IL PIANETA MERCURIO

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Il mercurio è il pianeta più vicino al nostro Sole, il più piccolo degli otto pianeti e uno dei mondi più estremi nei nostri sistemi solari. Come tale, ha svolto un ruolo attivo nei sistemi mitologici e astrologici di molte culture.

Nonostante ciò, Mercurio è uno dei pianeti meno compresi nel nostro Sistema Solare. Proprio come Venere, la sua orbita tra la Terra e il Sole significa che può essere visto sia al mattino che alla sera (ma mai nel mezzo della notte). E come Venere e la Luna, attraversa anche delle fasi; una caratteristica che inizialmente confondeva gli astronomi, ma alla fine li aiutò a realizzare la vera natura del Sistema Solare.

Dimensioni, massa e orbita:

Con un raggio medio di 2440 km e una massa di 3.3022 × 10²³ kg, Mercurio è il pianeta più piccolo del nostro Sistema Solare - equivalente per dimensioni a 0,38 Terre. E mentre è più piccolo dei più grandi satelliti naturali nel nostro sistema - come Ganimede e Titano - è più massiccio. In effetti, la densità di Mercurio (a 5.427 g / cm³) è il secondo più alto nel sistema solare, solo leggermente inferiore a quello della Terra (5,515 g / cm³).

Il mercurio ha l'orbita più eccentrica di qualsiasi pianeta nel Sistema Solare (0.205). Per questo motivo, la sua distanza dal Sole varia tra 46 milioni di km (29 milioni di miglia) nel punto più vicino (perielio) a 70 milioni di km (43 milioni di miglia) nel punto più lontano (afelio). E con una velocità orbitale media di 47.362 km / s (29.429 mi / s), Mercury impiega un totale di 87.969 giorni terrestri per completare una singola orbita.

Con una velocità di rotazione media di 10.892 km / h (6.768 mph), Mercury impiega 58.646 giorni per completare una singola rotazione. Ciò significa che Mercurio ha una risonanza di spin-orbita di 3: 2, il che significa che completa tre rotazioni sul suo asse per ogni due rotazioni attorno al Sole. Ciò, tuttavia, non significa che tre giorni durino come due anni su Mercurio.

In effetti, la sua elevata eccentricità e rotazione lenta significano che ci vogliono 176 giorni terrestri affinché il Sole ritorni nello stesso posto nel cielo (alias un giorno solare). Ciò significa che un singolo giorno su Mercurio è il doppio di un solo anno. Il mercurio ha anche l'inclinazione assiale più bassa di qualsiasi pianeta nel Sistema Solare - circa 0,027 gradi rispetto ai 3,1 gradi di Giove (il secondo più piccolo).

Caratteristiche di composizione e superficie:

Essendo uno dei quattro pianeti terrestri del Sistema Solare, il mercurio è composto per circa il 70% di metallo e il 30% di silicato. In base alla sua densità e dimensione, si possono fare alcune inferenze sulla sua struttura interna. Ad esempio, i geologi stimano che il nucleo di Mercurio occupa circa il 42% del suo volume, rispetto al 17% della Terra.

Si ritiene che l'interno sia composto da un ferro fuso che è circondato da un manto di materiale silicato di 500 - 700 km. Sullo strato più esterno si trova la crosta di Mercurio, che si ritiene abbia uno spessore di 100 - 300 km. La superficie è inoltre caratterizzata da numerose creste strette che si estendono per centinaia di chilometri di lunghezza. Si ritiene che questi si siano formati mentre il nucleo e il mantello di Mercurio si raffreddavano e si contraevano in un momento in cui la crosta si era già solidificata.

Il nucleo di Mercurio ha un contenuto di ferro più elevato di quello di qualsiasi altro grande pianeta del Sistema Solare e sono state proposte diverse teorie per spiegarlo. La teoria più ampiamente accettata è che Mercurio un tempo era un pianeta più grande che fu colpito da un pianeta planetario che misurava diverse migliaia di chilometri di diametro. Questo impatto avrebbe potuto quindi eliminare gran parte della crosta e del mantello originali, lasciando il nucleo come componente principale.

