TOMO XXXIII-2 - PLANETAS INTERNOS -MERCÚRIO

MERCÚRIO

Mercúrio fotografado por sondas espaciais

Diversas teorias circulam sobre a formação de Mercúrio e sua atual proximidade do Sol! Estas vão desde choques planetários, balé gravitacional, até queda orbital. Mas o que chama realmente a atenção neste planeta, o menor do sistema solar, são suas peculiaridades que veremos neste capítulo.

A aparência da superfície do planeta é bem similar à da Lua, com extensos mares planos e grandes crateras, indicando que a atividade geológica está inativa há bilhões de anos. Uma vez que o conhecimento obtido da geologia de Mercúrio está baseado nas observações da sonda Mariner em 1975 e de observações terrestres, ele é o planeta telúrico menos compreendido.

À medida que os dados da missão Messenger sejam processados este conhecimento aumentará. Como exemplo, foi descoberta uma cratera incomum com calhas radiantes, a qual os cientistas batizaram como a aranha Ela mais tarde recebeu o nome de Apolodoro.

Primeira imagem de alta resolução de Mercúrio enviada pela sonda MESSENGER.

Os nomes de acidentes em Mercúrio têm várias origens, sendo que nomes de pessoas se limitam aos já falecidos. Crateras recebem o nome de artistas, músicos, pintores e autores que apresentaram contribuições fundamentais em seus campos. Cristas (dorsas) recebem nomes de cientistas que contribuíram para o estudo de Mercúrio.

Depressões (fossae) recebem nomes de obras de arquitetura, montanhas (montes) pela palavra "quente" em várias línguas e planícies (planitiae) pela palavra "Mercúrio" em várias línguas. Escarpas (rupes) são nomeadas a partir de navios de expedições científicas e vales (valles) como instalações de telescópios.

Acidentes de Albedo se relacionam a áreas de refletividade marcadamente diferentes, de acordo com a observação telescópica. Mercúrio possui Dorsas (também chamadas de "cristas enrugadas"), terras altas como as da Lua, Montes (montanhas), planícies ou planos, Escarpas e Vallis (Vales).

Orbita de Mercúrio

Inclinação orbital de Mercúrio

Mercúrio tem excentricidade orbital de 0,21, a maior entre todos os planetas, com a distância do Sol variando de 46 a 70 milhões de quilômetros; ele leva 87,969 dias terrestres para completar um período de translação. O diagrama à esquerda ilustra os efeitos da excentricidade, mostrando a órbita de Mercúrio sobrepondo uma órbita circular com o mesmo semieixo maior. A velocidade maior do planeta quando está perto do periélio é claramente mostrada pela distância maior coberta num intervalo de cinco dias.
O tamanho das esferas é inversamente proporcional a sua distância do Sol e é utilizado para ilustrar a variação da distância heliocêntrica. Esta variação da distância do Sol, combinada com uma ressonância orbital de 3/2 da rotação do planeta em torno de seu eixo, resulta em complexas variações da temperatura da superfície.

        

À esquerda a rotação de Mercúrio e sua evolução orbital juntamente com as fases observáveis (á direita) de Mercúrio são comparáveis as da Lua visto aqui da terra.

A órbita de Mercúrio está inclinada em 07º em relação ao plano da órbita da Terra (a eclíptica), conforme mostrado no diagrama á baixo. Como resultado, o trânsito de Mercúrio sobre o Sol ocorre apenas quando o planeta está cruzando o plano da eclíptica terrestre quando está entre a Terra e o Sol, evento que acontece em média a cada sete anos.

Órbita de Mercúrio conforme observada do nodo ascendente (abaixo) e de 10º acima (topo).

A inclinação axial de Mercúrio é quase zero, sendo de 0,027º o melhor valor medido. 

Este valor é significativamente menor que a inclinação de Júpiter, que ostenta a segunda menor inclinação de todos os planetas, com 3,1 graus. Isto significa que, para um observador no polo de Mercúrio, o centro do Sol nunca ascenderia mais de 2,1 minutos de arco acima do horizonte.


              

Em certos pontos da superfície do planeta, um observador observaria o Sol subir até aproximadamente a metade do caminho e então reverter e se pôr antes de nascer novamente, tudo isso no mesmo dia em Mercúrio. Isto ocorre porque, aproximadamente quatro dias terrestres antes do periélio, a velocidade orbital angular se iguala à velocidade rotacional angular, então o movimento aparente do Sol cessa; no periélio, a velocidade orbital angular então excede a rotacional e assim o Sol aparece num movimento retrógado. Quatro dias após o periélio, o movimento aparente do Sol reinicia-se nesses pontos.

Mercúrio atinge a conjunção inferior (aproximação da Terra) a cada 116 dias terrestres, em média, mas este intervalo pode variar entre 105 e 129 dias, devido à órbita excêntrica do planeta. O seu período de movimento retrógrado, para um observador na Terra, pode variar entre 08 e 15 dias em cada lado da conjunção inferior. Esta grande variação se deve à alta excentricidade orbital do planeta.

Ressonância rotação-translação de Mercúrio

Depois de um período de translação, Mercúrio rotacionou 1,5 vez, então, após dois períodos translacionais completos, o mesmo hemisfério está iluminado novamente.

Por muitos anos acreditou-se que Mercúrio estava sincronizado pelo efeito de maré com o Sol, rotacionando uma vez para cada translação e mantendo sempre a mesma face voltada para o Sol, do mesmo modo que o mesmo lado da Lua está sempre voltado para a Terra. Entretanto, observações de radar em 1965 provaram que o planeta tem uma ressonância roto-translacional de 3/2, rotacionando três vezes para cada duas translações em torno do Sol; a excentricidade da órbita de Mercúrio torna a ressonância estável, no periélio, quando a maré solar é mais forte, o Sol fica quase parado no céu em Mercúrio.

A razão original para os astrônomos acreditarem que Mercúrio estava sincronizado era porque toda vez que ele estava numa condição ótima de observação, estava sempre perto do mesmo ponto da ressonância, portanto mostrando a mesma face.
Simulações numéricas mostram que uma interação orbital ressonante com Júpiter pode levar a excentricidade orbital de Mercúrio a aumentar a ponto de o planeta ter uma probabilidade de 01% de se chocar com Vênus nos próximos 05 bilhões de anos.

Avanço do periélio

Em 1859, o matemático e astrônomo francês Urbain Le Verrier relatou que a lenta precessão da órbita de Mercúrio em torno do Sol não poderia ser completamente explicada pela mecânica Newtoniana e por perturbações dos planetas conhecidos. Ele sugeriu, entre as possíveis explicações, que outro planeta (ou talvez uma série de ‘corpúsculos’ menores) poderia existir em uma órbita solar até menor que a de Mercúrio, para dar uma explicação para esta perturbação.
O sucesso na busca por Netuno baseada nas perturbações da órbita de Urano levou os astrônomos a dar fé a esta possível explicação, e o hipotético planeta foi até nomeado de Vulcano. Entretanto, tal planeta nunca foi encontrado.

No início do século XX, a Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein apresentou a explicação para o fenômeno observado da precessão. O efeito é bem pequeno: o avanço relativístico do periélio de Mercúrio é de apenas 42,98 segundos de arco por século, portanto é necessário um pouco mais de doze milhões de translações para uma volta adicional completa. O efeito ocorre de modo similar em outros planetas, embora seja muito menor, sendo de 8,62 segundos de arco por século para Vênus, 3,84 para a Terra e 1,35 para Marte.
O sistema de coordenadas para observação do planeta onde se verificou que a longitude de Mercúrio aumenta na direção oeste seria uma pequena cratera chamada Hun Kal. Este é o ponto de referência para a medida da longitude sendo o centro da cratera sito a 20° de longitude oeste.

Trânsito de Mercúrio sobre o disco solar 08/11/2006.

CLIMA DE MERCÚRIO

O planeta possui uma atmosfera muito rarefeita, correspondendo ao vácuo de laboratório, e sua superfície é constantemente varrida pelo vento solar. Mercúrio é muito pequeno e quente para sua gravidade reter qualquer atmosfera significativa por um longo período de tempo, entretanto possui uma tênue exosfera na superfície contendo hidrogênio, hélio, oxigênio, sódio, cálcio, potássio e outros. Essa exosfera não é estável pois átomos são continuamente perdidos e repostos de várias fontes. O hidrogênio e o hélio provavelmente provêm do vento solar, difundido na magnetosfera de Mercúrio antes de escapar de volta para o espaço. O decaimento radioativo de elementos do interior da crosta é outra fonte de hélio, assim como de sódio e potássio. 

A sonda MESSENGER encontrou altas proporções de vários outros elementos na exosfera bem como vapor de água que possivelmente provém de uma combinação de processos tais como cometas atingindo a superfície, pulverização catódica através do hidrogênio do vento solar e oxigênio das rochas, e sublimação de reservatórios de gelo na sombra permanente das crateras polares. A detecção de grandes quantidades dos íons O⁺, OH^-, e H₂O⁺ foi uma surpresa. Dada a quantidade que foi detectada no ambiente espacial de Mercúrio, os cientistas supõem que essas moléculas foram arrancadas da superfície do planeta ou da exosfera pelo vento solar.

