Sistemul Solar - Mercur

În mitologia romană, Mercur (Hermes la greci) era zeul comerţului şi protectorul hoţilor. Planeta Mercur a fost denumită astfel, deoarece mişcarea aparentă pe cer este una rapidă. Grecii îi dăduseră două nume, Apollo şi Hermes.

Apollo, când apărea seara şi Hermes când era stea de dimineaţă, ştiind totuşi că era vorba despre acelaşi corp ceresc. Planeta este cunoscută încă de pe vremea sumerienilor (mileniul 3 î.C.). Planeta Mercur, deşi foarte strălucitoare, nu a fost foarte bine observată deoarece nu apare pe cerul nopţii, fiind vizibilă în crepusculul răsăritului şi apusului, mereu în vecinătatea Soarelui.

Acest bulgăre de rocă, abia ceva mai mare decât Luna, este supus extremelor. Mercur este puţin mai mic decât Ganymede şi Titan, sateliţi ai altor planete din Sistemul Solar. Foarte aproape de Soare, la o distanţă medie de doar 0,38 UA, este supusă la temperaturi de ordinul sutelor de grade. S-ar părea că pe această planetă nu avem de ce să căutăm gheaţă, însă să nu uităm că atunci când lumina solară nu ajunge pe suprafaţa unui corp ce nu are atmosferă, aceasta se răceşte rapid. Pe suprafaţa întunecată a lui Mercur, temperatura coboară până la -150 grade Celsius.

Planetele sistemului solar: Mercur, Venus, Pământ, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun. Este reprezentată şi planeta pitică, Pluto.

ORBITA PLANETEI MERCUR

Cea mai apropiată planetă de Soare, Mercur îşi completează orbita în 88 zile terestre, având cea mai mare viteză orbitală dintre toate planetele, de 48 km/s. Orbita are cea mai mare excentricitate, apropiindu-se de Soare la periheliu la doar 46 milioane km, iar la afeliu aflându-se la o distanţă de acesta de 70 milioane km. Când se află la cea mai mică distanţă de Soare, acesta apare pe cer de trei ori mai mare decât îl vedem noi.

Planeta Mercur
Imagine realizată de sonda Messenger (octombrie 2008)
credit: NASA

IPOTETICA PLANETA VULCAN

În orbita planetei Mercur au fost observate anumite diferenţe între valorile prezise şi cele măsurate. Aceste diferenţe persistau şi nu puteau fi explicate folosind mecanica newtoniană.

În 1860, matematicianul Urbain Le Verrier a prezis că aceste deviaţii ale orbitei lui Mercur ar putea fi explicate prin existenţa unei planete cu o orbită interioară acesteia, denumită atunci Vulcan sau a unei centuri de asteroizi. Deşi au fost făcute numeroase investigaţii pentru a găsi această planetă lipsă, inclusiv în timpul eclipselor solare, aceasta a rămas ascunsă, pentru simplul motiv că nu există.
Explicaţia a venit odată cu teoria relativităţii a lui Einstein, care, completând lipsurile mecanicii clasice, a putut prevedea exact mişcările planetei Mercur, ceea ce a constituit şi unul din motivele principale pentru care aceasta a fost acceptată atât de bine.

Perioada de rotaţie este de 58,5 zile. Până în anii '60 se credea că aceasta este egală cu perioada de revoluţie, Mercur arătând aceeaşi faţă Soarelui. Acest lucru se datora faptului că Mercur prezintă spre noi aceeaşi faţă de fiecare dată când trece prin punctul cel mai apropiat de Terra. Dacă orbita sa ar fi avut o excentricitate mică, probabil că asta s-ar fi întâmplat, însă datorită excentricităţii planeta a atins alt punct stabil, o rezonanţă de 3:2. Acest lucru înseamnă un raport de 2 la 3 între perioada de rotaţie şi cea de revoluţie.

Aceasta excentricitate mare şi rezonanţa prezentă ar produce efecte uimitoare asupra unui observator aflat pe planeta. Acesta ar vedea cum Soarele răsare, apoi se măreşte pe măsură ce se îndreaptă spre zenit. Aici s-ar opri, şi-ar inversa mersul şi s-ar opri din nou înainte de a-şi relua drumul către orizont, micşorându-se, de asemenea. În intervalul dintre cele două opriri, stelele pe cer s-ar mişca de trei ori mai repede. (Trebuie spus ca viteza orbitala difera mult în funcţie de cât de aproape se află planeta de stea.)

Pe Mercur nu există anotimpuri, dar fiind faptul că înclinaţia axei de rotaţie este zero.

Datorită situării mai aproape de Soare decât Terra, Mercur, când este observat, prezintă faze, întocmai ca Luna. Acelaşi lucru este valabil şi pentru Venus. Mercur prezintă cea mai mare luminozitate când este în faza "plină". Chiar dacă se situează dincolo de Soare, la aproape cea mai mare depărtare de noi, luminozitatea este foarte mare. Acest lucru nu este valabil pentru Venus, însă, care este mai strălucitoare când este în faza apropiată minimului, dar aproape de noi.