Un'altra teoria è che il mercurio potrebbe essersi formato dalla nebulosa solare prima che la produzione di energia del Sole si stabilizzasse. In questo scenario, il mercurio sarebbe stato originariamente il doppio della sua massa attuale, ma sarebbe stato sottoposto a temperature da 25.000 a 35.000 K (o fino a 10.000 K) rispetto al contratto del protosun. Questo processo avrebbe vaporizzato gran parte della roccia superficiale di Mercurio, riducendola alle dimensioni e alla composizione attuali.

Una terza ipotesi è che la nebulosa solare abbia causato la resistenza sulle particelle da cui si stava accumulando Mercurio, il che significava che le particelle più leggere andavano perdute e non raccolte per formare Mercurio. Naturalmente, sono necessarie ulteriori analisi prima che una qualsiasi di queste teorie possa essere confermata o esclusa.

A colpo d'occhio, Mercurio sembra simile alla luna della Terra. Ha un paesaggio arido segnato da crateri da asteroidi e antichi flussi di lava. Combinati con estese pianure, indicano che il pianeta è stato geologicamente inattivo per miliardi di anni. Tuttavia, a differenza della Luna e di Marte, che hanno tratti significativi di geologia simile, la superficie di Mercurio appare molto più confusa. Altre caratteristiche comuni includono dorsa (alias "creste delle rughe"), altopiani simili alla luna, montes (montagne), planitiae (pianure), rupie (scarpate) e valli (valli).

I nomi per queste funzionalità provengono da una varietà di fonti. I crateri prendono il nome da artisti, musicisti, pittori e autori; le creste sono chiamate per gli scienziati; le depressioni prendono il nome da opere di architettura; le montagne prendono il nome dalla parola "caldo" in diverse lingue; gli aerei prendono il nome da Mercurio in varie lingue; le scarpate prendono il nome dalle navi delle spedizioni scientifiche e le valli prendono il nome dalle strutture del radiotelescopio.

Durante e dopo la sua formazione 4.6 miliardi di anni fa, Mercurio fu pesantemente bombardato da comete e asteroidi, e forse di nuovo durante il periodo del bombardamento tardivo pesante. Durante questo periodo di intensa formazione del cratere, il pianeta ha ricevuto impatti su tutta la sua superficie, grazie in parte alla mancanza di atmosfera per rallentare gli impattatori. Durante questo periodo, il pianeta era vulcanicamente attivo e il magma rilasciato avrebbe prodotto le pianure lisce.

I crateri sul mercurio variano di diametro da piccole cavità a forma di scodella a bacini di impatto a più anelli di centinaia di chilometri di diametro. Il cratere più grande conosciuto è il bacino di Caloris, che misura 1.550 km di diametro. L'impatto che lo ha creato è stato così potente che ha causato eruzioni di lava dall'altra parte del pianeta e ha lasciato un anello concentrico alto oltre 2 km che circonda il cratere da impatto. Complessivamente, sono stati identificati circa 15 bacini di impatto su quelle parti di mercurio che sono state esaminate.

Nonostante le sue dimensioni ridotte e la lenta rotazione di 59 giorni, Mercurio ha un campo magnetico significativo e apparentemente globale, che rappresenta circa l'1,1% della forza della Terra. È probabile che questo campo magnetico sia generato da un effetto dinamo, in modo simile al campo magnetico terrestre. Questo effetto dinamo risulterebbe dalla circolazione del nucleo liquido ricco di ferro del pianeta.

Il campo magnetico di mercurio è abbastanza forte da deviare il vento solare intorno al pianeta, creando così una magnetosfera. La magnetosfera del pianeta, sebbene abbastanza piccola da adattarsi alla Terra, è abbastanza forte da intrappolare il plasma del vento solare, che contribuisce all'erosione spaziale della superficie del pianeta.

