En la década de 1880, Giovanni Schiaparelli realizó un dibujo que recogía algunas características tenues de Mercurio. Determinó que Mercurio debía estar anclado por las mareas al Sol, tal como lo está la Luna a la Tierra. En 1962, los radioatrónomos estudiaron las emisiones de radio procedentes de Mercurio y determinaron que el lado oscuro estaba demasiado caliente para que existiese este anclaje mareal. Debería estar mucho más frío si nunca se enfrentaba a los rayos del Sol. En 1965, Pettengill y Dyce determinaron el período de rotación de Mercurio en 59 +/- 5 días a partir de las observaciones por radar. Más tarde, en 1971, Goldstein refinó el período de rotación hasta los 58,65 +/- 0,25 días utilizando también observaciones por radar. Después de la observación cercana por la nave espacial Mariner 10, el período se estableció en 58,646 +/- 0,005 días.
Aunque Mercurio no está anclado por las mareas al Sol, su período rotacional está relacionado con su período orbital. Mercurio rota sobre sí mismo una vez y media en cada órbita. Debido a esta relación 3:2, un día de Mercurio (de un amanecer a otro amanecer) dura 176 días terrestres. Durante el pasado lejano de Mercurio, su período de rotación podría haber sido más rápido. Los científicos especulan que su rotación podría haberse realizado en tan sólo 8 horas, pero durante millones de años ha disminuido debido a las mareas solares. Un modelo de este proceso indica que tal desaceleración podría tardar 109 años y aumentaría la temperatura interior del planeta unos 100 grados Kelvin. La mayor parte de los hallazgos científicos proceden de la nave espacial Mariner 10 que fue lanzada el 3 de Noviembre de 1973. Pasó por las cercanías del planeta el 29 de Marzo de 1974 a una distancia de 705 kilómetros desde la superficie. El 21 de Septiembre de 1974 pasó por segunda vez cerca del planeta y el 16 de Marzo de 1975 lo hizo una tercera vez. Durante estas visitas, se realizaron más de 2.700 fotografías, que cubren el 45% de la superficie de Mercurio. Hasta esa fecha los científicos no habían llegado a sospechar siquiera que Mercurio poseía campo magnético. Pensaban que como era pequeño, su núcleo no se podía haber solidificados hace mucho tiempo. La presencia de un campo magnético indica que el planeta tiene un núcleo de hierro que esta al menos parcialmente fundido. Los campos magnéticos son generados por la rotación de un núcleo fundido conductivo en un proceso que recibe el nombre de efecto dinamo.
La Mariner 10 nos mostró que Mercurio posee un campo magnético que es el 1% del campo magnético terrestre. Este campo magnético está inclinado unos 7 grados respecto al eje de rotación de Mercurio y produce magnetosfera alrededor del planeta. La fuente de este campo magnético es desconocida. Podría deberse a un núcleo de hierro parcialmente fundido situado en el interior del planeta. Otra fuente del campo podría ser la magnetización remanente de las rocas con hierro en su composición que fueron magnetizadas por un campo magnético más potente durante los años de juventud del planeta. A medida que el planeta se enfrió y solidificó la magnetización remanente se conservó. Incluso antes de la Mariner 10, ya se sabía que Mercurio tenía una densidad elevada. Su densidad es 5,44 g/cm3 que es comparable a la densidad terrestre de 5,52 g/cm3. En un estado sin compresión, la densidad de Mercurio es de 5,5 g/cm3 mientras que la de la Tierra sólo llega a los 4,0 g/cm3. Esta alta densidad indica que el planeta está compuesto en un 60 a 70 por ciento por metales pesados y un 30% por silicatos pesado. Esto da lugar a un núcleo que ocupa el 75% del radio del planeta y tiene un volumen igual al 42% del volumen total del planeta. Los estudios espectroscópicos de Mercurio nos muestran una tenue atmósfera que contiene sodio y potasio; en apariencia, sus átomos proceden de la corteza del planeta. Sus colisiones con otros planetas de nueva formación en los orígenes del sistema solar pudieron despojarle de los materiales más ligeros, lo que explica la relativamente alta densidad de Mercurio. La fuerza de gravedad de la superficie del planeta es más o menos una tercera parte de la de la Tierra.
La superficie de Mercurio
as imágenes enviadas a la Tierra por la nave espacial Mariner 10 muestran un mundo que recuerda a la Luna. Está recubierto por cráteres, contiene grandes cuencas de anillos múltiples, y muchos ríos de lava. Los cráteres van desde los 100 metros (tamaño más pequeño que se puede diferenciar en las imágenes de la Mariner 10) hasta los 1.300 kilómetros. Aparecen en varios estados de preservación. Algunos son jóvenes con bordes abruptos y brillantes rayos que se alejan de ellos. Otros están muy degradados, con bordes que han sido suavizados por el bombardeo de meteoritos. El cráter más grande de Mercurio es la Cuenca Caloris. Una cuenca según Hartmann y Kuiper (1962) está definida como una «gran depresión circular con diferentes anillos concéntricos y alineaciones radiales». Otros consideran que cualquier cráter superior a los 200 kilómetros es una cuenta. La Cuenca Caloris tiene 1.300 kilómetros de diámetro, y fue causada probablemente por proyectiles que superaban los 100 kilómetros de sección. El impacto dio lugar a anillos montañosos concéntricos con alturas de tres kilómetros y enviaron su eyecciones hasta los 600 u 800 km. sobre la superficie del planeta. (Otro buen ejemplo de cuenca con anillos concéntricos es la Región Walhalla en la luna de Júpiter, Calisto) Las ondas sísmicas producidas por el impacto en Caloris se enfocaron en el otro lado del planeta, dando lugar a una región de terreno caótico. Después del impacto el cráter se llenó parcialmente por ríos de lava. Mercurio está marcado por grandes acantilados curvos o escarpaduras lobulares que fueron aparentemente formados a medida que Mercurio se enfriaba y se encogía en tamaño varios kilómetros. Esta reducción de tamaño produjo una corteza arrugada con farallones de varios kilómetros de altura y cientos de kilómetros de longitud. La mayor parte de la superficie de Mercurio está cubierta por llanuras. Muchas de ellas son viejas y están llenas de cráteres, pero algunas más jóvenes tienen menos cráteres. Los científicos han clasificado estas llanuras como llanuras intercráter y llanuras suaves. Las primeras están menos saturadas de cráteres y estos tienen diámetros inferiores a los 15 kilómetros. Estas llanuras fueron formadas probablemente cuando los ríos de lava sepultaron el terreno antiguo. Las llanuras suaves son más jóvenes todavía con menos cráteres. Estas últimas se pueden encontrar alrededor de la cuenca Caloris En algunas zonas se pueden ver parches de lava lisa que recubren los cráteres.
Hace unos 4.500 millones de años se formó el planeta. Esta fue una época de intenso bombardeo de los planetas a medida que recolectaban el material y los restos de la nebulosa de la que se formaron. En una etapa temprana de esta formación, Mercurio probablemente se diferenció en un denso núcleo metálico y una corteza de silicatos. Después de un período de intenso bombardeo, la lava corrió por la superficie del planeta y recubrió la antigua corteza. Alcanzado este punto, la mayor parte de los residuos de la nebulosa original habían sido barridos ya y Mercurio entró en un período de bombardeo más ligero. Durante este período se formaron las llanuras intercráteres. Luego Mercurio se enfrió. Su núcleo se contrajo dando lugar a su vez a la rotura de la corteza y originando la aparición de prominentes escarpes lobulares. Durante la tercera etapa, la lava anegó las tierras bajas y produjo las llanuras suaves. Durante la cuarta etapa el bombardeo de micrometeoritos produjo una superficie pulverulenta también conocida como regolito. Unos pocos meteoritos de mayor tamaño chocaron contra la superficie produciendo brillantes cráteres con radios. Salvo por las ocasionales colisiones de algún meteorito, la superficie de Mercurio ya no está activa y permanece como estaba hace millones de años.
La composición de la atmósfera de mercurio, según la NASA, es la siguiente:
42% de oxígeno, 29% de sodio, 22% de hidrógeno, 6% del, 1% de potasio, y posteriormente cantidades despreciables de dióxido de carbono, agua, nitrógeno, calcio y magnesio.
La cartografía realizada por la sonda Mariner que sobrevoló Mercurio en 1974 reveló que Mercurio tiene tres características importantes.
Uno-la primera característica es la enorme cantidad de cráteres que se han ido acumulando a través de millones de años.
La segunda característica son las llanuras que se encuentran entre los cráteres. Estas llanuras son áreas lisas de superficie, y la hipótesis más probable es que se han creado a partir de antiguos flujos de lava.
La tercera característica de Mercurio son los acantilados, que aparecen a lo largo de toda la superficie con longitudes de miles de kilómetros y con alturas que oscilan entre 100 y 2000 m. Las teorías que estudian este fenómeno, parecen indicar que la formación de estos acantilados tiene como origen la disminución del núcleo. A diferencia de los acantilados terrestres que son formados por el movimiento de las placas tectónicas. Esta disminución del núcleo, supone por tanto la disminución del propio planeta.
La presencia de los campos de lava no sugieren que Mercurio hubo actividad volcánica, pero por otro lado, la presencia de los cráteres, nos están indicando que Mercurio lleva siendo geológicamente inactivo durante un largo período de tiempo.
En términos generales, el interior de Mercurio se compone de tres capas distintas: la corteza, el manto, y el núcleo.
La corteza de Mercurio tiene aproximadamente entre 100 y 300 km de espesor. La aparición de los acantilados mencionados anteriormente, nos indica que la composición de esta corteza es sólida pero quebradiza.
Con 600 km de grosor, el manto de Mercurio puede considerarse relativamente delgado. Esta delgadez sugiere que en algún momento tras la formación del sistema solar, algún tipo de colisión pudo ser la causa de la desaparición de la mayor parte del manto.
El núcleo de mercurio tiene un diámetro aproximado de 3600 km y su característica más importante es su extrema densidad.
Una característica importante de la órbita de Mercurio es su alta excentricidad en comparación con el resto de planetas. La órbita de Mercurio es la menos circular.
Podría parecer que Mercurio no puede poseer agua bajo ninguna forma. Tiene una atmósfera muy tenue y está muy caliente durante el día, pero en 1991 científicos del Caltech lanzaron ondas de radio sobre Mercurio y detectaron un retorno brillante muy poco usual sobre el polo norte del planeta. El aparente brillo del polo norte podría ser explicado por la presencia de hielo sobre o justo debajo de la superficie. Pero, ¿es posible que Mercurio tenga hielo? Debido a que la rotación de Mercurio es casi perpendicular a su plano orbital, el polo norte siempre ve el sol por debajo del horizonte y los científicos sospechan que podría estas a temperatura inferiores a los -161° C. Estas gélidas temperaturas podrían atrapar el agua que surge del planeta en forma de gas, o los hielos llevados hasta allí por los impactos cometarios. Estos depósitos de hielo podrían estar cubiertos por una capa de polvo y, a pesar de ello, dar un retorno brillante en el radar.
Mercurio es famoso por ser el planeta más pequeño y el más cercano al Sol. En este mundo sin atmósfera se alcanzan de día temperaturas de hasta 430º C, mientras que durante la noche el termómetro llega a marcar unos gélidos -180º C. Es el último lugar en el que uno esperaría encontrar agua. Pero, contra todo pronóstico, la hay. El polo norte de Mercurio se encuentran los depósitos de hielo más abundante del sistema solar interior fuera de Marte y la Tierra. Y por si fuera poco se trata de hielo oscuro ‘manchado’ por numerosas sustancias orgánicas.
Los depósitos de hielo del polo norte de Mercurio fueron descubiertos en 1991 mediante observaciones por radar desde el radiotelescopio de Arecibo. Al igual que en la Luna, en las regiones polares de Mercurio hay cráteres cuyo fondo nunca recibe la luz del Sol, así que no es de extrañar que desde que la sonda Mariner 10 visitó este planeta en 1974 muchos investigadores propusieron la presencia de hielo dentro de estos cráteres. ¿Y de dónde vendría el agua? Pues del choque de cometas con Mercurio. Asunto zanjado. Por lo tanto, cuando la sonda MESSENGER de la NASA se puso en órbita de Mercurio uno de sus objetivos fue la detección de estos depósitos que todo el mundo daba por sentado. Pero no fue nada fácil demostrar que estaban allí, como tampoco lo sería explicar su formación.
De entrada las cámaras de la sonda no vieron nada fuera de lo normal y hubo que esperar a los datos del altímetro láser MLA para confirmar que en el fondo de algunos cráteres existía un material con una elevada reflectividad que se correspondía además con la zona identificada por el observatorio de Arecibo. Pero no era una prueba concluyente. Hubo que esperar al fin de la misión para que el espectrómetro de neutrones NS y la cámara MDIS pudiese corroborar la existencia hielo de agua. Sin embargo, la cámara detectó un material extraño en el fondo de los cráteres boreales. Contra todo pronóstico las imágenes no mostraron depósitos de hielo, sino una sustancia oscura no identificada. Los investigadores habían supuesto que el hielo de Mercurio estaría mezclado con el regolito —polvo— superficial como en el caso de la Luna y, por lo tanto, sería difícil de detectar. Pero no esperaban que el hielo fuese más oscuro que el resto de la superficie.
Por si fuera poco, muchos de los fondos de cráteres donde se encontraron estos extraños depósitos tenían una temperatura media de entre -150º y -50º C, muy por encima de la temperatura de equilibrio del hielo puro expuesto, unos -173º C. La respuesta a este misterio fue proponer que el hielo no solo debía estar mezclado con regolito, sino también con oscuras sustancias orgánicas que evitarían su sublimación gracias a una capa de diez o veinte centímetros de espesor y, de paso, le otorgarían su característico color oscuro.
¿Pero cómo han llegado estas sustancias orgánicas hasta allí? Porque los cometas y asteroides carbonáceos tienen gran cantidad de hielos —o ‘volátiles’, como se denominan en la jerga astronómica (además de agua, amoniaco, metano y dióxido de carbono principalmente)— y sustancias orgánicas, pero no es nada trivial explicar el viaje de estas últimas hasta los polos. Los hielos se depositan en los polos mediante el siguiente mecanismo: tras el impacto de un cometa o un asteroide contra Mercurio los volátiles se dispersarían y resultarían ionizados por la acción de los rayos ultravioleta del Sol. Una vez ionizados serían capturados por la magnetosfera de Mercurio y seguirían las líneas de campo hasta los polos, donde se depositarían en las ‘trampas de frío’ de los cráteres con sombra permanente. El proceso cuenta con la ayuda inestimable de regiones donde las líneas de campo se concentran en la superficie (magnetospheric cusps), un fenómeno descubierto por la sonda MESSENGER.
Todo esto está muy bien, ¿pero y las sustancias orgánicas? Las teorías actuales apuntan a que no son originales, sino que se formarían in situ en el fondo de los cráteres mediante la acción de los iones energéticos atrapados en la magnetosfera del planeta (principalmente protones del viento solar), con una pequeña ayudita de los rayos cósmicos. Entre las moléculas orgánicas que se forman hay aldehidos, cetonas, alcoholes, aminas, ácidos orgánicos o cianatos. El resultado es que el polo norte de Mercurio podría ser la reserva de sustancias orgánicas complejas de mayor tamaño más cercana al Sol.
¿Y qué hay de la Luna? Los depósitos de hielo lunar, por el momento solo confirmados en el polo sur de nuestro satélite, son mucho más pequeños que los de Mercurio. ¿A qué se debe esta diferencia? Por un lado, la menor gravedad de la Luna vuelve más difícil la captura de volátiles procedentes del impacto de cometas. Por otro, las teorías más recientes apuntan a que la Luna ha sufrido uno o varios cambios en la inclinación de su eje desde su formación, por lo que los cráteres que actualmente están en sombra permanente no lo estaban durante los primeros tiempos de formación del sistema solar. Pero el factor más importante es la ausencia de un campo magnético que retenga los volátiles y los dirija hacia los polos. La carencia de una magnetosfera propia también explica que el hielo lunar no esté cubierto por sustancias orgánicas oscuras.
¿Y de cuánto hielo estamos hablando? Difícil saberlo, pero el límite superior podría rondar las tres billones de toneladas (3 x 1015 kg), una cantidad nada despreciable para tratarse del planeta más cercano al Sol (como comparación, en la Luna se cree que la cantidad de hielo sería mil veces menor). Y no solo se trata de hielo ‘sucio’, sino también de hielo fresco. Efectivamente, los datos de MESSENGER señalan que en el fondo de algunos cráteres, como es el caso de Prokofiev, hay zonas de hielo virgen expuestas al vacío.
El estudio de estos depósitos de hielos ricos en sustancias orgánicas es sin duda un objetivo muy interesante. Lamentablemente, la superficie de Mercurio es uno de los lugares del sistema solar más complicados de alcanzar en términos energéticos —a no ser que alguien resucite el proyecto ruso Merkury-P—, así que no vamos a ver ninguna sonda explorando la superficie de este planeta hasta dentro de varias décadas. Pero si alguna vez nos animamos a colonizar Mercurio, por lo menos sabemos que no nos faltará agua y oxígeno.