Mercur este mai uşor de observat din emisfera sudică, deoarece elongaţia posibilă maximă apare întotdeauna când în această emisferă este toamnă timpurie sau iarnă târzie.

Bazinul Caloris, Mercur
Imagine din 14.01.2008
credit: NASA

PEISAJUL MERCURIAN

Mercur, ca şi Luna, nu are plăci tectonice. Este acoperit de cratere, în cea mai mare parte foarte vechi, de scurgeri de lavă şi crăpături produse de cutremure. Suprafaţa este de tip lunar, însă relieful planetei Mercur, spre deosebire de cel al satelitului nostru, este supus la variaţii mult mai mari de temperatură.

Cel mai mare crater de impact este bazinul Caloris (numele înseamnă căldură şi, într-adevăr, aici este una din zonele cele mai calde ale planetei, bazinul fiind îndreptat spre Soare în timpul periheliului). Bazinul are un diametru de 1.300 km, fiind înconjurat de un inel de munţi cu o înălţime de 2 km.

Suprafaţa lui Mercur prezintă lanţuri uriaşe de munţi, de până la 500 km, aşa numitele bastioane. Se crede că acestea s-au format prin compresia gravitaţională a planetei, cauzată de răcirea interiorului. Se estimează că suprafaţa mercuriană s-ar fi redus cu 1%, ceea ce înseamnă descreşterea razei cu 1 km.


STRUCTURA PLANETEI MERCUR

Mercur, deşi mult mai mic decât Terra, are o densitate comparabilă (5,43 g/cm3). Nucleul acestuia domină interiorul planetei, conţinând 70% din masă, raza lui fiind de 1.600 - 1.700 km, iar mantaua de silicaţi care îl îmbracă, 5-600 km. Elementul dominant în nucleu este fierul, şi cel puţin o parte este în formă lichidă. Acest lucru cauzează probabil câmpul magnetic slab (1% din cel al Pământului) pe care Mercur îl are, de altfel singura planeta telurică, în afara Terrei, care prezintă câmp magnetic.

Mai multe teorii au fost propuse pentru a explica metalicitatea înaltă a planetei. Mercur conţine mai mult fier decât oricare altă planetă din Sistemul Solar. Se presupune că Mercur a avut iniţial o masă mult mai mare, dar datorită impacturilor din Sistemul Solar timpuriu, foarte agresive la această apropiere de Soare, şi-a pierdut o mare parte din crustă şi manta, rămânând în urmă nucleul. (O teorie similară a fost propusă pentru a explica formarea Lunii.)

O altă teorie spune că formarea planetei Mercur atât de aproape de Soare s-a produs, la acel timp, în condiţii de temperatură de 2.500-3.500 K, poate chiar 10.000 K. Astfel o mare parte din crustă s-a evaporat, iar vântul solar agresiv a îndepărtat acest material.


ATMOSFERA, PLANETEI MERCUR

Mercur este prea mică pentru ca gravitaţia să poată reţine atmosfera. Există o atmosferă extrem de rarefiată. Aceasta este instabilă, fiind mereu pierdută şi înlocuită din diverse surse. Particule de vânt solar sunt prinse în câmpul magnetic, de asemenea diferite elemente rezultate din impacturi cu asteroizi şi comete.

Din moment ce atmosfera este atât de subţire, un observator aflat pe Mercur ar vedea cerul negru şi ar putea observa stelele în timpul zilei. Soarele s-ar vedea de trei ori mai mare.

Atmosfera are următoarea compoziţie: potasiu 31,7%, sodiu 24,9%, oxigen atomic 9,5%, argon 7,0%, heliu 5,9%, oxigen molecular 5,6%, azot 5,2%, dioxid de carbon 3,6%, apă 3,4%, hidrogen 3,2%.


CÂMPUL MAGNETIC AL PLANETEI MERCUR

În ciuda rotaţiei foarte lente a planetei, câmpul magnetic al acesteia se situează la 1% din nivelul câmpului magnetic terestru. Acesta poate fi generat de nucleul de fier în rotaţie al planetei, prin efectul de dinam.
Totuşi, oamenii de ştiinţă nu sunt siguri dacă o parte a nucleului mai este încă lichidă, deşi ar fi putut fi menţinut aşa de efectele mareice cauzate de excentricitatea mare a orbitei. Este posibil însă şi ca acest câmp magnetic să fie o rămășită a celui ce a existat odată, prins în roci magnetice solidificate.


În 2011 sonda Messenger a fost plasată pe orbita mercuriană, după trei decenii de la misiunea anterioară, Mariner 10. Studierea lui Mercur ne poate aduce indicii despre evoluţia planetelor telurice. Amintim câteva din cele mai recente descoperiri: compoziţia suprafeţei – bogată în magneziu şi sulf, săracă în aluminiu şi calciu, şi cu un dezechilibru al elementelor radioactive – arată că aceasta este evoluată; o mare parte din suprafaţă este acoperită de lavă solidificată, pe Terra astfel de evenimente fiind asociate cu extincţii în masă; polii magnetici sunt apropiaţi de polii geografici, ceea ce sugerează că un nucleu parţial lichid ar genera câmpul magnetic; câmpul magnetic este totuşi prea slab pentru a genera centuri Van Allen.