Atmosfera e temperatura:

Il mercurio è troppo caldo e troppo piccolo per conservare un'atmosfera. Tuttavia, ha un'esosfera tenue e variabile costituita da idrogeno, elio, ossigeno, sodio, calcio, potassio e vapore acqueo, con un livello di pressione combinato di circa 10^-14 bar (un quadrilione della pressione atmosferica della Terra). Si ritiene che questa esosfera sia stata formata da particelle catturate dal Sole, degassamento vulcanico e detriti lanciati in orbita da impatti di micrometeorite.

Poiché manca di un'atmosfera praticabile, Mercurio non ha modo di trattenere il calore del sole. Come risultato di questa e della sua elevata eccentricità, il pianeta subisce notevoli variazioni di temperatura. Mentre il lato rivolto verso il sole può raggiungere temperature fino a 700 K (427 ° C), mentre il lato in ombra scende fino a 100 K (-173 ° C).

Nonostante questi alti livelli di temperatura, l'esistenza di ghiaccio d'acqua e persino molecole organiche è stata confermata sulla superficie di Mercurio. I pavimenti di crateri profondi ai poli non sono mai esposti alla luce solare diretta e le temperature rimangono al di sotto della media planetaria.

Si ritiene che queste regioni ghiacciate contengano circa 10¹⁴–10¹⁵ kg di acqua congelata e può essere coperto da uno strato di regolite che inibisce la sublimazione. L'origine del ghiaccio su Mercurio non è ancora nota, ma le due fonti più probabili provengono dal degassamento dell'acqua dall'interno del pianeta o dalla deposizione a causa dell'impatto delle comete.

Osservazioni storiche:

Proprio come gli altri pianeti che sono visibili ad occhio nudo, Mercurio ha una lunga storia di essere osservato da astronomi umani. Si ritiene che le prime osservazioni registrate di Mercurio provengano dalla tavoletta Mul Apin, un compendio di astronomia e astrologia babilonese.

Le osservazioni, che furono probabilmente fatte durante il XIV secolo a.C., si riferiscono al pianeta come "il pianeta che salta". Altri documenti babilonesi, che si riferiscono al pianeta come "Nabu" (dopo il messaggero degli dei nella mitologia babilonese) risalgono al primo millennio a.C. La ragione di ciò ha a che fare con Mercurio che è il pianeta più veloce nel cielo.

Per gli antichi Greci, Mercurio era noto in vari modi come "Stilbon" (un nome che significa "il luccichio"), Hermaon ed Hermes. Come per i babilonesi, quest'ultimo nome deriva dal messaggero del pantheon greco. I romani continuarono questa tradizione, nominando il pianeta Mercurio come il messaggero degli dèi con i piedi rapidi, che essi identificarono con il greco Hermes.

Nel suo libro Ipotesi planetarie, L'astronomo greco-egiziano Tolomeo scrisse della possibilità di transiti planetari attraverso la faccia del Sole. Sia per Mercurio che per Venere, suggerì che non era stato osservato alcun transito perché il pianeta era troppo piccolo per essere visto o perché i transiti sono troppo rari.

Per gli antichi cinesi, Mercurio era noto come Chen Xing ("La stella dell'ora"), ed è stato associato con la direzione del nord e l'elemento dell'acqua. Allo stesso modo, le moderne culture cinesi, coreane, giapponesi e vietnamite si riferiscono letteralmente al pianeta come la "stella d'acqua" basata sui Cinque Elementi. Nella mitologia indù, il nome Budha era usato per Mercurio, il dio che si presumeva presiedesse mercoledì.

Lo stesso vale per le tribù germaniche, che associarono il dio Odino (o Woden) al pianeta Mercurio e Mercoledì. I Maya potrebbero aver rappresentato Mercurio come un gufo - o forse quattro gufi, due per l'aspetto mattutino e due per la sera - che fungeva da messaggero per gli inferi.

Nell'astronomia islamica medievale, l'astronomo andaluso Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali nell'XI secolo descrisse l'orbita geocentrica di Mercurio come ovale, sebbene questa intuizione non influenzò la sua teoria astronomica o i suoi calcoli astronomici. Nel XII secolo, Ibn Bajjah osservò "due pianeti come punti neri sulla faccia del Sole", che fu in seguito suggerito come il transito di Mercurio e / o Venere.