O sódio, o potássio e o cálcio foram descobertos na atmosfera durante as décadas de 1980 e 1990 e acredita-se que sejam primariamente o resultado da vaporização de rochas da superfície pelo impacto de micrometeoritos. Em 2008, a sonda MESSENGER descobriu magnésio. Estudos indicam que às vezes emissões de sódio são localizadas em pontos que correspondem ao dipolo magnético do planeta, indicando a interação entre a magnetosfera e a superfície do planeta.

 A temperatura média da superfície de Mercúrio é de 169,35 °C ou 442,5 ºK, mas alterna na faixa de -173,15 °C (100 ºK) a 426,85 °C (700 ºK) devido à ausência de atmosfera e a um abrupto gradiente de temperatura entre o equador e os polos. O ponto subsolar alcança aproximadamente 700 ºK durante o periélio e então cai para 550 ºK durante o afélio orbital. No lado escuro do planeta, a temperatura média é de 110 ºK (-163,15 °C).

Mercúrio possui a rotação mais lenta do sistema solar, durando 180 dias terrestres, e quase não ter inclinação axial do seu eixo para gerar maiores variações climática.

Magnetosfera de Mercúrio,

Gráfico mostrando a força relativa do campo magnético do planeta Mercúrio.

Apesar do seu pequeno tamanho e lenta velocidade de rotação em 59 dias, Mercúrio tem um campo magnético significativo e aparentemente global. De acordo com medições realizadas pela sonda Mariner 10, sua força é de aproximadamente 1,1% do terrestre. Como o da Terra, o campo magnético de Mercúrio é dipolar, mas diferentemente da Terra, os polos de Mercúrio estão quase alinhados com o eixo de rotação do planeta. As medidas feitas pelas sondas Mariner 10 e MESSENGER indicaram que a força e formato do campo magnético são estáveis.

É provável que o campo magnético seja gerado por meio de um efeito dínamo, de modo similar ao campo terrestre. Este efeito dínamo seria resultado da circulação do núcleo líquido rico em ferro. O efeito de maré provocado pela alta excentricidade orbital do planeta serviria para manter o núcleo no estado líquido necessário para a existência deste efeito dínamo.
O campo magnético em Mercúrio é forte o suficiente para defletir o vento solar em torno do planeta, criando uma magnetosfera que, apesar de ser menor que a Terra, é forte o suficiente para capturar o plasma do vento solar, contribuindo assim para a erosão espacial na superfície do planeta.

Observações feitas pela sonda Mariner 10 detectaram plasma de baixa energia na magnetosfera do planeta no lado escuro e explosões de partículas energéticas foram detectadas na magneto cauda do planeta, o que indica uma qualidade dinâmica da magnetosfera.
Durante seu segundo sobrevoo do planeta em 06 de outubro de 2008, a sonda MESSENGER descobriu que o campo magnético pode ser extremamente “furado”. A sonda encontrou “tornados” magnéticos – feixes deformados do campo magnético conectando o campo magnético planetário com o espaço sideral – que tinham até 800 km de largura, ou um terço do raio do planeta. Estes tornados são formados quando campos magnéticos carregados pelo vento solar são conectados ao campo de Mercúrio. 

À medida que o vento solar empurra o campo magnético, estes campos magnéticos conectados são carregados junto e misturados em estruturas parecidas com um vórtice. Estes tubos de fluxos magnéticos misturados, tecnicamente conhecidos como eventos de transferência de fluxos, formam aberturas no escudo magnético do planeta através do qual o vento solar pode penetrar e atingir diretamente a superfície de Mercúrio.

O processo de ligação dos campos magnéticos planetário e interplanetário, chamado de reconexão magnética, é comum no espaço e ocorre no campo magnético terrestre da mesma forma. Todavia, a sonda MESSENGER observou que a taxa de reconexões em Mercúrio é dez vezes maior que a terrestre. A proximidade do Sol contribui com apenas um terço da taxa observada pela MESSENGER.

GEOLOGIA DE MERCÚRIO

O interior de Mercúrio

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 é menor até que os dois maiores satélites naturais do sistema solar, como Ganimedes e Titã, embora seja mais massivo. O planeta é formado de aproximadamente 70% de material metálico e 30% de silicatos. Sua densidade é a segunda maior do sistema solar, de 5,427 g/cm³, um pouco menor apenas do que a terrestre, de 5,515 g/cm³. Se o efeito da compressão gravitacional fosse retirado, 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 de sua estrutura interna. Enquanto a alta densidade terrestre resulta consideravelmente da compressão gravitacional, particularmente no núcleo planetário, Mercúrio é muito menor e suas regiões internas não são tão fortemente comprimidas. Portanto, para ter a densidade que apresenta, seu núcleo deve ser relativamente maior e rico em ferro.

