Dati rielaborati fonti Wikipedia e NASA (C)
Mercurio è il primo pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole ed il più piccolo in dimensioni. Si tratta di un pianeta terrestre di dimensioni modeste, con un diametro inferiore alla metà di quello terrestre; appare pesantemente craterizzato, anche a causa della mancanza di un'atmosfera apprezzabile che possa attutire gli impatti meteorici, e per questo il suo aspetto ricorda da vicino quello della Luna.
Si tratta del pianeta piú vicino al sole, di non semplicissima osservazione, ma comunque già noto alle popolazioni antiche, come Egizi, Cinesi, Sumeri (terzo millennio a.C.). Le difficoltà nell'individuarlo dipendono dalla piccola distanza dal Sole, che ne disturba sempre la visione durante il crepuscolo o poco prima dell'alba. I Sumeri lo chiamavano Ubu-idim-gud-ud; i Babilonesi, che ci hanno tramandato la prima osservazione dettagliata dei pianeti, utilizzavano i nomi gu-ad o gu-utu.
I Greci assegnarono a Mercurio due nomi: Apollo, la stella del mattino, ed Hermes, la stella della sera. La realizzazione del fatto che si trattasse di un unico pianeta è attribuita a Pitagora. Sempre per via delle grandi difficoltà osservative, fino al '900 era opinione comune che in realtà esistesse un altro pianeta ancora piú vicino al Sole di Mercurio, Vulcano, in seguito identificato con lo stesso corpo celeste.
Più recentemente, nel 1631 Pierre Gassendi fu il primo ad osservare un transito di Mercurio innanzi al Sole, secondo le previsioni fornite da Giovanni Keplero. Nel 1639 Giovanni Battista Zupi, utilizzando un telescopio, scoprì le fasi di Mercurio, analoghe a quelle di Venere e della Luna. Questo fornì la prova definitiva che Mercurio orbita intorno al Sole.
Solo negli anni Sessanta del XX secolo, grazie alle osservazioni radio e radar, si è calcolato con precisione il periodo di rotazione del pianeta, che prima si pensava uguale a quello di rivoluzione.
Trattandosi di un pianeta interno rispetto alla Terra,
Mercurio appare sempre molto vicino al Sole (la sua elongazione massima è di
28,3°), al punto che i telescopi terrestri possono osservarlo solo di rado. La
sua magnitudine apparente oscilla tra -0,4 e +
Durante il giorno la luminosità solare impedisce ogni osservazione, e l'osservazione diretta è possibile solamente subito dopo il tramonto, sull'orizzonte ad ovest, oppure poco prima dell'alba verso est. Inoltre l'estrema brevità del suo moto di rivoluzione (solamente 88 giorni) ne permette l'osservazione solamente per pochi giorni consecutivi, dopo di che il pianeta si rende inosservabile da Terra.
Come nel caso della Luna e di Venere, anche nel caso di Mercurio è visibile, da Terra, un ciclo delle fasi.
L'orbita di Mercurio risulta essere ellittica solo in prima approssimazione; è infatti soggetta alla precessione del perielio, effetto che mise in difficoltà gli astronomi del XIX secolo. Esso risulta spiegabile al momento attuale solo tramite la teoria della relatività generale, che proprio su questo fenomeno ha avuto uno dei suoi banchi di prova. Mercurio si muove su un'orbita di eccentricità 0,2056, a una distanza dal Sole compresa fra 46 e 69 milioni di km, con un valore medio di 58 milioni di km (rispettivamente 0,307, 0,466 e 0,387 unità astronomiche). Il periodo siderale di Mercurio è di 88 giorni, mentre il periodo sinodico è di 115,9 giorni. Il piano orbitale è inclinato sull'eclittica di 7º. L'orbita di Mercurio è soggetta a variazioni, dovute alle perturbazioni da parte degli altri pianeti; il fenomeno è particolarmente studiato e conosciuto per quanto riguarda il moto della linea degli apsidi, che fornisce una delle prove sperimentali della teoria della relatività generale.
La velocità media siderale del pianeta è pari a 48 km/s; si tratta della più alta fra i pianeti del sistema solare. Il moto di rotazione mercuriano, al contrario, è molto lento: esso impiega 58,6 giorni per compiere un giro su se stesso, e completa quindi tre rotazioni ogni due rivoluzioni (un chiaro esempio di risonanza orbitale). Questo fa sì che la durata dell'esposizione ai raggi solari per ogni punto della sua superficie sia molto elevata (176 giorni): Mercurio è il solo pianeta del sistema solare sul quale la durata del giorno, intesa come insolazione, è maggiore di un periodo di rivoluzione.
Un fenomeno particolare relativo a Mercurio è la cosiddetta precessione del perielio, che fa sí che il perielio della sua orbita ruoti progressivamente attorno al Sole nella stessa direzione del pianeta; l'entità dello spostamento supera di 43 secondi d'arco per secolo quella teorizzata dalla meccanica newtoniana e può essere giustificata con discreta approssimazione applicando le correzioni relativistiche, ma è ancora oggetto di indagine.
L'inclinazione di Mercurio rispetto al piano della sua orbita, pari a soli 2°, rende minime le variazioni stagionali di insolazione, rendendo l'equatore particolarmente caldo e le regioni polari sensibilmente fredde in qualsiasi periodo dell'anno, senza differenze apprezzabili fra i due emisferi. Nei crateri polari perennemente al riparo dai raggi del Sole potrebbe essere contenuto del ghiaccio d'acqua.
Mercurio è un pianeta decisamente piu piccolo della Terra, essendo caratterizzato da una massa pari a 0,055 masse terrestri e da un diametro equivalente a circa 0,38 volte quello terrestre; la sua densità media è del 2% inferiore a quella della Terra.
Analogamente alla Luna, per via della sua bassa attrazione gravitazionale Mercurio è sprovvisto di atmosfera, fatta eccezione per esili tracce di gas probabilmente frutto dell'interazione del vento solare con la superficie del pianeta. La composizione atmosferica è stata determinata come segue: potassio (31,7%), sodio (24,9%), ossigeno atomico (9,5%), argon (7,0%) elio (5,9%), ossigeno molecolare (5,6%), azoto (5,2%), anidride carbonica (3,6%), acqua (3,4%), idrogeno (3,2%). La pressione atmosferica al suolo, misurata dalla sonda Mariner 10, è nell'ordine di un millesimo di pascal.
A causa dell'assenza di un meccanismo di distribuzione del calore ricevuto dal Sole e della sua rotazione estremamente lenta, che espone lo stesso emisfero alla luce solare diretta per lunghi periodi, l'escursione termica su Mercurio è la più elevata finora registrata nell'intero sistema solare; l'emisfero illuminato raggiunge i 600 K (700 K nelle zone equatoriali), quello in ombra scende spesso fino a 90 K.
Similmente alla Luna, il suolo mercuriano è ampiamente craterizzato a causa dei numerosi impatti di asteroidi che hanno contrassegnato il suo passato e presenta bacini riempiti da vecchie colate laviche, ancora evidenti a causa della mancanza quasi assoluta di un'atmosfera. Alcuni crateri sono circondati da raggi. Si esclude la presenza sul pianeta di placche tettoniche.
In verità, non soltanto Mercurio e
I crateri più piccoli di Mercurio hanno diametro minore di
La superficie di Mercurio presenta infine dei corrugamenti e delle faglie che attraversano il bordo dei crateri: queste ultime sono state probabilmente provocate dalla contrazione della crosta.
La ridotta distanza di Mercurio dal Sole e l'assenza di atmosfera lo rendono un pianeta con una grande escursione termica, con temperature superiori a 350° nella zona esposta al sole, mentre nella parte in ombra arrivano a -170°.
L'insolazione media della superficie mercuriana è pari a circa 6 volte e mezzo quella della Terra; la costante solare ha un valore di 9,13 kW/m².
Oltre ai crateri, le strutture più importanti della superficie sono ampie zone pianeggianti, simili ai mari della Luna. La maggiore è di gran lunga Planitia Caloris (dal latino planitia, che significa pianura).
Le pianure di Mercurio, analoghe ai mari lunari ma con un'albedo maggiore, vengono dette planitiae. Ad eccezione di Planitia Caloris, la regione pianeggiante piú estesa, è Borealis Planitia, che occupa parte dell'emisfero settentrionale, tutte le altre pianure prendono il nome di Mercurio nelle diverse lingue.
Le quattro valli (valles) prendono il nome delle installazioni radio terrestri grazie a cui è stato determinato l'effettivo periodo di rotazione mercuriano.
