturbaciones de los planetas conocidos. Sugirió, entre las posibles explicaciones, que podría existir otro planeta (o quizás, en cambio, una serie de "corpúsculos" más pequeños) en una órbita incluso más cercana al Sol que la de Mercurio, para explicar esta perturbación. [135] Otras explicaciones consideradas incluyeron un ligero achatamiento del Sol. El éxito de la búsqueda de Neptuno basada en sus perturbaciones de la órbita de Urano llevó a los astrónomos a confiar en esta posible explicación, y el hipotético planeta fue bautizado como Vulcano , pero nunca se encontró tal planeta. [136]
La precesión del perihelio observada de Mercurio es de 5.600 segundos de arco (1,5556°) por siglo en relación con la Tierra, o574,10 ± 0,65 segundos de arco por siglo [137] en relación con el ICRF inercial . La mecánica newtoniana, teniendo en cuenta todos los efectos de los demás planetas e incluyendo 0,0254 segundos de arco por siglo debido al achatamiento del Sol, predice una precesión de 5.557 segundos de arco (1,5436°) por siglo con respecto a la Tierra, o531,63 ± 0,69 segundos de arco por siglo en relación con ICRF. [137] A principios del siglo XX, la teoría general de la relatividad de Albert Einstein proporcionó la explicación para la precesión observada, al formalizar la gravitación como mediada por la curvatura del espacio-tiempo. El efecto es pequeño: sólo42,980 ± 0,001 segundos de arco por siglo (o 0,43 segundos de arco por año, o 0,1035 segundos de arco por período orbital) para Mercurio; por lo tanto, se necesitan algo más de 12,5 millones de órbitas, o 3 millones de años, para dar un giro excesivo completo. Existen efectos similares, pero mucho más pequeños, para otros cuerpos del Sistema Solar: 8,6247 segundos de arco por siglo para Venus, 3,8387 para la Tierra, 1,351 para Marte y 10,05 para 1566 Ícaro . [138] [139]
Se calcula que la magnitud aparente de Mercurio varía entre −2,48 (más brillante que Sirio ) alrededor de la conjunción superior y +7,25 (por debajo del límite de visibilidad a simple vista) alrededor de la conjunción inferior . [15] La magnitud aparente media es 0,23, mientras que la desviación estándar de 1,78 es la más grande de cualquier planeta. La magnitud aparente media en la conjunción superior es −1,89, mientras que en la conjunción inferior es +5,93. [15] La observación de Mercurio se complica por su proximidad al Sol, ya que se pierde en el resplandor del Sol durante gran parte del tiempo. Mercurio sólo puede observarse durante un breve período durante el crepúsculo de la mañana o de la tarde. [140]
Las observaciones de Mercurio con telescopios terrestres revelan sólo un disco parcial iluminado con detalles limitados. El Telescopio Espacial Hubble no puede observar Mercurio en absoluto debido a procedimientos de seguridad que impiden que apunte demasiado cerca del Sol. [141] Debido a que el cambio de 0,15 revoluciones de la Tierra en un año mercuriano constituye un ciclo de siete años mercurianos (0,15 × 7 ≈ 1,0), en el séptimo año mercuriano, Mercurio sigue casi exactamente (antes 7 días) la secuencia de fenómenos que mostró siete años mercurianos antes. [142]
Al igual que la Luna y Venus, Mercurio exhibe fases vistas desde la Tierra. Es "nuevo" en la conjunción inferior y "lleno" en la conjunción superior. El planeta se vuelve invisible desde la Tierra en ambas ocasiones debido a que está oscurecido por el Sol, [140] excepto en su nueva fase durante un tránsito. Mercurio es técnicamente más brillante visto desde la Tierra cuando está en fase completa. Aunque Mercurio está más lejos de la Tierra cuando está lleno, la mayor área iluminada que es visible y el brillo de oposición compensan con creces la distancia. [143] Lo contrario es cierto para Venus, que parece más brillante cuando está en cuarto creciente , porque está mucho más cerca de la Tierra que cuando está giboso . [143] [144]
Mercurio se observa mejor en el primer y último cuarto, aunque son fases de menor brillo. Las fases del primer y último cuarto se producen en el mayor alargamiento al este y al oeste del Sol, respectivamente. En ambos momentos, la separación de Mercurio del Sol oscila entre 17,9° en el perihelio y 27,8° en el afelio. [142] [145] En su mayor alargamiento occidental , Mercurio sale lo más temprano posible antes del amanecer, y en su mayor alargamiento oriental , se pone lo más tarde después de la puesta del sol. [146]
Mercurio es más frecuente y fácilmente visible desde el hemisferio sur que desde el norte . Esto se debe a que el máximo alargamiento occidental de Mercurio ocurre sólo a principios de otoño en el hemisferio sur, mientras que su mayor alargamiento oriental ocurre sólo a finales del invierno en el hemisferio sur. [146] En ambos casos, el ángulo en el que la órbita del planeta cruza el horizonte se maximiza, lo que le permite salir varias horas antes del amanecer en el primer caso y no ponerse hasta varias horas después de la puesta del sol en el segundo desde latitudes medias del sur. , como Argentina y Sudáfrica. [146]