In India, l'astronomo della scuola del Kerala Nilakantha Somayaji nel XV secolo sviluppò un modello planetario parzialmente eliocentrico in cui Mercurio orbita attorno al Sole, che a sua volta orbita attorno alla Terra, simile al sistema proposto da Tycho Brahe nel XVI secolo.

Le prime osservazioni usando un telescopio furono fatte all'inizio del XVII secolo da Galileo Galilei. Sebbene avesse osservato delle fasi guardando Venere, il suo telescopio non era abbastanza potente da vedere Mercurio attraversare fasi simili. Nel 1631, Pierre Gassendi fece le prime osservazioni telescopiche del transito di un pianeta attraverso il Sole quando vide un transito di Mercurio, che era stato predetto da Johannes Kepler.

Nel 1639, Giovanni Zupi usò un telescopio per scoprire che il pianeta aveva fasi orbitali simili a Venere e alla Luna. Queste osservazioni dimostrarono definitivamente che Mercurio orbitava attorno al Sole, il che aiutò a dimostrare definitivamente che il modello eliocentrico copernicano dell'universo era quello corretto.

Negli anni 1880, Giovanni Schiaparelli mappò il pianeta in modo più accurato e suggerì che il periodo di rotazione di Mercurio fosse di 88 giorni, lo stesso del suo periodo orbitale dovuto al blocco delle maree. Lo sforzo di mappare la superficie di Mercurio fu continuato da Eugenios Antoniadi, che nel 1934 pubblicò un libro che includeva sia le mappe che le sue osservazioni. Molte delle caratteristiche di superficie del pianeta, in particolare quelle di albedo, prendono il nome dalla mappa di Antoniadi.

Nel giugno del 1962, gli scienziati sovietici dell'Accademia delle Scienze dell'URSS furono i primi a far rimbalzare un segnale radar da Mercurio e riceverlo, che iniziò l'era dell'uso del radar per mappare il pianeta. Tre anni dopo, gli americani Gordon Pettengill e R. Dyce condussero osservazioni radar usando il radiotelescopio dell'Osservatorio Arecibo. Le loro osservazioni hanno dimostrato in modo conclusivo che il periodo di rotazione del pianeta era di circa 59 giorni e che il pianeta non aveva una rotazione sincrona (che all'epoca era ampiamente creduta).

Le osservazioni ottiche a terra non hanno fatto molta più luce su Mercurio, ma i radioastronomi che utilizzano l'interferometria a lunghezze d'onda a microonde - una tecnica che consente la rimozione della radiazione solare - sono stati in grado di discernere le caratteristiche fisiche e chimiche degli strati del sottosuolo a una profondità di diversi metri.

Nel 2000, le osservazioni ad alta risoluzione sono state condotte dall'Osservatorio di Mount Wilson, che ha fornito le prime opinioni che hanno risolto le caratteristiche di superficie su parti del pianeta mai viste prima. Gran parte del pianeta è stato mappato dal telescopio radar Arecibo, con una risoluzione di 5 km, compresi i depositi polari in crateri ombreggiati di quello che si credeva fosse il ghiaccio d'acqua.

Esplorazione:

Prima delle prime sonde spaziali che sorvolavano Mercurio, molte delle sue proprietà morfologiche fondamentali erano sconosciute. Il primo di questi è stato quello della NASA Mariner 10, che ha sorvolato il pianeta tra il 1974 e il 1975. Durante i suoi tre avvicinamenti ravvicinati al pianeta, è stato in grado di catturare le prime immagini ravvicinate della superficie di Mercurio, che rivelavano terreni fortemente crateri, scarpate giganti e altre superfici Caratteristiche.