I nomi delle scarpate (rupēs) derivano dalle navi utilizzate per le grandi esplorazioni del XV secolo, con riferimento al ruolo di Mercurio come dio dei viaggi e dei commerci.
Due scoscendimenti prendono il nome di dorsa e sono intitolati ad astronomi che osservarono Mercurio dalla Terra.
I nomi dei crateri derivano dai grandi esponenti delle arti e dell'umanesimo, ad eccezione del cratere Kuiper, che fu il primo ad essere scoperto in quanto visibile da lontano e fu intitolato all'insigne astronomo, e il cratere Hun Kal, dal termine maya per "20", poiché è convenzionalmente attraversato dal ventesimo meridiano di longitudine e funge da punto di riferimento per il sistema di coordinate mercuriano.
La densità di Mercurio, pari a 5,43 kg/dm³, si discosta molto da quella lunare e, al
contrario, è molto vicina a quella terrestre. Questo lascia supporre che,
nonostante le somiglianze con
I pianeti interni come Mercurio, Venere, Terra e Marte si sono formati dalla condensazione dei componenti della nube primordiale di gas e polveri che ha originato l'intero Sistema Solare, in una zona più ricca di silicati e materiale ferroso, al contrario dei pianeti esterni la cui zona di formazione era ricca di acqua, idrogeno, metano ed ammoniaca.
Attualmente l'attività geologica di Mercurio è cessata e ne è la prova la presenza dei moltissimi crateri di impatto.
Nell'interno del pianeta esiste un nucleo di ferro e nichel
che occupa sette parti su dieci del suo raggio (
Sulla superficie sono presenti corrugamenti molto accentuati
con altezze superiori ai
Mercurio è il pianeta più ricco di ferro e possiede un campo magnetico dipolare (rilevato per la prima volta dal Mariner 10 e quantificato in un centesimo di quello terrestre). Ricerche pubblicate nel 2007 su Science, condotte con radar di alta precisione negli Stati Uniti e in Russia, hanno confermato l'idea di una frazione liquida nel nucleo di ferro-nichel, che era stata proposta per spiegare l'esistenza del campo magnetico del pianeta. È quindi possibile distinguere un nucleo interno solido ed un nucleo esterno liquido. Il mantenimento di un nucleo liquido per miliardi di anni richiede la presenza di un elemento più leggero, come lo zolfo, che ne abbassi la temperatura di fusione dei materiali. Il campo magnetico rimane comunque difficilmente spiegabile, date le piccole dimensioni di Mercurio e la sua moderata velocità di rotazione.
Mercurio è stato visitato per la prima volta nel 1974-75 dalla sonda statunitense Mariner 10, che ha teletrasmesso a terra fotografie registrate nel corso di tre successivi sorvoli.
Concepito per l'osservazione di Venere e Mercurio, il Mariner 10 venne lanciato il
Per il 2009 è invece previsto il lancio, da parte dell'ESA, della missione spaziale BepiColombo, così battezzata in onore dello scienziato, matematico e ingegnere Giuseppe Colombo (1920-1984), volta esclusivamente all'esplorazione del pianeta più interno.
L'esplorazione di Mercurio non è stata ritenuta primaria dalle agenzie spaziali terrestri principalmente per due motivi:
Mercurio è un pianeta dalle temperature eccessive, non è ritenuto luogo adatto all'esistenza di forme di vita, né appare semplice sfruttarne le risorse, e da una prima analisi delle nostre conoscenze era derivata l'idea che Mercurio fosse molto più simile alla Luna di quanto non appaia oggi e che quindi sarebbe bastato studiare quest'ultima per derivere informazioni sul pianeta.
Un'altra ragione importante che ha contribuito a ridurre il numero di missioni verso Mercurio è l'alto costo intrinseco di ognuna di esse dettato dalla vicinanza del Sole, che determina:
· la necessità che ogni sonda sia dotata di un pesante scudo termico
· un elevato consumo di carburante per contrastare l'incremento nella forza attrattiva, durante la discesa nel pozzo gravitazionale solare
· un elevato consumo di carburante per porre e mantenere la sonda in orbita intorno al pianeta, non essendo tra l'altro possibili manovre quali l'aerobraking sviluppate per pianeti dotati di un'atmosfera, o l'utilizzo di un paracadute per aiutare l'atterraggio di un lander.