Planeta mercurio)
Mercurio es el planeta más pequeño del Sistema Solar y el más cercano al Sol. Su órbita alrededor del Sol tarda 87,97 días terrestres, la más corta de todos los planetas del Sol. Lleva el nombre del dios romano Mercuriocódigo: lat promovido a código: la (Mercurio), dios del comercio, mensajero de los dioses y mediador entre dioses y mortales, correspondiente al dios griego Hermes (Ἑρμῆςcódigo: ell promovido a código: el ). Al igual que Venus, Mercurio orbita alrededor del Sol dentro de la órbita de la Tierra como un planeta inferior; su distancia aparente al Sol vista desde la Tierra nunca supera los 28°. Esta proximidad al Sol significa que el planeta solo se puede ver cerca del horizonte occidental después de la puesta del sol o el horizonte oriental antes de la salida del sol, generalmente en el crepúsculo. En este momento, puede aparecer como un objeto similar a una estrella brillante, pero es más difícil de observar que Venus. Desde la Tierra, el planeta muestra telescópicamente la gama completa de fases, similar a Venus y la Luna, que se repite durante su período sinódico de aproximadamente 116 días. Debido a su proximidad sinódica a la Tierra, Mercurio suele ser el planeta más cercano a la Tierra, y Venus desempeña este papel periódicamente.
Mercurio gira de una forma única en el Sistema Solar. Está bloqueado por mareas con el Sol en una resonancia de órbita de giro de 3: 2, lo que significa que, en relación con las estrellas fijas, gira sobre su eje exactamente tres veces por cada dos revoluciones que da alrededor del Sol. Visto desde el Sol, en un marco de referencia que gira con el movimiento orbital, parece girar solo una vez cada dos años de Mercurio. Por lo tanto, un observador en Mercurio vería solo un día cada dos años mercurianos.
El eje de Mercurio tiene la menor inclinación de cualquiera de los planetas del Sistema Solar (alrededor de 1⁄30 grado). Su excentricidad orbital es la mayor de todos los planetas conocidos del Sistema Solar; en el perihelio, la distancia de Mercurio al Sol es solo alrededor de dos tercios (o el 66%) de su distancia en el afelio. La superficie de Mercurio aparece llena de cráteres y es similar en apariencia a la de la Luna, lo que indica que ha estado geológicamente inactiva durante miles de millones de años. Como casi no tiene atmósfera para retener el calor, tiene temperaturas superficiales que varían durante el día más que en cualquier otro planeta del Sistema Solar, desde 100 K (−173 °C; −280 °F) por la noche hasta 700 K (427 °C).; 800 °F) durante el día en las regiones ecuatoriales. Las regiones polares están constantemente por debajo de 180 K (−93 °C; −136 °F). El planeta no tiene satélites naturales.
Dos naves espaciales han visitado Mercurio: Mariner 10 sobrevoló en 1974 y 1975; y MESSENGER, lanzado en 2004, orbitó Mercurio más de 4000 veces en cuatro años antes de agotar su combustible y estrellarse contra la superficie del planeta el 30 de abril de 2015. El BepiColombo se planea que la nave espacial llegue a Mercurio en 2025.
Nomenclatura
Los antiguos conocían Mercurio por nombres diferentes dependiendo de si era una estrella de la noche o una estrella de la mañana. Alrededor de 350 a.C., los antiguos griegos se habían dado cuenta de que las dos estrellas eran una. Ellos conocían el planeta como la Stilbōn, que significa "twinkling", y Ἑρμёς Hermēs, por su movimiento fugaz, un nombre que se conserva en griego moderno (Ερμёς Ermis). Los romanos llamaron al planeta por el dios mensajero romano de pies rápidos, Mercurio (Latín) Mercurio), que equipararon con los Hermes griegos, porque se mueve a través del cielo más rápido que cualquier otro planeta. El símbolo astronómico para Mercurio es una versión estilizada del caduceo de Hermes; una cruz cristiana fue agregada en el siglo XVI: .svg){kind=small}
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Características físicas
Mercurio es uno de los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar y 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 mi). Mercurio también es más pequeño, aunque más masivo, que los satélites naturales más grandes del Sistema Solar, Ganímedes y Titán. El mercurio se compone de aproximadamente un 70 % de material metálico y un 30 % de material de silicato.
Estructura interna
Mercurio parece tener una corteza de silicato sólido y un manto que recubre una capa de núcleo exterior sólida de sulfuro de hierro, una capa de núcleo líquido más profunda y un núcleo interior sólido. La densidad del planeta es la segunda más alta del Sistema Solar con 5,427 g/cm3, solo un poco menos que la densidad de la Tierra de 5,515 g/cm3. sup>. Si se tuviera que descartar el efecto de la compresión gravitatoria de ambos planetas, los materiales de los que está hecho Mercurio serían más densos que los de la Tierra, con una densidad sin comprimir de 5,3 g/cm3 frente a la Tierra&# 39;s 4,4 g/cm3. 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 gravitatoria, particularmente en el núcleo, Mercurio es mucho más pequeño y sus regiones internas no están tan comprimidas. Por lo tanto, para que tenga una densidad tan alta, su núcleo debe ser grande y rico en hierro.