Sfortunatamente, a causa della lunghezza di Mariner 10"Periodo orbitale, la stessa faccia del pianeta era illuminata in ciascuna di Mariner 10Gli approcci ravvicinati. Ciò ha reso impossibile l'osservazione di entrambi i lati del pianeta e ha portato alla mappatura di meno del 45% della superficie del pianeta.

Durante il suo primo approccio ravvicinato, gli strumenti hanno anche rilevato un campo magnetico, con grande sorpresa dei geologi planetari. Il secondo approccio ravvicinato è stato utilizzato principalmente per l'imaging, ma al terzo approccio sono stati ottenuti ampi dati magnetici. I dati hanno rivelato che il campo magnetico del pianeta è molto simile a quello della Terra, che devia il vento solare intorno al pianeta.

Il 24 marzo 1975, a soli otto giorni dal suo ultimo avvicinamento ravvicinato, Mariner 10 ha esaurito il carburante, spingendo i suoi controller a spegnere la sonda. Mariner 10 si pensa che stia ancora orbitando attorno al Sole, passando vicino a Mercurio ogni pochi mesi.

La seconda missione della NASA su Mercurio era la MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry e Ranging (o MESSAGGERO) sonda spaziale. Lo scopo di questa missione era chiarire sei questioni chiave relative al mercurio, vale a dire: la sua alta densità, la sua storia geologica, la natura del suo campo magnetico, la struttura del suo nucleo, se ha ghiaccio ai suoi poli e dove viene un'atmosfera tenue.

A tal fine, la sonda trasportava dispositivi di imaging che raccoglievano immagini a risoluzione molto più elevata di molto più del pianeta rispetto a Mariner 10, spettrometri assortiti per determinare l'abbondanza di elementi nella crosta e magnetometri e dispositivi per misurare le velocità delle particelle cariche.

Dopo essere stato lanciato da Cape Canaveral il 3 agosto 2004, ha fatto il suo primo volo di Mercurio il 14 gennaio 2008, un secondo il 6 ottobre 2008 e un terzo il 29 settembre 2009. La maggior parte dell'emisfero non è stato ripreso da Mariner 10 è stato mappato durante questi fly-bys. Il 18 marzo 2011, la sonda è entrata con successo in un'orbita ellittica attorno al pianeta e ha iniziato a scattare immagini entro il 29 marzo.

Dopo aver completato la missione di mappatura di un anno, è entrata in una missione estesa di un anno che è durata fino al 2013.MESSAGGERO'L'ultima manovra ha avuto luogo il 24 aprile 2015, che l'ha lasciata senza carburante e una traiettoria incontrollata che l'ha inevitabilmente portato a schiantarsi sulla superficie di Mercurio il 30 aprile 2015.

Nel 2016, l'Agenzia spaziale europea e l'Agenzia aerospaziale ed esplorativa giapponese (JAXA) hanno in programma di lanciare una missione congiunta denominata BepiColombo. Questa sonda spaziale robotica, che dovrebbe raggiungere Mercurio entro il 2024, orbiterà attorno a Mercurio con due sonde: una sonda per mappatore e una sonda per magnetosfera.

La sonda magnetosfera verrà rilasciata in un'orbita ellittica, quindi spara i suoi razzi chimici per depositare la sonda del mappatore in un'orbita circolare. La sonda del mappatore continuerà quindi a studiare il pianeta in diverse lunghezze d'onda - infrarossi, ultravioletti, raggi X e raggi gamma - utilizzando una serie di spettrometri simili a quelli su MESSAGGERO.

Sì, Mercurio è un pianeta di estremi ed è pieno di contraddizioni. Si va dal caldo estremo al freddo estremo; ha una superficie fusa ma ha anche ghiaccio d'acqua e molecole organiche sulla sua superficie; e non ha atmosfera riconoscibile ma possiede un'esosfera e una magnetosfera. Combinato con la sua vicinanza al Sole, non c'è da meravigliarsi perché non sappiamo molto di questo mondo terrestre.

Si può solo sperare che la tecnologia esista in futuro per noi per avvicinarci a questo mondo e studiare i suoi estremi in modo più approfondito.

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Posizione e movimento del mercurio: