Planeta Mercúrio
Vamos conhecer melhor o Sistema Solar
Fig. 1 - Planeta Mercúrio [1]
Mercúrio é o menor e o mais interno planeta do Sistema solar, demorando 87,969 dias terrestres a completar uma volta em torno do Sol. A órbita de Mercúrio tem a maior excentricidade e a menor inclinação axial de todo o sistema solar, completando três rotações sobre seu eixo a cada duas órbitas.
A sua aparência é brilhante quando observado da Terra. Uma vez que Mercúrio normalmente se perde no intenso brilho solar, exceto em eclipses solares, só pode ser observado a olho nu durante a manhã ou crepúsculo vespertino.
Comparado com outros planetas, pouco se sabe a respeito de Mercúrio, pois os telescópios em solo terrestre revelam apenas uma crescente iluminada com detalhes limitados. As duas primeiras naves espaciais a explorar o planeta foram a Mariner 10, que mapeou aproximadamente 45% da superfície do planeta entre 1974 e 1975, e a Messenger, que mapeou outros 30% da superfície durante um sobrevoo em 14 de janeiro de 2008. Um sobrevoo final está agendado para 2011, e irá avaliar e cartografar todo o planeta.
Mercúrio tem uma aparência similar à lunar com crateras de impacto e planícies lisas, sem satélites naturais e sem atmosfera substancial. Entretanto ao contrário da Lua, possui uma grande quantidade de ferro no núcleo que gera um campo magnético quase 1% tão forte quanto o terrestre. É um planeta excepcionalmente denso devido ao tamanho relativo de seu núcleo. A sua temperatura na superfície varia de 100 a 700 K (-173 °C a 427 °C).
Observações anteriores de Mercúrio datam de pelo menos o primeiro milénio antes de Cristo. Antes do século IV a.C., astrónomos gregos acreditavam que o planeta se tratasse de dois objetos em separado: um visível no nascer do sol, o qual chamavam Apolo e outro visível ao por-do-sol chamado de Hermes. O nome em português para o planeta provém da Roma Antiga, que nomearam o astro com o nome do deus romano Mercúrio, que tinha na mitologia grega o nome de Hermes. O símbolo astronómico de Mercúrio é uma versão estilizada do caduceu de Hermes.
Estrutura interna de Mercúrio
Estrutura interna do planeta Mercúrio
1- Crosta 2- Manto 3- Núcleo
Mercúrio é um dos quatro planetas telúricos do Sistema Solar, e seu corpo é rochoso, como a Terra. É o menor planeta do sistema solar, com um raio equatorial de 2 439,7 km.
Mercúrio chega a ser menor que dois dos maiores satélites naturais do sistema solar, as luas Ganimedes e Titã, embora seja mais massivo. O planeta é formado por aproximadamente 70% de material metálico e 30% de silicatos. A sua densidade é a segunda maior do sistema solar com 5,427 g/cm³, um pouco menor apenas do que a terrestre com 5,515 g/cm³. Se o efeito da compressão gravitacional fosse ponderado, os materiais constituintes de Mercúrio seriam mais densos, com uma densidade não comprimida de 5,3 g/cm³ contra a terrestre de 4,4 g/cm³.
A densidade de Mercúrio pode ser utilizada para inferir detalhes sobre a sua estrutura interna. Enquanto a alta densidade terrestre resulta da apreciável compressão gravitacional particularmente no núcleo planetário, Mercúrio é muito menor, não sendo as suas regiões internas tão fortemente comprimidas. Portanto, para ter a densidade que apresenta, o seu núcleo deve ser relativamente maior e rico em ferro.
Os geólogos estimam que o núcleo de Mercúrio ocupe aproximadamente 42% do seu volume, enquanto que o núcleo terrestre ocupa uma proporção de 17%. Pesquisas recentes sugerem que o seu núcleo seja fundido.
O núcleo, com um diâmetro de cerca de 3600 km, é cercado por um manto com 500-700 km de espessura constituído de silicatos. Baseado nos dados da missão da Mariner 10 e de observações terrestres, a crosta planetária é deverá ter entre 100 a 300 km de espessura. Um dos detalhes distintos da superfície do planeta é a presença de numerosas cristas estreitas que se podem estender por centenas de quilómetros. Acredita-se que tenham sido formadas durante o arrefecimento do núcleo e do manto e sofreram contração devido ao facto da crosta já se encontrar solidificada.
O núcleo de Mercúrio tem um teor de ferro maior que qualquer outro planeta no sistema solar, e várias teorias tem sido propostas para explicar esta característica. A mais amplamente aceite sugere que Mercúrio tinha originalmente uma razão metal/silicato similar a meteoros condritos, considerados como matéria-prima do sistema solar, e uma massa aproximadamente 2,25 vezes a atual. Entretanto, na história recente do sistema solar, o planeta pode ter sido chocado por um planetesimal de aproximadamente um sexto de sua massa e várias centenas de quilómetros. Este impacto pode ter removido grande parte da crosta e manto original, deixando o núcleo como o componente maioritário. Um processo similar tem sido sugerido para explicar a formação da Lua.
Outra teoria sugere que Mercúrio tenha sido formado da nebulosa solar antes que a energia solar se tenha estabilizado. O planeta teria inicialmente duas vezes a massa atual, mas à medida que o proto-Sol contraiu, as temperaturas perto de Mercúrio estariam entre 2 500 e 3 500 K , possivelmente até superiores a 10 000 K. Parte da superfície rochosa do planeta teria sido vaporizada a tais temperaturas, formando uma atmosfera de "vapor de rocha" que teria sido levada pelo vento solar.
Uma terceira hipótese sugere que a nebulosa solar arrastou as partículas que Mercúrio tinha acretando, o que significa que as partículas leves foram perdidas do material acretante. Cada uma destas hipóteses prediz uma composição da superfície diferente e as duas próximas missões, MESSENGER e BepiColombo, tem como objetivo fazer observações para verificar sua constituição.
Geologia da superfície de Mercúrio
Fig. 3 - Fotografia da superfície do Planeta Mercúrio [2]
A superfície do planeta é bem similar à aparência da Lua (satélite natural da Terra), com extensos mares planos e grandes crateras, indicando que a atividade geológica está inativa há bilhões de anos, tem quase o mesmo tamanho da Lua, só é um pouco maior que ela.
Uma vez que o conhecimento obtido da geologia de Mercúrio está baseado nas observações da sonda Mariner em 1975 e de observações terrestres, é o planeta telúrico menos compreendido. Com os dados recém-processados da missão Messenger este conhecimento aumentará. Por exemplo, a cratera incomum com calhas radiantes foi descoberta a qual os cientistas batizaram de "A aranha".
Albedos referem-se às áreas de refletividade diferentes, como visto por observação telescópica. Mercúrio possui Dorsas (também chamadas de "cristas enrugadas") terras altas, Montes (montanhas), planícies ou planos, Escarpas e Vales.
Mercúrio foi intensamente bombardeado por cometas e asteroides durante um período breve após a sua formação à 4,6 biliões de anos atrás, como também durante uma possível separação subsequente denominada "Intenso bombardeio tardio" que ocorreu há aproximadamente 3,8 biliões de anos. Durante esse período de intensa formação de crateras, o planeta recebeu impactos sobre toda a sua superfície, facilitado pela ausência de qualquer atmosfera que diminuísse os impactos dos mesmos. Durante esse período o planeta teve atividade vulcânica, e bacias como a Calores eram preenchidas por magma do interior planetário, que produziram planícies suaves similares aos mares lunares.
Dados de outubro de 2008 do sobrevoo da Messenger forneceram aos pesquisadores uma maior avaliação da natureza confusa da superfície mercuriana. A sua superfície é mais heterogénea que a marciana ou a lunar.
As crateras de impacto em Mercúrio variam de um diâmetro menor que uma cavidade de uma bola a multi-anéis em bacias de impacto com centenas de quilómetros de tamanho. Elas aparecem em todos os estados de degradação, de relativamente novas a altamente degradadas crateras remanescentes. Crateras mercurianas diferem subtilmente das lunares em função da ação de uma força gravitacional mais forte.
A maior cratera conhecida é a Bacia Caloris, que possui um diâmetro de 1550 km. O impacto que criou a bacia Caloris foi tão forte que causou erupções de lava e deixou um anel concêntrico com mais de 2 km de altura em volta do local do impacto. Na antípoda da bacia Caloris existe uma grande região conhecida como "Terreno Esquisito". Uma das hipóteses de sua origem seria que as ondas de impacto geradas durante o impacto na bacia Caloris viajaram em torno do planeta, convergindo na antípoda da bacia. O resultado foi uma superfície altamente fraturada.
Por toda a parte, aproximadamente 15 bacias de impacto foram identificadas em imagens de Mercúrio. Uma bacia notável é a Bacia Tolstoj com 400 km de tamanho e multi-anéis que teve material ejetado cobrindo uma extensão de mais de 500 km da sua borda e um piso que foi preenchido por materiais de planícies suaves. A bacia Beethoven tem um tamanho similar de material ejetado e uma borda de 625 km de diâmetro. Assim como a Lua, a superfície de Mercúrio tem sofrido os efeitos de processos de erosão espacial, incluindo o vento solar e impactos de micrometeoritos.
Existem duas regiões planas geologicamente distintas em Mercúrio. Suavemente onduladas, planícies montanhosas, nas regiões entre as crateras de Mercúrio são as mais antigas superfícies visíveis, anteriores aos terrenos com muitas crateras. Estes planos inter-crateras são distribuídos uniformemente por toda a superfície do planeta e parecem ter obliterado muitas crateras anteriores, e mostram uma escassez geral de crateras menores de 30 km de diâmetro. Ainda não está claro se estas são de origem vulcânica ou originadas por impactos.
Planícies suaves são áreas achatadas espalhadas que preenchem depressões de vários tamanhos e têm uma forte semelhança com os mares lunares. Notavelmente, elas preenchem um largo anel em torno da bacia Caloris. Ao contrário dos mares lunares, as planícies suaves de Mercúrio têm o mesmo albedo que as mais antigas inter-crateras. Apesar da ausência de características vulcânicas, a localização e formato redondo destas planícies suportam fortemente sua origem vulcânica. Todas estas planícies suaves foram formadas significantemente depois da bacia Caloris, como evidenciado pelas menor densidade de crateras onde houve libertação de material de Caloris. O piso da bacia Caloris é preenchido por uma planície geologicamente distinta, quebrados por rugas e fraturas cum padrão aproximadamente poligonal. Não está claro se são lavas vulcânicas induzidas pelo impacto, ou um grande lençol derretido pelo impacto.
Uma característica típica da superfície do planeta são as numerosas dobras de compressão, ou Rupes, que cruzam as planícies. À medida que o interior do planeta arrefeceu, pode-se ter contraído e sua superfície começou a deformar criando estas formações. As dobras podem ser vistas no topo de outras características, tais como crateras e planícies, indicando que as dobras são mais recentes. A superfície planetária sofre um significativo efeito de marés provocado pelo Sol que é 17 vezes mais forte que o efeito da Lua sobre a Terra.
A superfície e a exosfera de Mercúrio
A temperatura média da superfície de Mercúrio é de 442,5 K (169,35 °C), mas varia num intervalo entre os 100 K (-173,15 °C) e os 700 K (426,85 °C) devido à ausência de atmosfera e um abrupto gradiente de temperatura entre o equador e os polos. O ponto subsolar alcança aproximadamente 700 K durante o periélio e então cai para 550 K durante o afélio. No lado escuro do planeta, a temperatura média é muito baixa - cerca de 110 K (-163,15 °C). A intensidade da luz solar na superfície varia entre 4,59 e 10,61 vezes a constante solar (1 370 W·m2).
Apesar das temperaturas geralmente extremas na sua superfície, as observações feitas sugerem fortemente a presença de gelo no planeta. Os pisos de crateras profundas no solo nunca são expostos diretamente à luz solar, e a temperatura ali permanece abaixo de 102 K; bem abaixo da temperatura média global. O gelo reflete com grande intensidade o radar, e observações do Observatório Goldstone e do VLA no início da década de 1990 revelaram a presença de áreas com grande reflexão do radar perto dos polos. Embora o gelo não seja a única causa possível dessas regiões reflexivas, os astrónomos acreditam que seja a mais provável.
Acredita-se que as regiões tenham aproximadamente 1014 a 1015 kg de gelo, e podem estar cobertas de uma camada de regolitos que inibe a sublimação. Em comparação, a camada de gelo sobre a Antártica tem uma massa de aproximadamente 4×1018 kg e a calota polar do sul de Marte tem 1016 kg de água. A origem do gelo em Mercúrio ainda não é conhecida, mas as duas fontes mais prováveis são desgaseificação do interior do planeta ou a deposição de gelo pelo impacto de cometas.
Mercúrio é muito pequeno para a sua gravidade reter qualquer atmosfera significante por um longo período de tempo, entretanto possui uma "ténue exosferana à superfície" contendo hidrogénio, hélio, oxigénio, sódio, cálcio e potássio.
Essa exosfera não é estável? os átomos são continuamente perdidos e restaurados de várias fontes. O hidrogénio e o hélio provavelmente são do vento solar, difundidos na magnetosfera mercuriana antes de escapar de volta para o espaço. O decaimento radioativo de elementos do interior da crosta é outra fonte de hélio, assim como sódio e potássio.
A sonda MESSENGER encontrou altas proporções de cálcio, hélio, hidróxidos, magnésio, oxigénio, silício e sódio na exosfera. O vapor de água presente provém de uma combinação de processos tais como cometas atingindo a superfície, pulverização catódica através do hidrogénio do vento solar e oxigénio do solo e sublimação de reservatórios de gelo na sombra permanente das crateras polares. A detecção de grandes quantidades dos iões O+, OH-, e H2O+ foi uma surpresa. Por causa da quantidade que foi detectada no ambiente espacial de Mercúrio, os cientistas supõem que essas moléculas foram arrancadas da superfície do planeta ou exosfera pelo vento solar.
O sódio e o potássio foram descobertos na atmosfera durante a década de 1980 e acreditava-se que fossem primariamente o resultado da vaporização da superfície da rocha pelo impacto de micrometeoritos. Devido à capacidade destes elementos em difundir a luz solar, observações terrestres puderam facilmente detectar sua composição na atmosfera. Estudos indicam que às vezes emissões de sódio são localizadas em locais que correspondem ao dipolo magnético do planeta, indicando a interação entre a magnetosfera a superfície do planeta.
Referências:
O texto apresentado foi adaptado de um artigo da Wikipédia.
[1] imagem obtida em http://clubeastronomia.wordpress.com/
[2] Imagem de Mercúrio em cor natural, obtida pela sonda Messenger (Foto: Nasa)
A exploração espacial a Mercúrio
A exploração de Mercúrio tem sido descurada, no que à exploração espacial diz respeito, o que faz com que o planeta seja o menos explorado do sistema solar. As missões espaciais concretizadas foram apenas para fazer observações mais próximas do planeta.
A sonda espacial Messenger realizou uma missão a Mercúrio a 14 de janeiro de 2008 para investigar observações feitas por uma outra sonda espacial, a Mariner 10, em 1975. Uma terceira missão espacial com destino a Mercúrio, a BepiColombo incluirá duas sondas espaciais sendo uma missão conjunta entre a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA). Os dados recolhidos pelas sondas Messenger e BepiColombo têm a intenção de complementar informações que permitam aos cientistas entender melhor muitos dos mistérios descobertos neste planeta.
Mercúrio não tem sido o foco primário dos programas espaciais realizados, uma vez que tem pouco a oferecer. Sendo o planeta mais próximo do Sol, apresenta uma velocidade de rotação muito baixa e a temperatura da superfície apresenta uma grande oscilação, variando de 427 °C (801 °F) a -173 °C (-279 °F).
É também necessário referir que para chegar ao planeta Mercúrio é necessário ultrapassar desafios técnicos significativos. Uma sonda espacial que pretenda executar tal tarefa precisa de viajar 91 milhões de quilómetros e realizar uma grande mudança de velocidade para entrar na órbita de que passa perto de Mercúrio.
O Planeta Mercúrio [1]
Sondas espaciais enviadas a Mercúrio
Sonda Mariner 10
A primeira sonda espacial a visitar mercúrio foi a sonda Mariner 10 da NASA (1974?75) que utilizou a força da gravidade do planeta Vénus para ajustar sua velocidade orbital para que pudesse se aproximar de Mercúrio, tornando-se a primeira nave espacial a utilizar o efeito da gravidade assistida e a realizar uma missão de visita a múltiplos planetas. A sonda forneceu as primeiras imagens aproximadas da superfície mercuriana, que imediatamente mostraram a sua natureza repleta de crateras, revelando também muitos outros tipos de características geológicas, tais como declives gigantes que foram posteriormente atribuídos ao efeito do planeta vagarosamente encolhendo em função do arrefecimento do seu núcleo de ferro. Infelizmente, devido ao comprimento do período orbital da Mariner 10, a mesma face do planeta estava iluminada a cada aproximação da sonda tornando impossível a observação de ambos os lados do planeta fazendo com que fosse cartografada apenas cerca de 45% da superfície planetária.
A sonda realizou três aproximações ao planeta Mercúrio, e a mais próxima passou a uma distância de 327 km da sua superfície. Na primeira aproximação, os instrumentos detectaram um campo magnético, para a surpresa geral dos geólogos planetários ? esperava-se que a rotação mercuriana fosse muito lenta para gerar um efeito dínamo significativo. A segunda aproximação foi utilizada primariamente para obtenção de imagens e a terceira para uma extensiva recolha de dados sobre o campo magnético. Os dados revelaram que o campo magnético é semelhante ao terrestre, defletindo o vento solar em torno do planeta.
Poucos dias após sua aproximação final, a sonda esgotou o seu combustível e não deixou de ser possível controlá-la pelo que foi desligada a 24 de março de 1975. A sonda provavelmente ainda está em órbita em torno do Sol, passando próximo do planeta Mercúrio com um frequência de poucos meses.
A sonda MESSENGER
Uma segunda missão da NASA para Mercúrio, nomeada MESSENGER (acrónimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) foi lançada no dia 3 de agosto de 2004 a partir do Cabo Canaveral a bordo do foguete Delta II, orbitando a Terra em agosto de 2005, e Vénus em outubro de 2006 e junho de 2007 de modo a estabelecer uma trajetória correta para alcançar a órbita mercuriana. O primeiro sobrevoo em Mercúrio aconteceu no dia 14 de janeiro de 2008 e um segundo em 6 de outubro de 2008, e um terceiro em 29 de setembro de 2009. Essas aproximações serviram como ajustes finos para a sonda obter dados, entrando finalmente em órbita do planeta em março de 2011.
A manobra com os foguetes para inserir a MESSENGER na órbita de Mercúrio começou a 18 de março de 2011. Durou cerca de 15 minutos. Em março de 2011, a NASA publicou as primeiras fotos de Mercúrio tiradas durante a órbita da MESSENGER. A órbita da MESSENGER em torno de Mercúrio é bastante elíptica. No seu ponto mais próximo do planeta, a sonda está a uma altitude de 200 km e, no ponto mais afastado, a cerca de 15 000 km de distância. O plano da órbita é inclinado 80 graus em relação ao plano equatorial de Mercúrio. A sonda completa uma volta a cada 12 horas.
Sonda Messenger em órbita de Mercúrio
No dia 5 de outubro de 2011, os resultados científicos obtidos pela MESSENGER durante os primeiros seis meses terrestres em órbita foram apresentados no European Planetary Science Congress em Nantes, França. Entre as descobertas apresentadas destacou-se a elevada concentração de magnésio e cálcio encontrada no lado noturno de Mercúrio, e o facto de que o campo magnético de Mercúrio está deslocado para o norte do centro do planeta.
Em novembro de 2011, a NASA anunciou que a missão MESSENGER seria prolongada por mais um ano. Esse prazo iniciou-se a 17 de março de 2012, e continuou até 2013. Entre 16 de abril e 20 de abril de 2012, a MESSENGER realizou uma série de manobras com os seus foguetes, colocando-a numa órbita de oito dias. Em novembro de 2012, a NASA anunciou que a MESSENGER descobriu gelo de água e compostos orgânicos em crateras que nunca recebem luz solar no polo norte de Mercúrio.
A sonda MESSENGER poderá futuramente ter a companhia de uma sonda denominada BepiColombo, construída em cooperação entre ESA e a JAXA. As duas agências programaram o lançamento para 2015, em que duas sondas serão colocadas em órbita de Mercúrio, uma para cartografar o planeta e a outra para estudar a sua magnetosfera.
A missão recebeu o nome em homenagem ao matemático e engenheiro italiano Giuseppe Colombo (1920-1984), que determinou para a NASA a trajetória que a sonda Mariner 10 deveria seguir para orbitar Mercúrio por três vezes. Uma vez lançada, estima-se que possa chegar ao planeta Mercúrio em 2019. Ambas as sondas irão operar por um ano terrestre. A sonda que realizará a operação de cartografia estará equipada com espectrómetros semelhantes ao da MESSENGER, que irão estudar o planeta em vários comprimentos de onda incluindo infravermelho, ultravioleta, raios X e radiação gama.
Referências:
O texto apresentado foi adaptado de vários artigos apresentados em baixo.
[1] imagem obtida em http://clubeastronomia.wordpress.com/
http://pt.wikipedia.org/wiki/MESSENGER
http://pt.wikipedia.org/wiki/Explora%C3%A7%C3%A3o_de_Merc%C3%BArio
http://pt.wikipedia.org/wiki/JAXA
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mariner_10
http://pt.wikipedia.org/wiki/BepiColombo
- A Origem Da Terra
Assim como os demais planetas do Sistema Solar, a Terra foi provavelmente originada através de uma força gravitacional que condensou diversos materiais preexistentes no espaço. Tais materiais foram constituídos de partículas como poeira cósmica...
- Planetas Anões Do Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído por vários planetas anões: Plutão, Éris e Ceres. (os primeiros a ser classificados como tal). Makemake (formalmente designado em Julho de 2008, pela União Astronómica Internacional) Haumea (confirmado como planeta...
- Planeta Netuno
Fig. 1 - O planeta Netuno [1] Netuno (português europeu) ou Netuno (português brasileiro) é o oitavo planeta do Sistema Solar, e o último, em ordem de afastamento a partir do Sol, desde a reclassificação de Plutão para a categoria...
- Planeta Júpiter
Conhecer melhor o planeta Júpiter Fig. 1 - Planeta Júpiter [1] Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro como em massa e o quinto mais próximo do Sol. Possui menos de um milésimo da massa solar, mas 2,5...
- Planeta Vênus
Conhecer melhor o planeta Vénus Fig. 1 - A superfície de Vénus Vénus (em português europeu) ou Vênus (em português brasileiro) é o segundo planeta do Sistema Solar contando a partir do Sol. Recebeu o seu nome em honra da deusa romana...