Se estima que el radio del núcleo de Mercurio es de 2020 ± 30 km (1255 ± 19 mi), según los modelos interiores restringidos para ser consistentes con el valor del factor de momento de inercia que se proporciona en el cuadro de información. Por tanto, el núcleo de Mercurio ocupa alrededor del 57% de su volumen; para la Tierra esta proporción es del 17%. La investigación publicada en 2007 sugiere que Mercurio tiene un núcleo fundido. Alrededor del núcleo hay un manto de 500 a 700 km (310 a 430 millas) que consiste en silicatos. Basado en datos de las misiones Mariner 10 y MESSENGER, además de la observación desde la Tierra, Mercury's Se estima que la corteza tiene un espesor de 35 km (22 mi). Sin embargo, este modelo puede ser una sobreestimación y la corteza podría tener 26 ± 11 km (16,2 ± 6,8 mi) de espesor según un modelo de isostasia de Airy. 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 estos 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.
El núcleo de Mercurio tiene un contenido de hierro más alto que el de cualquier otro planeta importante del Sistema Solar, y se han propuesto varias teorías para explicar esto. La teoría más aceptada es que Mercurio originalmente tenía una relación 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. 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. El impacto habría despojado gran parte de la corteza y el manto originales, dejando atrás el núcleo como un componente relativamente importante. Se ha propuesto un proceso similar, conocido como la hipótesis del impacto gigante, para explicar la formación de la Luna.
Alternativamente, es posible que Mercurio se haya 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 2500 y 3500 K y posiblemente incluso tan altas como 10 000 K. Gran parte de la roca de la superficie de Mercurio podría haberse vaporizado en tales temperaturas, formando una atmósfera de "vapor de roca" que pudo haber sido arrastrado por el viento solar. Una tercera hipótesis propone que la nebulosa solar provocó el arrastre de las partículas de las que se acumulaba Mercurio, lo que significaba que las partículas más ligeras se perdían del material de acumulación y Mercurio no las recogía.
Cada hipótesis predice una composición de superficie diferente, y se ha encargado a dos misiones espaciales que realicen observaciones de esta composición. El primer MESSENGER, que finalizó en 2015, encontró niveles de potasio y azufre más altos de lo esperado en la superficie, lo que sugiere que la hipótesis del impacto gigante y la vaporización de la corteza y el manto no ocurrieron porque dicho potasio y el azufre habría sido expulsado por el calor extremo de estos eventos. BepiColombo, que llegará a Mercurio en 2025, realizará observaciones para comprobar estas hipótesis. Los hallazgos hasta ahora parecen favorecer la tercera hipótesis; sin embargo, se necesita más análisis de los datos.
Geología de superficie
La superficie de Mercurio es similar en apariencia a la de la Luna, mostrando extensas llanuras parecidas a mares y cráteres pesados, lo que indica que ha estado geológicamente inactivo durante miles de millones de años. Es más heterogénea que la superficie de Marte o la Luna, las cuales contienen tramos significativos de geología similar, como mares y mesetas. Las características de albedo son áreas de reflectividad marcadamente diferente, que incluyen cráteres de impacto, la eyección resultante y sistemas de rayos. Las características de albedo más grandes corresponden a llanuras de mayor reflectividad. Mercurio tiene dorsa (también llamado "crestas arrugadas"), tierras altas parecidas a la Luna, montes (montañas), planitiae (llanuras), rupes (acantilados) y valles (valles).
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 químicamente heterogénea en capas con variaciones a gran escala en la composición química observada en la superficie. La corteza es baja en hierro pero alta en azufre, como resultado de las condiciones químicamente reductoras tempranas más fuertes que las que se encuentran en los 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 magnesio, calcio y sulfuro de hierro mixtos. Las regiones menos reflectantes de la corteza tienen un alto contenido de carbono, muy probablemente en forma de grafito.
Los nombres de las funciones de Mercury provienen de diversas fuentes. Los nombres provenientes de personas se limitan a los fallecidos. Los cráteres llevan el nombre de artistas, músicos, pintores y autores que han realizado contribuciones destacadas o fundamentales en su campo. Las crestas, o dorsales, 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 una variedad de idiomas. Las llanuras o planitiae llevan el nombre de Mercurio en varios idiomas. Los acantilados o rupēs reciben su nombre de los barcos de expediciones científicas. Los valles o valles reciben el nombre de ciudades, pueblos o asentamientos abandonados de la antigüedad.
Cuencas de impacto y cráteres
Mercurio fue fuertemente bombardeado por cometas y asteroides durante y poco después de su formación hace 4600 millones de años, así como durante un episodio posterior posiblemente separado llamado Bombardeo Intenso Tardío que finalizó hace 3800 millones de años. Mercurio recibió impactos en toda su superficie durante este período de intensa formación de cráteres, facilitado por la falta de atmósfera para reducir la velocidad de los impactadores. Durante este tiempo, Mercurio estuvo volcánicamente activo; Las cuencas se llenaron de magma, produciendo llanuras suaves similares a los mares que se encuentran en la Luna. Uno de los cráteres más inusuales es Apolodoro, o "la araña", que alberga una serie de canales radiantes que se extienden hacia afuera desde el lugar del impacto.
Los cráteres de Mercurio varían en diámetro desde pequeñas cavidades en forma de cuenco hasta cuencas de impacto de varios anillos de cientos de kilómetros de diámetro. Aparecen en todos los estados de degradación, desde cráteres radiados relativamente nuevos hasta restos de cráteres altamente degradados. Los cráteres de Mercurio difieren sutilmente de los cráteres lunares en que el área cubierta por su eyección es mucho más pequeña, como consecuencia de la mayor gravedad de la superficie de Mercurio. De acuerdo con las reglas de la Unión Astronómica Internacional, cada nuevo cráter debe llevar el nombre de un artista famoso durante más de cincuenta años y muerto durante más de tres años, antes de la fecha en que se nombra el cráter.
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El cráter más grande conocido es Caloris Planitia, o Caloris Basin, con un diámetro de 1550 km. El impacto que creó la cuenca Caloris fue tan poderoso que provocó erupciones de lava y dejó un anillo montañoso concéntrico de unos 2 km de altura que rodeaba el cráter del impacto. El suelo de la Cuenca Caloris está lleno de una llanura plana geológicamente distinta, dividida por crestas y fracturas en un patrón aproximadamente poligonal. No está claro si se trata de flujos de lava volcánica inducidos por el impacto o de una gran capa de derretimiento del impacto.
En la antípoda de Caloris Basin hay una gran región de terreno montañoso inusual conocida como "Terreno extraño". Una hipótesis sobre su origen es que las ondas de choque generadas durante el impacto de Caloris viajaron alrededor de Mercurio, convergiendo en la antípoda de la cuenca (180 grados de distancia). Las altas tensiones resultantes fracturaron la superficie. Alternativamente, se ha sugerido que este terreno se formó como resultado de la convergencia de material eyectado en la antípoda de esta cuenca.
En general, se han identificado 46 cuencas de impacto. Una cuenca notable es la cuenca Tolstoj de 400 km de ancho y varios anillos que tiene un manto de eyección que se extiende hasta 500 km desde su borde y un suelo que se ha llenado con materiales planos lisos. La cuenca de Beethoven tiene un manto de eyección de tamaño similar y un borde de 625 km de diámetro. Al igual que la Luna, es probable que la superficie de Mercurio haya sufrido los efectos de los procesos de meteorización espacial, incluidos el viento solar y los impactos de micrometeoritos.
Llanuras
Hay dos regiones de llanuras geológicamente distintas en Mercurio. Las llanuras montañosas suavemente onduladas en las regiones entre los cráteres son las superficies visibles más antiguas de Mercurio, anteriores al terreno lleno de cráteres. Estas llanuras entre cráteres parecen haber borrado muchos cráteres anteriores y muestran una escasez general de cráteres más pequeños por debajo de los 30 km de diámetro.
Las llanuras suaves son áreas planas extendidas que llenan depresiones de varios tamaños y tienen un gran parecido con los mares lunares. A diferencia del maria lunar, las suaves llanuras de Mercurio tienen el mismo albedo que las antiguas llanuras entre cráteres. A pesar de la falta de características inequívocamente volcánicas, la localización y la forma redondeada y lobulada de estas llanuras respaldan fuertemente los orígenes volcánicos. Todas las llanuras suaves 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 eyección de Caloris.
Características de compresión
Una característica inusual de la superficie de Mercurio son los numerosos pliegues de compresión, o rupes, que entrecruzan las llanuras. Estos también existen en la luna, pero son mucho más prominentes en Mercurio. A medida que el interior de Mercurio se enfriaba, se contraía y su superficie comenzaba a deformarse, creando crestas rugosas y escarpes lobulados asociados con fallas de cabalgamiento. Los escarpes pueden alcanzar longitudes de 1000 km y alturas de 3 km. Estas características de compresión se pueden ver encima de otras características, como cráteres y llanuras suaves, lo que indica que son más recientes. El mapeo de las características ha sugerido una reducción total del radio de Mercurio en el rango de ~1 a 7 km. La mayor parte de la actividad a lo largo de los principales sistemas de empuje probablemente terminó hace unos 3600-3700 millones de años. Se han encontrado escarpas de fallas de empuje de pequeña escala, de decenas de metros de altura y con longitudes en el rango de unos pocos kilómetros, que parecen tener menos de 50 millones de años, lo que indica que la compresión del interior y la consiguiente actividad geológica superficial continúan. el presente.
Volcanismo
Hay evidencia de flujos piroclásticos en Mercurio provenientes de volcanes en escudo de bajo perfil. Se han identificado 51 depósitos piroclásticos, de los cuales el 90% se encuentran dentro de cráteres de impacto. 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.
Una "depresión sin montura" dentro del borde suroeste de la cuenca Caloris consta de al menos nueve respiraderos volcánicos superpuestos, cada uno individualmente de hasta 8 km de diámetro. Por lo tanto, es un "volcán compuesto". Los pisos de ventilación están al menos 1 km por debajo de sus bordes y se parecen más a los cráteres volcánicos esculpidos por erupciones explosivas o modificados por el colapso en espacios vacíos creados por la retirada del magma hacia un conducto. Los científicos no pudieron cuantificar la edad del complejo sistema volcánico, pero informaron que podría ser del orden de mil millones de años.
Condiciones de superficie y exosfera
La temperatura de la superficie de Mercurio varía de 100 a 700 K (−173 a 427 °C; −280 a 800 °F) en los lugares más extremos: 0°N, 0°O o 180°O. Nunca supera los 180 K en los polos, debido a la ausencia de una atmósfera y a un fuerte gradiente de temperatura entre el ecuador y los polos. El punto subsolar alcanza unos 700 K durante el perihelio (0°W o 180°W), pero solo 550 K en el afelio (90° o 270°W). En el lado oscuro del planeta, las temperaturas promedian los 110 K. 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).
Aunque la temperatura del día en la superficie de Mercurio es generalmente extremadamente alta, 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 se mantienen por debajo de los 102 K, mucho más bajas que el promedio mundial. Esto crea una trampa fría donde se puede acumular hielo. El hielo de agua refleja fuertemente el radar, y las observaciones del Goldstone Solar System Radar de 70 metros y el VLA a principios de la década de 1990 revelaron que hay parches de alta reflexión de radar cerca de los polos. Aunque el hielo no fue la única causa posible de estas regiones reflectantes, los astrónomos creen que fue la más probable.
Se estima que las regiones heladas contienen alrededor de 1014–1015 kg de hielo y pueden estar cubiertas por una capa de regolito que inhibe la sublimación. En comparación, la capa de hielo de la Antártida en la Tierra tiene una masa de aproximadamente 4×1018 kg, y el casquete polar sur de Marte contiene alrededor de 1016 kg de agua. El origen del hielo en Mercurio aún no se conoce, pero las dos fuentes más probables son la liberación de gases del agua del interior del planeta o la deposición por impactos de cometas.
Mercurio es demasiado pequeño y caliente para que su gravedad retenga una atmósfera significativa durante largos períodos de tiempo; tiene una tenue exosfera limitada por la superficie que contiene hidrógeno, helio, oxígeno, sodio, calcio, potasio y otros a una presión superficial de menos de aproximadamente 0,5 nPa (0,005 picobares). Esta exosfera no es estable: los átomos se pierden y se reponen continuamente a partir de una variedad de fuentes. Los átomos de hidrógeno y los átomos de helio probablemente provienen del viento solar y se difunden en la magnetosfera de Mercurio antes de escapar más tarde al espacio. La descomposición radiactiva de elementos dentro de la corteza de Mercurio es otra fuente de helio, así como de sodio y potasio. MESSENGER encontró altas proporciones de calcio, helio, hidróxido, magnesio, oxígeno, potasio, silicio y sodio. El vapor de agua está presente, liberado por una combinación de procesos tales como: cometas que golpean su superficie, chisporroteo creando agua a partir del hidrógeno del viento solar y oxígeno de la roca, y sublimación de depósitos de agua helada en los cráteres polares permanentemente sombreados. La detección de grandes cantidades de iones relacionados con el agua como O+, OH− y H3O+ fue un sorpresa. 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 exosfera por el viento solar.
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 superficie de la roca golpeada por impactos de micrometeoritos, incluido actualmente el cometa Encke. En 2008, MESSENGER descubrió el magnesio. 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.
El 29 de noviembre de 2012, la NASA confirmó que las imágenes de MESSENGER habían detectado que los cráteres del polo norte contenían hielo de agua. MESSENGERSean Solomon, investigador principal, es citado en The New York Times estimando que el volumen del hielo es lo suficientemente grande como para "encerrar a Washington, D.C., en un bloque congelado de dos millas y media de profundidad".
Según la NASA, Mercurio no es un planeta adecuado para una 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. Algunas partes del subsuelo de Mercurio pueden haber sido habitables, y quizás formas de vida, aunque probablemente microorganismos primitivos, pueden haber existido en el planeta.
Campo magnético y magnetosfera
A pesar de su pequeño tamaño y su lenta rotación de 59 días, Mercurio tiene un campo magnético significativo y aparentemente global. Según las medidas tomadas por Mariner 10, tiene aproximadamente el 1,1 % de la fuerza de la Tierra. La fuerza del campo magnético en el ecuador de Mercurio es de aproximadamente 300 nT. Al igual que el de la Tierra, el campo magnético de Mercurio es dipolar. A diferencia de la Tierra, los polos de Mercurio están casi alineados con el eje de giro del planeta. Las mediciones de las sondas espaciales Mariner 10 y MESSENGER han indicado que la fuerza y la forma del campo magnético son estables.
Es probable que este campo magnético sea generado por un efecto de dínamo, de manera similar al campo magnético de la Tierra. Este efecto dínamo resultaría de la circulación del núcleo líquido rico en hierro del planeta. Los efectos de calentamiento de las mareas particularmente fuertes causados por la alta excentricidad orbital del planeta servirían para mantener parte del núcleo en el estado líquido necesario para este efecto dínamo.
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, es lo suficientemente fuerte como para atrapar el plasma del viento solar. Esto contribuye a la meteorización espacial de la superficie del planeta. Las observaciones realizadas por la nave espacial Mariner 10 detectaron este plasma de baja energía en la magnetosfera del lado nocturno del planeta. Los estallidos de partículas energéticas en la cola magnética del planeta indican una cualidad dinámica en la magnetosfera del planeta.
Durante su segundo sobrevuelo del planeta el 6 de octubre de 2008, MESSENGER descubrió que el campo magnético de Mercurio puede tener fugas extremas. 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, conocidos técnicamente como eventos de transferencia de flujo, forman ventanas abiertas en el escudo magnético del planeta a través de las cuales el viento solar puede entrar e impactar directamente en la superficie de Mercurio a través de una reconexión magnética. Esto también ocurre en la Tierra. 39;s campo magnético. Las observaciones de MESSENGER mostraron que la tasa de reconexión es diez veces mayor en Mercurio, pero su proximidad al Sol solo representa alrededor de un tercio de la tasa de reconexión observada por MESSENGER.
Órbita, rotación y longitud
Mercurio tiene la órbita más excéntrica de todos los planetas del Sistema Solar; su excentricidad es de 0,21 y su distancia al Sol oscila entre 46 000 000 y 70 000 000 km (29 000 000 y 43 000 000 mi). 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 velocidad más alta de Mercurio cuando está cerca del perihelio es clara por la mayor distancia que cubre en cada intervalo de 5 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 lleva a que la superficie de Mercurio sea flexionada por las protuberancias de las mareas levantadas por el Sol que son unas 17 veces más fuertes que las de la Luna en la Tierra. Combinado con una resonancia de giro-órbita de 3:2 de la rotación del planeta alrededor de su eje, también da como resultado variaciones complejas de la temperatura de la superficie. La resonancia hace que un solo día solar (la duración entre dos tránsitos meridianos del Sol) en Mercurio dure exactamente dos años de Mercurio, o alrededor de 176 días terrestres.
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. 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.
La inclinación axial de Mercury es casi cero, con el mejor valor medido tan bajo como 0,027 grados. 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.
En ciertos puntos de la superficie de Mercurio, un observador podría ver el Sol asomarse un poco más de dos tercios del camino sobre el horizonte, luego invertirse y ponerse antes de salir de nuevo, todo dentro del mismo día de Mercurio. 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. Así, para un observador hipotético en Mercurio, el Sol parece moverse en una dirección retrógrada. Cuatro días terrestres después del perihelio, se reanuda el movimiento aparente normal del Sol. Habría ocurrido un efecto similar si Mercurio hubiera estado en rotación síncrona: la ganancia y pérdida alternadas de rotación sobre la revolución habrían causado una libración de 23,65° de longitud.
Por la misma razón, hay dos puntos en el ecuador de Mercurio, separados 180 grados en longitud, en cualquiera de los cuales, alrededor del perihelio en años alternos de Mercurio (una vez en un día de Mercurio), el Sol pasa por encima, luego invierte su movimiento aparente y pasa por encima de su cabeza otra vez, luego invierte una segunda vez y pasa por encima de su cabeza una tercera vez, tomando un total de alrededor de 16 días terrestres para todo este proceso. En los otros años alternos mercurianos sucede 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 en lo alto y es más brillante porque Mercurio está en el perihelio, su punto más cercano al Sol. Esta exposición prolongada al Sol en su punto más brillante hace que estos dos puntos sean 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. Por el contrario, hay otros dos puntos en el ecuador, 90 grados de longitud aparte de los primeros, donde el Sol pasa por encima solo cuando el planeta está en afelio en años alternos, cuando el movimiento aparente del Sol en Mercurio's el cielo es relativamente rápido. Estos puntos, que son los del 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.
Mercurio alcanza una conjunción inferior (el acercamiento más cercano a la Tierra) cada 116 días terrestres en promedio, 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 eso está disminuyendo lentamente: el próximo acercamiento a 82 100 000 km (51 millones de millas) es en 2679, y a 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. Su período de movimiento retrógrado visto desde la Tierra puede variar de 8 a 15 días a cada lado de la conjunción inferior. Este amplio rango surge de la alta excentricidad orbital del planeta. Esencialmente debido a que Mercurio es el más cercano al Sol, cuando se toma un promedio a lo largo del tiempo, Mercurio suele ser el planeta más cercano a la Tierra y, en esa medida, es el planeta más cercano a cada uno de los otros planetas del Sistema Solar.
Convención de longitud
La convención de longitud de Mercurio coloca el cero de longitud en uno de los dos puntos más calientes de la superficie, como se describe arriba. Sin embargo, cuando esta área fue visitada por primera vez por Mariner 10, este meridiano cero estaba oscuro, por lo que era imposible seleccionar una característica en la superficie. para definir la posición exacta del meridiano. Por lo tanto, se eligió un pequeño cráter más al oeste, llamado Hun Kal, que proporciona el punto de referencia exacto para medir la longitud. El centro de Hun Kal define el meridiano 20° oeste. Una resolución de la Unión Astronómica Internacional de 1970 sugiere que las longitudes se midan positivamente en dirección oeste en Mercurio. Por lo tanto, los dos lugares más cálidos del ecuador están en las longitudes 0° W y 180° W, y los puntos más fríos del ecuador están en las longitudes 90° W y 270° W. Sin embargo, el proyecto MESSENGER utiliza una convención este-positiva.
Resonancia espín-órbita
Durante muchos años se pensó que Mercurio estaba bloqueado síncronamente por mareas con el Sol, rotando una vez por cada órbita y manteniendo siempre la misma cara dirigida hacia el Sol, de la misma manera que la Luna siempre mira hacia la Tierra desde el mismo lado. Las observaciones de radar en 1965 demostraron que el planeta tiene una resonancia de giro-órbita 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 inmóvil en el cielo de Mercurio.
El raro 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, que actúa sobre un componente dipolar permanente de la distribución de masa de Mercurio. En una órbita circular no existe tal variación, por lo que la única resonancia estabilizada en tal órbita es 1:1 (p. ej., Tierra-Luna), cuando la fuerza de marea, estirando un cuerpo a lo largo del "cuerpo central" 34; línea, ejerce un par que alinea el eje de menor inercia del cuerpo (el eje 'más largo' y el eje del dipolo 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 hacia el Sol al pasar. a través del perihelio.
La razón original por la que los astrónomos pensaron que estaba bloqueado sincrónicamente fue que, cuando Mercurio estaba en la mejor ubicación 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 rotación 3:2 de Mercurio, un día solar dura aproximadamente 176 días terrestres. Un día sideral (el período de rotación) dura alrededor de 58,7 días terrestres.
Las simulaciones indican que la excentricidad orbital de Mercurio varía caóticamente desde casi cero (circular) hasta más de 0,45 durante millones de años debido a las perturbaciones de los otros planetas. Se pensó que esto explicaba la resonancia de la órbita de espín 3:2 de Mercurio (en lugar de la habitual 1:1), porque es más probable que surja este estado durante un período de alta excentricidad. Sin embargo, un modelo preciso basado en un modelo realista de la respuesta de 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 los 20 (más probable, 10) millones de años después de su formación.
Las simulaciones numéricas muestran que una futura interacción del perihelio resonante orbital secular con Júpiter puede causar que la excentricidad de la órbita de Mercurio aumente hasta el punto en que existe un 1% de probabilidad de que la órbita se desestabilice en los próximos cinco mil millones. años. Si esto sucede, Mercurio puede caer en el Sol, chocar con Venus, ser expulsado del Sistema Solar o incluso interrumpir el resto del Sistema Solar interior.
Avance del perihelio
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 por completo mediante la mecánica newtoniana y las perturbaciones de los planetas conocidos. Sugirió, entre las posibles explicaciones, que podría existir otro planeta (o quizás en su lugar una serie de 'corpúsculos' más pequeños) en una órbita incluso más cercana al Sol que la de Mercurio, para explicar esta perturbación. (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 planeta hipotético se llamó Vulcano, pero no tal. planeta fue encontrado alguna vez.
La precesión del perihelio de Mercurio es de 5600 segundos de arco (1,5556°) por siglo en relación con la Tierra, o 574,10±0,65 segundos de arco por siglo en relación con la inercia ICRF. La mecánica newtoniana, teniendo en cuenta todos los efectos de los demás planetas, predice una precesión de 5.557 segundos de arco (1,5436°) por siglo. A principios del siglo XX, la teoría general de la relatividad de Albert Einstein proporcionó la explicación de la precesión observada al formalizar la gravitación como mediada por la curvatura del espacio-tiempo. El efecto es pequeño: solo 42,98 segundos de arco por siglo para Mercurio; por lo tanto, requiere un poco más de doce millones de órbitas para un giro completo en exceso. Efectos similares, pero mucho más pequeños, existen para otros cuerpos del Sistema Solar: 8,62 segundos de arco por siglo para Venus, 3,84 para la Tierra, 1,35 para Marte y 10,05 para 1566 Ícaro.
Observación
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. La magnitud aparente media es de 0,23, mientras que la desviación estándar de 1,78 es la mayor de cualquier planeta. La magnitud aparente media en la conjunción superior es −1,89 mientras que en la conjunción inferior es +5,93. La observación de Mercurio es complicada por su proximidad al Sol, ya que se pierde en el resplandor del Sol la mayor parte del tiempo. Mercurio se puede observar solo por un breve período durante el crepúsculo matutino o vespertino.
Pero en algunos casos Mercurio se puede observar mejor a la luz del día con un telescopio cuando se conoce la posición porque está más alto en el cielo y menos efectos atmosféricos afectan la vista del planeta. Cuando se toman las precauciones de seguridad adecuadas para evitar apuntar inadvertidamente el telescopio al Sol (y así cegar al usuario), Mercurio se puede ver tan cerca como 4° del Sol cuando está cerca de la conjunción superior cuando está casi en su punto más brillante.
Mercurio, como muchos otros planetas y las estrellas más brillantes, puede verse durante un eclipse solar total.
Al igual que la Luna y Venus, Mercurio presenta fases visto desde la Tierra. Es "nuevo" en conjunción inferior y "full" en conjunción superior. El planeta se vuelve invisible desde la Tierra en ambas ocasiones debido a que está oscurecido por el Sol, excepto en su nueva fase durante un tránsito.
Mercurio es técnicamente más brillante visto desde la Tierra cuando está en una fase completa. Aunque Mercurio está más lejos de la Tierra cuando está lleno, la mayor área iluminada que es visible y el brillo de la oposición aumentan más que compensa la distancia. Lo contrario es cierto para Venus, que parece más brillante cuando es una media luna, porque está mucho más cerca de la Tierra que cuando es gibosa.
Sin embargo, la aparición más brillante (fase completa) de Mercurio es un momento esencialmente imposible para la observación práctica, debido a la extrema proximidad del Sol. Mercurio se observa mejor en el primer y último cuarto, aunque son fases de menor brillo. Las fases del primer y último cuarto ocurren en la mayor elongación 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. En la mayor elongación occidental, Mercurio sale en su momento más temprano antes del amanecer, y en el momento de mayor elongación este, se pone en su momento más tardío después de la puesta del sol.
Mercurio es más frecuente y más fácil de ver desde el hemisferio sur que desde el norte. Esto se debe a que la elongación máxima hacia el oeste de Mercurio ocurre solo a principios del otoño en el hemisferio sur, mientras que su mayor elongación hacia el este ocurre solo a fines del invierno en el hemisferio sur. En ambos casos, el ángulo en el que la órbita del planeta se cruza con 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 último desde el centro del sur. latitudes, como Argentina y Sudáfrica.
Un método alternativo para observar Mercurio consiste en observar el planeta durante el día cuando las condiciones son claras, idealmente cuando se encuentra en su mayor elongación. 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 para obstruir la vista del Sol debido al riesgo extremo de daño ocular. Este método pasa por alto la limitación de la observación del crepúsculo cuando la eclíptica se encuentra a poca altura (por ejemplo, en las tardes de otoño).
Las observaciones de Mercurio con un telescopio terrestre revelan solo un disco parcial iluminado con detalles limitados. La primera de las dos naves espaciales que visitaron el planeta fue Mariner 10, que cartografió alrededor del 45 % de su superficie entre 1974 y 1975. La segunda es la MESSENGER, que después de tres sobrevuelos de Mercurio entre 2008 y 2009, alcanzó la órbita alrededor de Mercurio el 17 de marzo de 2011, para estudiar y cartografiar el resto del planeta.
El Telescopio Espacial Hubble no puede observar Mercurio en absoluto, debido a los procedimientos de seguridad que evitan que apunte demasiado cerca del Sol.
Debido a que el cambio de 0,15 revoluciones en un año constituye un ciclo de siete años (0,15 × 7 ≈ 1,0), en el séptimo año Mercurio sigue casi exactamente (7 días antes) la secuencia de fenómenos que mostró siete años antes.
Historial de observaciones
Astrónomos antiguos
Las primeras observaciones registradas de Mercurio proceden de las tablillas MUL.APIN. Estas observaciones probablemente fueron realizadas por un astrónomo asirio alrededor del siglo XIV a. El nombre cuneiforme utilizado para designar a Mercurio en las tablillas MUL.APIN se transcribe como UDU.IDIM.GUU4.UD ("el planeta saltador"). Los registros babilónicos de Mercurio se remontan al primer milenio antes de Cristo. Los babilonios llamaron al planeta Nabu por el mensajero de los dioses en su mitología.
El astrónomo greco-egipcio Ptolomeo escribió sobre la posibilidad de tránsitos planetarios a través de la cara del Sol en su obra Hipótesis Planetarias. Sugirió que no se habían observado tránsitos porque los planetas como Mercurio eran demasiado pequeños para verlos o porque los tránsitos eran demasiado infrecuentes.
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. Las culturas modernas china, coreana, japonesa y vietnamita se refieren al planeta literalmente como la "estrella de agua" (水星), basado en los Cinco elementos. La mitología hindú usaba el nombre Budha para Mercurio, y se pensaba que este dios presidía el miércoles. El dios Odin (o Woden) del paganismo germánico estaba asociado con el planeta Mercurio y el miércoles. 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.
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 pignon, aunque esta idea no influyó en su teoría astronómica o sus cálculos astronómicos. En el siglo XII, Ibn Bajjah observó "dos planetas como manchas negras en la cara del Sol", lo que luego fue sugerido como el tránsito de Mercurio y/o Venus por el astrónomo de Maragha Qotb al-Din Shirazi en el siglo XIII. (Tenga en cuenta que la mayoría de los informes medievales de tránsitos se tomaron más tarde como observaciones de manchas solares).
En India, el astrónomo de la escuela de Kerala Nilakantha Somayaji en el siglo XV desarrolló un modelo planetario parcialmente heliocéntrico en el que Mercurio orbita alrededor del Sol, que a su vez orbita alrededor de la Tierra, similar al sistema Tychonic propuesto posteriormente por Tycho Brahe a fines del siglo XVI..
Investigación telescópica terrestre
Las primeras observaciones telescópicas de Mercurio fueron realizadas por Thomas Harriot y Galileo en 1610. En 1612, Simon Marius observó que el brillo de Mercurio variaba con la posición orbital del planeta y concluyó que tenía fases 'en el de la misma manera que Venus y la Luna". En 1631, Pierre Gassendi hizo las primeras observaciones telescópicas del tránsito de un planeta alrededor del Sol cuando vio un tránsito de Mercurio predicho por Johannes Kepler. En 1639, Giovanni Zupi usó un telescopio para descubrir que el planeta tenía fases orbitales similares a Venus y la Luna. La observación demostró de manera concluyente que Mercurio orbitaba alrededor del Sol.
Un evento raro en astronomía es el paso de un planeta frente a 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. La próxima ocultación de Mercurio por Venus será el 3 de diciembre de 2133.
Las dificultades inherentes a la observación de Mercurio significan que fue mucho menos estudiado que los otros 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 usó los dibujos de Schröter para estimar erróneamente el período de rotación en 24 horas y una inclinación axial de 70°. En la década de 1880, Giovanni Schiaparelli cartografió el 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. Este fenómeno se conoce como rotación síncrona. El esfuerzo por mapear la superficie de Mercurio fue continuado por Eugenios Antoniadi, quien publicó un libro en 1934 que incluía tanto mapas como sus propias observaciones. Muchas de las características de la superficie del planeta, particularmente las características del albedo, toman sus nombres del mapa de Antoniadi.
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, se convirtieron en los primeros en hacer rebotar una señal de radar en Mercurio y recibirla, iniciando las observaciones de radar del planeta.. Tres años más tarde, las observaciones de radar de los estadounidenses Gordon H. Pettengill y Rolf B. Dyce, utilizando el radiotelescopio de Arecibo de 300 metros en Puerto Rico, mostraron de manera concluyente que el período de rotación del planeta era de unos 59 días. La teoría de que la rotación de Mercurio era síncrona se había generalizado y fue una sorpresa para los astrónomos cuando se anunciaron estas observaciones de radio. Si Mercurio estuviera bloqueado por mareas, su cara oscura estaría extremadamente fría, pero las mediciones de emisión de radio revelaron que estaba mucho más caliente de lo esperado. Los astrónomos se mostraron reacios a abandonar la teoría de la rotación síncrona y propusieron mecanismos alternativos, como poderosos vientos que distribuyen el calor, para explicar las observaciones.
El astrónomo italiano Giuseppe Colombo señaló que el valor de rotación era aproximadamente dos tercios del período orbital de Mercurio y propuso que los períodos orbital y rotacional del planeta estuvieran fijados en un 3:2 en lugar de un 1:1 resonancia. Los datos de Mariner 10 confirmaron posteriormente esta opinión. Esto significa que los mapas de Schiaparelli y Antoniadi no estaban 'equivocados'. En cambio, los astrónomos vieron las mismas características durante cada segundo órbita y las registraron, pero ignoraron las vistas 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 visualización.
Las observaciones ópticas desde tierra no arrojaron mucha más luz sobre Mercurio, pero los radioastrónomos que utilizan interferometría en longitudes de onda de microondas, una técnica que permite eliminar la radiación solar, pudieron discernir las características físicas y químicas de las capas del subsuelo a un profundidad de varios metros. No fue hasta que la primera sonda espacial sobrevoló Mercurio cuando se conocieron muchas de sus propiedades morfológicas más fundamentales. Además, los recientes avances tecnológicos han dado lugar a mejores observaciones desde tierra. En 2000, el telescopio Hale de 1,5 metros del Observatorio Mount Wilson llevó a cabo observaciones de imágenes afortunadas de alta resolución. Proporcionaron las primeras vistas que resolvieron las características de la superficie en las partes de Mercurio que no se fotografiaron en la misión Mariner 10. La mayor parte del planeta ha sido cartografiada por el telescopio de radar de Arecibo, con una resolución de 5 km (3,1 mi), incluidos los depósitos polares en cráteres sombreados de lo que podría ser hielo de agua.
Investigación con sondas espaciales
Llegar a Mercurio desde la Tierra plantea importantes desafíos técnicos, ya que 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). Por lo tanto, la nave espacial debe hacer un gran cambio en la velocidad (delta-v) para llegar a Mercurio y luego entrar en órbita, en comparación con el delta-v requerido para, digamos, las misiones planetarias de Marte.
La energía potencial liberada al descender por el pozo de potencial del Sol se convierte en energía cinética, lo que requiere un cambio delta-v para hacer otra cosa que no sea pasar por Mercurio. Una parte de este presupuesto delta-v puede ser proporcionada por una asistencia de gravedad durante uno o más sobrevuelos de Venus. 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, solo tres sondas espaciales lo han visitado hasta ahora. Un enfoque alternativo propuesto utilizaría una vela solar para alcanzar una órbita síncrona con Mercurio alrededor del Sol.
Marinero 10
La primera nave espacial que visitó Mercurio fue la Mariner 10 de la NASA (1974–1975). La nave espacial usó 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 usar esta "tirachinas" gravitacional; efecto y la primera misión de la NASA en visitar múltiples planetas. 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 los escarpes gigantes que más tarde se atribuyeron al efecto del planeta que se contrae ligeramente a medida que su núcleo de hierro se enfría. Desafortunadamente, la misma cara del planeta se iluminó en cada uno de Mariner 10& #39;s acercamientos cercanos. Esto hizo imposible la observación cercana de ambos lados del planeta y resultó en el mapeo de menos del 45% de la superficie del planeta.
La nave espacial hizo tres acercamientos cercanos a Mercurio, el más cercano de los cuales lo llevó a 327 km (203 mi) de la superficie. En el primer acercamiento, 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 de dínamo significativo. El segundo enfoque cercano se usó principalmente para obtener imágenes, pero en el tercer enfoque se obtuvieron extensos datos magnéticos. 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 en competencia.
El 24 de marzo de 1975, solo ocho días después de su acercamiento final, Mariner 10 se quedó sin combustible. Debido a que su órbita ya no podía controlarse con precisión, los controladores de la misión ordenaron que la sonda se apagara. Se cree que Mariner 10 sigue orbitando alrededor del Sol, pasando cerca de Mercurio cada pocos meses.
MENSAJERO
El 3 de agosto de 2004 se lanzó una segunda misión de la NASA a Mercurio, llamada MESSENGER (superficie de MErcury, entorno espacial, geoquímica y rango). Realizó un sobrevuelo de la Tierra en agosto. 2005, y de Venus en octubre de 2006 y junio de 2007 para colocarlo en la trayectoria correcta para alcanzar una órbita alrededor de Mercurio. Un primer sobrevuelo de Mercurio ocurrió el 14 de enero de 2008, un segundo el 6 de octubre de 2008 y un tercero el 29 de septiembre de 2009. La mayor parte del hemisferio no fue fotografiada por Mariner 10 fue mapeado 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 terminó una misión de mapeo de un año y luego entró en una misión extendida de un año en 2013. Además de las continuas observaciones y el mapeo de Mercurio, MESSENGER observó el máximo solar de 2012.
La misión se diseñó 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 los polos y dónde se encuentra su atmósfera tenue proviene. Con este fin, la sonda llevó dispositivos de imágenes que recopilaron imágenes de mucho más alta resolución de mucho más de Mercurio que Mariner 10, espectrómetros variados para determinar abundancias de elementos en la corteza, y magnetómetros y dispositivos para medir velocidades de partículas cargadas. Se esperaba que las mediciones de los cambios en la velocidad orbital de la sonda se usaran para inferir detalles de la estructura interior del planeta. La maniobra final de MESSENGER's fue el 24 de abril de 2015 y se estrelló contra Mercury& #39 el 30 de abril de 2015. El impacto de la nave espacial con Mercurio ocurrió cerca de las 3:26 p.
BepiColombo
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. Lanzado el 20 de octubre de 2018, se espera que BepiColombo llegue a Mercurio en 2025. Lanzará una sonda de magnetómetro en una órbita elíptica, luego se dispararán cohetes químicos para depositar la sonda del mapeador en una órbita circular. Ambas sondas operarán durante un año terrestre. La sonda mapeadora lleva una serie de espectrómetros similares a los de MESSENGER, y estudiará el planeta en muchas longitudes de onda diferentes, incluyendo infrarrojo, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. BepiColombo realizó el primero de sus seis sobrevuelos planificados de Mercurio el 1 de octubre de 2021.
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