Representação da estrutura interna de Mercúrio:

1. Crosta—100–300 km de espessura

2. Manto—600 km de espessura

3. Núcleo—1.800 km de raio.

Os geólogos estimam que o núcleo de Mercúrio ocupe aproximadamente 42% de seu volume, enquanto na Terra a proporção é de 17%. Pesquisas recentes sugerem que seu núcleo seja fundido. O núcleo 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, acredita-se que a crosta do planeta tenha entre 100 e 300 km de espessura.

Um dos detalhes característicos da superfície do planeta é a presença de numerosas cristas estreitas, que podem se estender por centenas de quilômetros. Acredita-se que essas estruturas foram formadas quando o núcleo e manto se resfriaram e contraíram, numa época em que a crosta já estava solidificada.

O núcleo de Mercúrio tem um teor de ferro maior que qualquer outro planeta no Sistema Solar, e várias teorias foram propostas para explicar esta característica:

A mais amplamente aceita sugere que Mercúrio tinha originalmente uma razão metal/silicato similar a meteoros condrictes, considerados como típicos da matéria rochosa do Sistema Solar, e uma massa aproximadamente 2,25 vezes a atual. No início da história do Sistema Solar, o planeta pode ter sido atingido por um planeta anão de aproximadamente um sexto de sua massa e várias centenas de quilômetros. 
Este impacto pode ter removido grande parte da crosta e manto originais, deixando o núcleo como o componente majoritário. Um processo similar, conhecido como a Hipótese do grande impacto, foi sugerido para explicar a formação da Lua.

Outra teoria sugere que Mercúrio tenha sido formado a partir da nebulosa solar antes que a geração da energia solar tenha se estabilizado. O planeta teria inicialmente duas vezes a massa atual, mas à medida que a protoestrela Solar se contraiu, as temperaturas perto de Mercúrio poderiam estar entre 2 500 e 3 500 ºK, e possivelmente até superiores a 10 000 ºK. Grande parte da superfície rochosa do planeta teria se vaporizado 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 provocou o arrasto das partículas a partir das quais Mercúrio vinha acrescendo, o que significa que as partículas leves foram perdidas do material a base para isso tem como base a descoberta de novos planetas extra solares podemos acrescentar uma nova que justificaria o grande núcleo que possui Mercúrio. Beliro Font é um júpiter quente, planeta gigante gasoso que fica muito próximo da sua estrela situado ao redor da estrela 51 do Pégaso B. 
Este planeta é uma prova de que planetas podem migrar a sua orbita, da região onde se formou e lhe propiciou a forma de gigante gasoso para uma orbita próxima de sua estrela. A teoria aqui formulada é que alguns júpiteres quentes estão tão próximos da estrela mãe que perdem enormes quantidades de atmosfera formando um anel em espiral indo em direção a estrela, ou varrido para regiões mais afastadas do sistema planetário.  Mercúrio seria o núcleo do que sobrou de um Júpiter quente, expulso de sua orbita em direção do Sol, por um distúrbio gravitacional oriundo da proximidade de outra estrela, planeta ou cataclismo extra sistema estelar, ocorrido no início da formação do sistema solar. Mercúrio possui características bem peculiares que o difere significada mente dos outros planetas telúricos.

 Cada uma destas hipóteses conduz a uma composição diferente da superfície e duas missões espaciais, Messenger e BepiColombo, têm como objetivo fazer observações para verificar sua constituição. A Messenger encontrou níveis de potássio e enxofre na superfície superiores aos esperados, sugerindo que a hipótese do impacto gigante e vaporização da crosta e manto não ocorreu, uma vez que o potássio e o enxofre teriam sido removidos pelo calor extremo desses eventos.

Superfície de Mercúrio

 

A Superfície castigada pela proximidade com o Sol.

Mercúrio foi intensamente bombardeado por cometas e asteroides durante e logo depois da sua formação há 4,6 bilhões de anos, como também durante um possível episódio subsequente denominado Intenso bombardeio tardio, que se encerrou há 3,8 bilhões de anos. Durante esse período de intensa formação de crateras, o planeta recebeu impactos sobre toda a sua superfície, o que foi facilitado pela ausência de qualquer atmosfera que os diminuísse. Durante esse período o planeta teve atividade vulcânica e bacias como a Caloris (Calor) foram preenchidas por magma do interior planetário, que produziram planícies suaves similares aos mares lunares.

             

Dados do sobrevoo da Messenger de outubro de 2008 forneceram aos pesquisadores uma melhor avaliação da natureza confusa da superfície de Mercúrio sendo mais heterogênea que a marciana ou lunar, as quais contêm falhas significativas de geologia similar, como os mares e platôs.

Existem duas regiões planas geologicamente distintas em Mercúrio. Planícies suavemente onduladas nas regiões entre as crateras de Mercúrio são as mais antigas superfícies visíveis, anteriores aos terrenos com muitas crateras. Essas planícies entre crateras, são distribuídas uniformemente por toda a superfície do planeta e parecem ter obliterado muitas crateras anteriores; elas apresentam uma escassez geral de crateras de diâmetro menor que 30 km. Ainda não está claro se elas são de origem vulcânica ou originadas de impactos.

Fendas rugosas

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 se resfriou, ele pode ter se contraído e sua superfície começou a se deformar, criando estas formações. As dobras podem ser vistas no topo de outras formações, tais como crateras e planícies, indicando que as dobras são mais recentes. A superfície planetária sofre significativo efeito de marés provocado pelo Sol, que é 17 vezes mais forte que o efeito da Lua sobre a Terra.                 

Crateras de Mercúrio

Frutos de uma pretérita atividade sísmica, estas peculiaridades geológicas nos indicou que no início do sistema solar, era ativo. Muito de suas conformações geológicas se mantiveram devido à ausência de atmosfera propriamente dita, só sendo alteradas pelos constantes impactos de objetos vindo do espaço.

         

Interior das Crateras Caloris e Fault

As crateras de impacto em Mercúrio variam desde pequenas cavidades em forma de tigelas até bacias de impacto com anéis múltiplos de centenas de quilômetros de tamanho. Elas aparecem em todos os estados de degradação, de crateras raiadas relativamente intactas até remanescentes de crateras altamente degradadas. Crateras de Mercúrio diferem sutilmente das lunares em função de a área coberta pela matéria ejetada ser muito menor, devido à ação de uma força gravitacional mais forte.

 

A cratera Mercter

Ao todo, aproximadamente 15 bacias de impacto foram identificadas na área mapeada de Mercúrio. Uma bacia notável é a Bacia Tolstoi, com 400 km de tamanho e anéis múltiplos, 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 sofreu os efeitos de processos de erosão espacial, incluindo o vento solar e impactos de micrometeoritos.

Bacia Caloris

As paredes da Bacia Caloris (em visão hipotética) de Mercúrio é um dos maiores acidentes de impacto do Sistema Solar.

No planeta Mercúrio a planícies suaves que 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 que é a maior cratera de Mercúrio ocupando quase um quarto da superfície planetária. 

Ao contrário dos mares lunares, as planícies suaves de Mercúrio têm o mesmo albedo que as planícies entre as crateras mais antigas. Apesar da ausência de características vulcânicas inequívocas, a localização e o formato arredondado destas planícies sugerem fortemente sua origem vulcânica. Todas essas planícies suaves foram formadas significativamente depois da bacia Caloris, como evidenciado pela densidade de crateras menor do que onde houve ejeção de material de Caloris. 
O piso da bacia Caloris é preenchido por uma planície geologicamente distinta, quebrada por rugas e fraturas em um padrão aproximadamente poligonal. Não está claro se são lavas vulcânicas induzidas pelo impacto, ou um grande lençol de material derretido pelo impacto.

Origem da Bacia Caloris

A maior cratera de Mercúrio e a bacia Caloris, que possui um diâmetro de 1 550 km, se formou possivelmente de um choque com um objeto estelar maciço composto basicamente de ferro, este teria um diâmetro de aproximadamente 95km. O impacto que criou a bacia Caloris foi tão forte que causou erupções de lava e deixou um anel concêntrico com mais de 02 km de altura em volta do local do impacto.
O planeta fora pulverizado na área de contato e explodido na área de concentração das ondas de choque no lado oposto.

          

A onda de choque produzida foi de tal magnitude e força que percorreu o planeta em segundos. No ponto de convergência no outro lado planetário da onda de choque, o solo estufou, crescendo de forma desorganizada alterando todas as camadas superficiais. Surgiram estranhas formações rochosas no lado oposto ao choque, crateras foram infladas e delas cumes íngremes se destacaram; essa grande região ficou conhecida como "Terreno Esquisito".

Terreno esquisito de Mercúrio

A região chamada de "Terreno Esquisito" foi formada pelo impacto na bacia Caloris no ponto antipodal.

Uma das hipóteses de sua origem seria que as ondas de choque geradas pelo impacto na bacia Caloris viajaram em torno do planeta, convergindo na antípoda da bacia sendo que as altas tensões resultantes fraturaram a superfície.

 

Esboço do erguimento do solo no lado oposto ao impacto, e o apontamento de cumes íngremes, além do surgimento no local onde havia somente crateras de impacto, montes achatados com até 09 km de diâmetro e 02 km de altura.

ÁGUA EM MERCÚRIO

Sem a proteção de uma atmosfera espessa a superfície de Mercúrio é severamente castigada também por meteoritos, não se dá um passo no planeta sem pisar em alguma. Mas estas mesmas cicatrizes proporcionaram a um ambiente tão hostil quanto este uma peculiaridade, rara no sistema solar.
Mercúrio e a Lua possivelmente possuem reservas de gelo em seus polos, a pouco descobertos, e a teoria é de que além de achatados e cheio de crateras os polos, tanto o satélite como o planeta quase não possui inclinação orbital, o que proporciona praticamente, se não nulo, contato com os raios solares na região das crateras.

Imagem de radar do polo norte de Mercúrio.

Apesar de as temperaturas serem em geral extremamente altas em sua superfície, os pisos de crateras profundas nos polos 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 astrônomos acreditam que seja a mais provável.

Acredita-se que as regiões geladas tenham aproximadamente 10¹⁴ a 10¹⁵ kg de gelo, e podem estar cobertas por 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 a dê gaseificação do interior do planeta ou a deposição pelo impacto de cometas.

Dados sobre Mercúrio



 

 

TOMO XXXIII-1 - O SOL E O SISTEMA SOLAR

A nossa estrela

O sol visto por efeitos de fotografia

E a estrela que mais temos dados e informações, um balão de gás e luz que se mantem estável em seu mais de um milhão de km de raio nestes seus 4,5 bilhões de anos de existência. Uma indústria que converte milhões de toneladas de hidrogênio em hélio por hora.

O sol tem cerca de cinco milhões de anos e continuará a brilhar por aproximadamente mais cinco bilhões de anos, sendo uma estrela da sequência principal,

  

AS REAÇÕES NUCLEARES NO SOL

 Um raio de luz formado no centro do sul leva até dois milhões de anos para conseguir sair de dentro da estrela.

No interior do sol dois prótons (núcleos de hidrogênio) se chocam e um deles se torna um nêutron, iniciando a reação que transforma hidrogênio em Hélio. No choque surge um pósitron e um neutrino. Quando o pósitron, por sua vez se choca com um elétron, emite energia na forma de raios gama, que é invisível aos olhos humanos.

Na zona de radiação, os gases como hidrogênio e Hélio são bombardeados e destrocados pela luz que sai do núcleo solar. Um raio luminoso leva milhares de anos para atravessar os 250 000 km desta zona devido ao ricocheteio nas partículas, fazendo com que o raio ande em  Ziguezague.

Depois de passar pela zona de radiação, a luz encontra outra camada de gases só que mais fria chamada zona de convecção. Aquecidos, os gases se expandem subindo aos limites da superfície solar, chamada fotosfera esfria e desce novamente, levando energia para fora da zona de calor.

 O sol possui abaixo da fotosfera, correntes de matéria que circulam o astro a grandes velocidades, devido ao grande aquecimento que ele gera.

  

FOTOSFERA

Pela superfície visível do sol é que entendemos o que ocorre em seu interior.

   

Os movimentos dos gases abaixo da superfície do sol a enrugam, deixando a cheia de bolhas, ou grânulos que variam de 1000 a 2500 km.

Como os gases estão sempre fervendo os grânulos estão sempre se movimentando, afundando e subindo de 10 em 10 minutos. 

Na superfície do sol são observadas zonas de temperatura mais baixa, de cor enegrecida chamadas manchas solares, que geravam curiosidade por aparecerem e sumirem sem aviso prévio, bem como oscilar de tamanho.

Além dos fenômenos já comentados, o sol não possui uma forma estável superficial. A estrela sofre oscilações periódicas a cada mil dias quando cresce ou encolhe cerca de 150km em sua forma radial.

O sol está sempre oscilando, os gases em seu interior sob efeito de imensa temperatura e pressão, são como ondas acústicas que abalam toda a superfície. Já foram observadas mais de 10 milhões de pulsações diferentes analisados por espectrográficos.

As cores em vermelho são a de matéria afundando e as de cor azul matéria subindo a superfície.

MANCHAS SOLARES

As manchas solares são regiões mais frias que o resto da fotosfera. 

Funcionam como um ralo que absorve o plasma que circula pela superfície e literalmente cai cerca de 2000 km em 15 minutos. Esta descida cria um intenso campo magnético que escapa para a superfície do sol a cerca de 3900 ºC.

As manchas solares parecem se mover do nascente para o poente pelo globo incandescente por causa da rotação axial solar, sendo suas trajetórias aparentemente curvas, isto se devendo a inclinação de 23º30’ em relação eclíptica do eixo de rotação da terra.

CROMOSFERA

 Mesmo em regiões onde tudo parece estar calmo, a extrema violência nos fatos.

A cromosfera é uma camada de gases ralos e quentes logo acima da superfície solar a fotosfera. Ela é constantemente perturbada pelas fulgurações que são labaredas gigantescas de até 10000km de altura, emitem pouca luz mas grandes quantidades de raios X.

A coroa solar é o que mais se aproxima de uma atmosfera estelar, sendo formadas por imensos jatos de gases, as protuberâncias que avançam espaço adentro a distancias de 2,8 milhões de km.

As protuberâncias são enormes arcos ou filamentos de gás que se estendem pela atmosfera solar, durando de algumas horas a vários meses.

E da coroa que sai o vento solar, uma chuva de partícula que envolve os planetas.

A coroa solar vista da terra por um eclipse.

Por traz da emissão de energia solar sobre os planetas do sistema solar esta seu poderoso campo magnético. É um imã gigantesco, que segura e acumula partículas do vento solar até que a imensa pressão cria as erupções, que caracterizam períodos de grande atividade do sol.

As erupções solares são descargas súbitas de radiação de alta energia e partículas atômicas.

INFLUENCIA DO SOL NO SISTEMA SOLAR

O campo magnético do sol parece um saiote que passa pelos planetas do sistema solar. 

O campo magnético do Sol se estende até 1 bilhão de km. ou seja, perto de saturno. Sua influencia mais direta se verifica pelo vento solar.

Ele é formado por partículas com carga elétrica como prótons e elétrons. Essas partículas invadem a alta atmosfera dos planetas do sistema solar mais próximos, a uma velocidade de mais de 1,4 milhões de km/h e emitem luz, criando as auroras boreais na terra e como já vistas em Marte e Júpiter. Somente com elas o Sol perde um milhão de toneladas de matéria por segundo.

Aurora boreal

  

O SISTEMA SOLAR

O Sistema solar compreende uma estrela central e os planetas que giram ao seu redor, ele compreende oito planetas, vários planetoides e satélites, fora inúmeros cometas, asteroides e meteoritos. Também é formado de muita poeira e gás interplanetário.

O Sistema Solar é dividido em três regiões básicas. Na zona mais interna, entre 0,49 e 4,2 unidades astronômicas (UA, cada uma equivalente à distância média da Terra ao Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros) estão os planetas rochosos – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - e os asteroides. Já a partir de 5 UA até 30 UA encontram-se os planetas gigantes gasosos – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno -, enquanto de 30 UA a 50 UA fica o chamado Cinturão de Kuiper, coleção de pequenos mundos gelados cujo principal representante é o hoje planeta-anão Plutão.

A maioria dos objetos relevantes pertence a dois grupos, planetas rochosos mais próximos ao sol, como Mercúrio Vênus Terra Marte.

E gigantes gasosos como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, os quatro mais distantes. Acima dos quatro gigantes encontramos planetas anões como Plutão o mais conhecido dos cinco do sistema solar, muito pequenos e gelados.

Como divisor entre os planetas rochosos e os gasosos está um cinturão de asteroides, contendo milhares de fragmentos orbitando ao redor do sol, tamanhos que variam de do tamanho de uma pedra, planetas anões como Ceres do e Vesta.

Inclinação orbital dos principais astros do sistema solar.

INCLINAÇÃO ORBITAL

Eixo, plano da elipse e rotação ao redor do sol dos planetas.

Todos os planetas orbitam ao redor do sol girando no sentido anti-horário em orbitas elípticas em um disco fino ao redor do equador solar.

O sistema solar como um todo orbita ao redor do centro galáctico.

Estrutura interna dos Planetas do sistema solar

COMPOSIÇÃO DE GASES

Domínio orbital

A distinção entre planetas e planetas anões baseia-se em que os primeiros limpam a vizinhança das suas órbitas, isto é, removerem pequenos corpos cujas órbitas os levem a colidir, capturar ou sofrerem perturbações gravitacionais.

 

O conceito é combinado com uma noção de domínio orbital medido em termos de raio da massa de um candidato planetário com a massa total combinada de todos os outros corpos celestes na sua vizinhança. Considera-se que os planetas anões são demasiado pequenos, em termos de massa, para alterar significativamente o seu ambiente da forma que um planeta faria.

Planetas do sistema solar visto da Terra.

Além da órbita de Netuno, vemos objetos com uma composição semelhante a de Plutão, ao todo cinco corpos individuais, e outros tantos a espera de maiores dados para uma futura classificação.

  

PLANETAS ANÕES

Um planeta anão é um astro entre 5/4000km e  400 km de diâmetro,

Um planeta anão é muito semelhante a um planeta (porém menor), com no mínimo 400 km de diâmetro, além de ter uma orbita em volta do Sol e possuir gravidade suficiente para assumir uma forma com equilíbrio hidrostático (aproximadamente esférica), porém não possui uma órbita desimpedida. Um exemplo é Ceres que, localizado na cinturão de asteroides, possui o caminho de sua órbita repleto daqueles pequenos astros.

Atualmente conhecem-se cinco planetas anões no sistema solar, são eles: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris, sendo os quatro últimos do tipo de plutão, ou seja, planetas-anões que orbitam para além da órbita de Netuno, nos recônditos do sistema solar.

OS NOVOS PLANETAS ANÕES

O termo planeta anão poderá vir a ser aplicado a outros doze corpos do Sistema Solar (03 asteroides e 09 situados depois de Netuno): Vesta, Palas e Hígia; os representantes dos asteroides, e Orco, Sedna, Quaoar, 2002 TC302, Varuna, 2002 UX25, 2002 TX300, Ixion e 2002 AW197, os representantes dos objetos situados após Netuno até a nuvem de Oort. Eles estão na lista de possíveis planetas anões da União Astronômica Internacional e que aguardam mais estudos para que possam ser categorizados como "planetas anões" ou "corpos menores do Sistema Solar".

PLANETAS TELÚRICOS

Os planetas assim chamados de telúricos são os rochosos do sistema solar interno.

São os planetas rochosos que estão no sistema solar interior, possuem semelhanças físicas entre si de composição e estrutura. Mas com o passar dos anos vemos que suas diferenças são muito mais características do que suas semelhanças.

Vênus tem um diâmetro de 95% do da Terra e 81,5% da massa terrestre, planetas quase idênticos em estrutura mas como veremos mais detalhadamente os gêmeos não são idênticos. Mas o problema mesmo seria os outros dois. Mercúrio e Marte são planetas muito pequenos, Mercúrio tem apenas 5,5% da massa da Terra e Marte 10,7%. Quais seriam as razões destas discrepâncias se o disco de matéria do Sistema Solar primordial, segundo a teoria tradicional, se distribuiu uniformemente? A resposta pode ser óbvia.

O Sistema Solar primordial foi uma verdadeira galeria de tiro. Nossa lua se formou quando um objeto, um planeta do tamanho de marte denominado Theia, chocou-se com a Terra e ejetou para o espaço uma gigantesca nuvem escombros que por acresção criou o nosso único satélite natural. Cientistas como Erik Asphaug (2009), da Universidade da Califórnia em Santa Cruz acreditam que o objeto (Theia) chocou-se com a Terra em uma velocidade bem baixa, pois, se a velocidade fosse maior os escombros teriam sido expelidos para o espaço interplanetário, isto é, seriam ejetados em velocidade superior a velocidade de escape do nosso planeta e assim, não teríamos a nossa Lua, e sim um mini cinturão de asteroides dispersos. Como é que Vênus conseguiu desviar-se de todos os demais objetos do Sistema Solar primordial? A resposta é simples, segundo Asphaug: Vênus não escapou dos violentos choques… Talvez até Vênus pudesse ter tido um destino ‘pior que o nosso’, tendo talvez ejetado não um satélite mais outro planeta, que seria Mercúrio.

 Sendo assim Mercúrio teria se formado a partir de uma colisão entre Vênus e o outro objeto, ou mesmo a partir de um segundo impacto sofrido pela Terra.  Marte e Mercúrio, portanto teriam sido formados dos restos da Terra e de Vênus. Como já visto em sistemas extra solares á muitos planetas com características semelhantes à Terra, só que de grandes proporções, os planetas tipo super terra, e talvez nosso próprio planeta não tenha adquirido este status pelo choques cataclísmicos sofridos e perda de massa. Marte é um planeta basicamente rochoso com um núcleo sólido de pequeno tamanho, o que reduz muito a sua atração gravitacional, ou seja, sua massa, e sua capacidade de reter atmosfera de grande volume como a nossa.

Mas estas especulações como veremos detalhadamente em cada planeta, precisam passar por outras evidencias que em geral não confirmam as hipóteses acima!