Un método alternativo para ver Mercurio implica observar el planeta con un telescopio durante las horas del día cuando las condiciones son despejadas, idealmente cuando está en su mayor alargamiento. Esto permite encontrar el planeta fácilmente, incluso cuando se utilizan telescopios con aperturas de 8 cm (3,1 pulgadas). Sin embargo, se debe tener mucho cuidado al obstruir la vista del Sol debido al riesgo extremo de daño ocular. [147] Este método evita la limitación de la observación del crepúsculo cuando la eclíptica se encuentra a baja altura (por ejemplo, en las tardes de otoño). El planeta está más alto en el cielo y los efectos atmosféricos afectan menos la vista del planeta. Mercurio se puede ver a una distancia de hasta 4° del Sol, cerca de la conjunción superior, cuando está casi en su punto más brillante.
Mercurio, al igual que muchos otros planetas y las estrellas más brillantes, puede verse durante un eclipse solar total . [148]
Las primeras observaciones registradas de Mercurio que se conocen provienen de las tabletas MUL.APIN . Estas observaciones probablemente fueron realizadas por un astrónomo asirio alrededor del siglo XIV a.C. [149] El nombre cuneiforme utilizado para designar a Mercurio en las tablillas MUL.APIN se transcribe como UDU.IDIM.GU\U 4 .UD ("el planeta saltador"). [c] [150] Los registros babilónicos de Mercurio se remontan al primer milenio antes de Cristo. Los babilonios llamaron al planeta Nabu en honor al mensajero de los dioses en su mitología . [151]
El astrónomo grecoegipcio [152] Ptolomeo escribió sobre la posibilidad de tránsitos planetarios a través de la faz del Sol en su obra Hipótesis planetarias . Sugirió que no se habían observado tránsitos porque planetas como Mercurio eran demasiado pequeños para verlos o porque los tránsitos eran demasiado infrecuentes. [153]
En la antigua China , Mercurio era conocido como "la Estrella de la Hora" ( Chen-xing 辰星). Estaba asociado con la dirección norte y la fase del agua en el sistema metafísico de las Cinco Fases . [154] Las culturas china , coreana , japonesa y vietnamita modernas se refieren al planeta literalmente como la "estrella de agua" (水星), basada en los cinco elementos . [155] [156] [157] La mitología hindú usaba el nombre Budha para Mercurio, y se pensaba que este dios presidía el miércoles. [158] El dios Odin (o Woden) del paganismo germánico estaba asociado con el planeta Mercurio y el miércoles. [159] Los mayas pueden haber representado a Mercurio como un búho (o posiblemente cuatro búhos; dos para el aspecto matutino y dos para el vespertino) que servía como mensajero al inframundo . [160]
En la astronomía islámica medieval , el astrónomo andaluz Abū Ishāq Ibrāhīm al-Zarqālī en el siglo XI describió el deferente de la órbita geocéntrica de Mercurio como ovalado, como un huevo o un cerdo , aunque esta idea no influyó en su teoría astronómica ni en sus cálculos astronómicos. [161] [162] En el siglo XII, Ibn Bajjah observó "dos planetas como puntos negros en la cara del Sol", lo que más tarde fue sugerido como el tránsito de Mercurio y/o Venus por el astrónomo maragha Qotb al-Din Shirazi. en el siglo XIII. [163] La mayoría de estos informes medievales sobre tránsitos se tomaron más tarde como observaciones de manchas solares . [164]
En la India, el astrónomo de la escuela de Kerala , Nilakantha Somayaji, desarrolló en el siglo XV un modelo planetario parcialmente heliocéntrico en el que Mercurio orbita alrededor del Sol, que a su vez orbita la Tierra, similar al sistema Tychonic propuesto más tarde por Tycho Brahe a finales del siglo XVI. [165]
Las primeras observaciones telescópicas de Mercurio fueron realizadas por Thomas Harriot y Galileo a partir de 1610. En 1612, Simon Marius observó que el brillo de Mercurio variaba con la posición orbital del planeta y concluyó que tenía fases "de la misma manera que Venus y la Luna". [166] En 1631, Pierre Gassendi hizo las primeras observaciones telescópicas del tránsito de un planeta a través del Sol cuando vio un tránsito de Mercurio predicho por Johannes Kepler . En 1639, Giovanni Zupi utilizó un telescopio para descubrir que el planeta tenía fases orbitales similares a las de Venus y la Luna. La observación demostró de manera concluyente que Mercurio orbitaba alrededor del Sol. [25]
Un acontecimiento raro en astronomía es el paso de un planeta delante de otro ( ocultación ), visto desde la Tierra. Mercurio y Venus se ocultan entre sí cada pocos siglos, y el evento del 28 de mayo de 1737 es el único observado históricamente, ya que fue visto por John Bevis en el Observatorio Real de Greenwich . [167] La próxima ocultación de Mercurio por Venus será el 3 de diciembre de 2133. [168]
Las dificultades inherentes a la observación de Mercurio hicieron que fuera mucho menos estudiado que los demás planetas. En 1800, Johann Schröter hizo observaciones de las características de la superficie y afirmó haber observado montañas de 20 kilómetros de altura (12 millas). Friedrich Bessel utilizó los dibujos de Schröter para estimar erróneamente el período de rotación en 24 horas y una inclinación axial de 70°. [169] En la década de 1880, Giovanni Schiaparelli trazó un mapa del planeta con mayor precisión y sugirió que el período de rotación de Mercurio era de 88 días, el mismo que su período orbital debido al bloqueo de las mareas. [170] Este fenómeno se conoce como rotación sincrónica . El esfuerzo por cartografiar la superficie de Mercurio fue continuado por Eugenios Antoniadi , quien publicó un libro en 1934 que incluía tanto mapas como sus propias observaciones. [95] Muchas de las características de la superficie del planeta, particularmente las características del albedo , toman sus nombres del mapa de Antoniadi. [171]
En junio de 1962, los científicos soviéticos del Instituto de Radioingeniería y Electrónica de la Academia de Ciencias de la URSS , dirigidos por Vladimir Kotelnikov , fueron los primeros en hacer rebotar una señal de radar en Mercurio y recibirla, iniciando observaciones por radar del planeta. [172] [173] [174] Tres años más tarde, las observaciones de radar realizadas por los estadounidenses Gordon H. Pettengill y Rolf B. Dyce, utilizando el radiotelescopio de Arecibo de 300 metros de ancho (330 yardas) en Puerto Rico , mostraron de manera concluyente que el planeta El período de rotación fue de unos 59 días. [175] [176] La teoría de que la rotación de Mercurio era sincrónica se había vuelto ampliamente aceptada, y fue una sorpresa para los astrónomos cuando se anunciaron estas observaciones de radio. Si Mercurio estuviera bloqueado por las mareas, su cara oscura sería extremadamente fría, pero las mediciones de emisiones de radio revelaron que estaba mucho más caliente de lo esperado. Los astrónomos se mostraron reacios a abandonar la teoría de la rotación sincrónica y propusieron mecanismos alternativos, como poderosos vientos distribuidores de calor, para explicar las observaciones. [177]
En 1965, el astrónomo italiano Giuseppe Colombo observó que el valor de rotación era aproximadamente dos tercios del período orbital de Mercurio, y propuso que los períodos orbital y de rotación del planeta estaban encerrados en una resonancia de 3:2 en lugar de 1:1. [178] Los datos del Mariner 10 confirmaron posteriormente esta opinión. [179] Esto significa que los mapas de Schiaparelli y Antoniadi no estaban "equivocados". En cambio, los astrónomos vieron las mismas características durante cada segunda órbita y las registraron, pero ignoraron las observadas mientras tanto, cuando la otra cara de Mercurio estaba hacia el Sol, porque la geometría orbital significaba que estas observaciones se realizaron en malas condiciones de observación. [169]
Las observaciones ópticas terrestres no arrojaron mucha más luz sobre Mercurio, pero los radioastrónomos utilizaron interferometría en longitudes de onda de microondas, una técnica que permite eliminar la radiación solar, y pudieron discernir las características físicas y químicas de las capas del subsuelo a una profundidad de varios metros. metros. [180] [181] No fue hasta que la primera sonda espacial pasó cerca de Mercurio que se conocieron muchas de sus propiedades morfológicas más fundamentales. Además, los avances tecnológicos han dado lugar a mejores observaciones terrestres. En 2000, el telescopio Hale de 1,5 metros (4,9 pies) del Observatorio Monte Wilson realizó observaciones afortunadas de imágenes de alta resolución . Proporcionaron las primeras vistas que resolvieron las características de la superficie de las partes de Mercurio que no fueron fotografiadas en la misión Mariner 10 . [182] La mayor parte del planeta ha sido cartografiada por el telescopio de radar de Arecibo, con una resolución de 5 km (3,1 millas), incluidos depósitos polares en cráteres sombreados de lo que puede ser hielo de agua. [183]
Llegar a Mercurio desde la Tierra plantea importantes desafíos técnicos, porque orbita mucho más cerca del Sol que la Tierra. Una nave espacial con destino a Mercurio lanzada desde la Tierra debe viajar más de 91 millones de kilómetros (57 millones de millas) hacia el pozo de potencial gravitacional del Sol . Mercurio tiene una velocidad orbital de 47,4 km/s (29,5 mi/s), mientras que la velocidad orbital de la Tierra es de 29,8 km/s (18,5 mi/s). [110] Por lo tanto, la nave espacial debe realizar un cambio mayor en la velocidad ( delta-v ) para llegar a Mercurio y luego entrar en órbita, [185] en comparación con el delta-v requerido para, digamos, misiones planetarias a Marte .
La energía potencial liberada al descender por el pozo potencial del Sol se convierte en energía cinética , lo que requiere un cambio delta-v para hacer algo más que pasar por Mercurio. Una parte de este presupuesto delta-v puede obtenerse mediante asistencia gravitatoria durante uno o más sobrevuelos de Venus. [186] Para aterrizar de forma segura o entrar en una órbita estable, la nave espacial dependería completamente de motores de cohetes. Se descarta el aerofrenado porque Mercurio tiene una atmósfera insignificante. Un viaje a Mercurio requiere más combustible para cohetes que el necesario para escapar completamente del Sistema Solar. Como resultado, hasta ahora sólo lo han visitado tres sondas espaciales. [187] Un enfoque alternativo propuesto utilizaría una vela solar para alcanzar una órbita sincrónica de Mercurio alrededor del Sol. [188]
La primera nave espacial que visitó Mercurio fue la Mariner 10 de la NASA (1974-1975). [19] La nave espacial utilizó la gravedad de Venus para ajustar su velocidad orbital de modo que pudiera acercarse a Mercurio, lo que la convirtió en la primera nave espacial en utilizar este efecto gravitacional de "tirachinas" y la primera misión de la NASA en visitar múltiples planetas. [189] Mariner 10 proporcionó las primeras imágenes de primer plano de la superficie de Mercurio, que inmediatamente mostraron su naturaleza llena de cráteres y revelaron muchos otros tipos de características geológicas, como las escarpas gigantes que más tarde se atribuyeron al efecto de la ligera contracción del planeta. a medida que su núcleo de hierro se enfría. [190] Desafortunadamente, la misma cara del planeta se iluminó en cada una de las aproximaciones cercanas del Mariner 10 . Esto hizo imposible una observación cercana de ambos lados del planeta, [191] y resultó en el mapeo de menos del 45% de la superficie del planeta. [192]
La nave espacial realizó tres aproximaciones cercanas a Mercurio, la más cercana de las cuales la llevó a 327 km (203 millas) de la superficie. [193] En la primera aproximación cercana, los instrumentos detectaron un campo magnético, para gran sorpresa de los geólogos planetarios: se esperaba que la rotación de Mercurio fuera demasiado lenta para generar un efecto dinamo significativo. El segundo enfoque cercano se utilizó principalmente para obtener imágenes, pero en el tercer enfoque se obtuvieron datos magnéticos extensos. Los datos revelaron que el campo magnético del planeta es muy parecido al de la Tierra, que desvía el viento solar alrededor del planeta. Durante muchos años después de los encuentros del Mariner 10 , el origen del campo magnético de Mercurio siguió siendo objeto de varias teorías contrapuestas. [194] [195]
El 24 de marzo de 1975, apenas ocho días después de su aproximación final, el Mariner 10 se quedó sin combustible. Debido a que su órbita ya no se podía controlar con precisión, los controladores de la misión ordenaron a la sonda que se apagara. [196] Se cree que Mariner 10 todavía está orbitando alrededor del Sol, pasando cerca de Mercurio cada pocos meses. [197]
El 3 de agosto de 2004 se lanzó una segunda misión de la NASA a Mercurio, denominada MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging). Pasó por la Tierra en agosto de 2005 y por Venus en octubre de 2006 y junio. 2007 para colocarlo en la trayectoria correcta para alcanzar una órbita alrededor de Mercurio. [198] Un primer sobrevuelo de Mercurio ocurrió el 14 de enero de 2008, un segundo el 6 de octubre de 2008, [199] y un tercero el 29 de septiembre de 2009. [200] La mayor parte del hemisferio no fotografiado por Mariner 10 fue mapeados durante estos sobrevuelos. La sonda entró con éxito en una órbita elíptica alrededor del planeta el 18 de marzo de 2011. La primera imagen orbital de Mercurio se obtuvo el 29 de marzo de 2011. La sonda finalizó una misión cartográfica de un año de duración [199] y luego entró en una misión de un año. misión extendida hasta 2013. Además de las observaciones continuas y el mapeo de Mercurio, MESSENGER observó el máximo solar de 2012 . [201]
La misión fue diseñada para aclarar seis cuestiones clave: la alta densidad de Mercurio, su historia geológica, la naturaleza de su campo magnético, la estructura de su núcleo, si tiene hielo en sus polos y de dónde proviene su tenue atmósfera. Con este fin, la sonda llevaba dispositivos de imágenes que recogían imágenes de resolución mucho más alta de mucho más Mercurio que el Mariner 10 , espectrómetros variados para determinar la abundancia de elementos en la corteza y magnetómetros y dispositivos para medir las velocidades de las partículas cargadas. Se esperaba que las mediciones de los cambios en la velocidad orbital de la sonda se utilizaran para inferir detalles de la estructura interior del planeta. [202] La maniobra final de MESSENGER fue el 24 de abril de 2015 y se estrelló contra la superficie de Mercurio el 30 de abril de 2015. [203] [204] [205] El impacto de la nave espacial con Mercurio ocurrió a las 3:26:01 pm EDT el 30 de abril de 2015, dejando un cráter estimado en 16 m (52 pies) de diámetro. [206]
La Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Japonesa desarrollaron y lanzaron una misión conjunta denominada BepiColombo , que orbitará Mercurio con dos sondas: una para cartografiar el planeta y otra para estudiar su magnetosfera. [207] Lanzado el 20 de octubre de 2018, se espera que BepiColombo llegue a Mercurio en 2025. [208] Lanzará una sonda magnetométrica a una órbita elíptica, luego se dispararán cohetes químicos para depositar la sonda cartográfica en una órbita circular. Ambas sondas operarán durante un año terrestre. [207] La sonda mapeadora lleva una serie de espectrómetros similares a los de MESSENGER , y estudiará el planeta en muchas longitudes de onda diferentes, incluidas infrarrojas , ultravioletas , rayos X y rayos gamma . [209] BepiColombo realizó tres de sus seis sobrevuelos planificados a Mercurio desde el 1 de octubre de 2021 [210] al 19 de junio de 2023. [211] [212]
Ermis
es el nombre griego del planeta Mercurio, que es el planeta más cercano al Sol. Lleva el nombre del dios griego del comercio, Ermis o Hermes, que también era el mensajero de los dioses griegos antiguos.
Véase también el artículo griego sobre el planeta.
El símbolo de Mercurio representa el Caduceo, una vara con dos serpientes entrelazadas a su alrededor, que llevaba el mensajero de los dioses.
Ahora es posible rastrear los símbolos medievales de al menos cuatro de los cinco planetas hasta las formas que aparecen en algunos de los horóscopos de papiro más recientes ([ P.Oxy. ] 4272, 4274, 4275 [...]). El de Mercurio es un caduceo estilizado.
La corteza de Mercurio es más análoga a un pastel veteado que a un pastel en capas.
Sean C. Solomon, el investigador principal de MESSENGER, dijo que había suficiente hielo allí para encerrar
a Washington, DC
, en un bloque congelado de dos millas y media de profundidad.
aunque en el caso de
Venus
la libración en longitud debida a la excentricidad de la órbita asciende a sólo 47' a cada lado de la posición media, en el caso de Mercurio asciende a 23° 39'
Oliver Hawkins, más o menos alumno y leyenda de la estadística, escribió un código para nosotros, que calculaba qué planeta estaba más cerca de la Tierra cada día durante los últimos 50 años, y luego envió los resultados a
David A. Rothery
, profesor de geociencias planetarias. en la Universidad Abierta.
Marius señaló en la dedicatoria del 30 de junio de 1612 en el Prognosticon auf 1613 "que Mercurio es iluminado por el Sol de la misma manera que Venus y la Luna" y reporta sus observaciones sobre el brillo.
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