Estructura interna de Mercurio:
Mercurio es uno de los cuatro planetas sólidos o rocosos; es decir, tiene un cuerpo rocoso como la Tierra. Este planeta es el más pequeño de los cuatro, con un diámetro de 4879 km en el ecuador. Mercurio está formado aproximadamente por un 70 % de elementos metálicos y un 30 % de silicatos. La densidad de este planeta es la segunda más grande de todo el sistema solar, siendo su valor de 5430 kg/m³, solo un poco menor que la densidad de la Tierra. La densidad de Mercurio se puede usar para deducir los detalles de su estructura interna. Mientras la alta densidad de la Tierra se explica considerablemente por la compresión gravitacional, particularmente en el núcleo, Mercurio es mucho más pequeño y sus regiones interiores no están tan comprimidas. Por tanto, para explicar esta alta densidad, el núcleo debe ocupar gran parte del planeta y además ser rico enhierro, material con una alta densidad.3Los geólogos estiman que el núcleo de Mercurio ocupa un 42 % de su volumen total (el núcleo de la Tierra apenas ocupa un 17 %). Este núcleo estaría parcialmente fundido,4 5 lo que explicaría el campo magnético del planeta. Rodeando el núcleo existe un manto de unos 600 km de grosor. La creencia generalizada entre los expertos es que en los principios de Mercurio un cuerpo de varios kilómetros de diámetro (un planetesimal) impactó contra él deshaciendo la mayor parte del manto original, dando como resultado un manto relativamente delgado comparado con el gran núcleo.6 (Otras teorías alternativas se discuten en la sección Formación de Mercurio).
Imagen de la superficie de Mercurio en falso color obtenida por la Mariner 10. Los colores ponen en evidencia regiones de composición diferente, particularmente las planicies lisas nacidas de cuencas de lava (arriba a la izquierda, en naranja). La superficie de Mercurio, como la de la Luna, presenta numerosos impactos de meteoritos que oscilan entre unos metros hasta miles de kilómetros. Algunos de los cráteres son relativamente recientes, de algunos millones de años de edad, y se caracterizan por la presencia de un pico central. Parece ser que los cráteres más antiguos han tenido una erosión muy fuerte, posiblemente debida a los grandes cambios de temperatura que en un día normal oscilan entre 623 K (350 °C) por el día y 103 K (–170 °C) por la noche.
El estudio de la interacción de Mercurio con el viento solar ha puesto en evidencia la existencia de una magnetosfera en torno al planeta. El origen de este campo magnético no es conocido. En 2007 observaciones muy precisas realizadas desde la Tierra mediante radar, demostraron un bamboleo del eje de rotación compatible sólo con un núcleo del planeta parcialmente fundido.4 5 Un núcleo parcialmente fundido con materiales ferromagnéticos podría ser la causa de su campo magnético.
En Mercurio existe el fenómeno de los amaneceres dobles, donde el Sol sale, se detiene, se esconde nuevamente casi exactamente por donde salió y luego vuelve a salir para continuar su recorrido por el cielo; esto solo ocurre en algunos puntos de la superficie: por el mismo procedimiento, en el resto del planeta se observa que el Sol aparentemente se detenga en el cielo y realice un movimiento de giro. Esto se debe a que aproximadamente cuatro días antes del perihelio, la velocidad angular orbital de Mercurio iguala su velocidad angular rotatoria, lo que hace que el movimiento aparente del Sol cese; justo en el perihelio, la velocidad angular orbital de Mercurio excede la velocidad angular rotatoria. De esta forma se explica este movimiento aparente retrógrado del Sol. Cuatro días después del perihelio, el Sol vuelve a tomar un movimiento aparente normal pasando por estos puntos.
El avance del perihelio de Mercurio fue notado en el siglo XIX por la lenta precesión de la órbita del planeta alrededor del Sol, la cual no se explicaba completamente por las leyes de Newton ni por perturbaciones por planetas conocidos (trabajo muy notable del matemático francés Urbain Le Verrier). Se supuso entonces que otro planeta en una órbita más interior al Sol era el causante de estas perturbaciones (se consideraron otras teorías como un leve achatamiento de los polos solares). El éxito de la búsqueda de Neptuno a consecuencia de las perturbaciones orbitales de Urano hizo poner mucha fe a los astrónomos para esta hipótesis. Este planeta desconocido se le denominaría planeta Vulcano. Sin embargo, a comienzos del siglo XX, la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein explicaba la precesión observada, descartando al inexistente planeta (véase órbita planetaria relativista). El efecto es muy pequeño: el efecto de dicha relatividad en el avance del perihelio mercuriano excede en justo 42,98 arco segundos por siglo, tanto que necesita 12 millones de órbitas para exceder un turno completo. Similar, pero con efectos mucho menores, opera para otros planetas, siendo 8,52 arco segundos por siglo para Venus, 3,84 para la Tierra, 1,35 para Marte, y 10,05 para el asteroide Apolo (1566) Ícaro.
Durante muchos años se pensó que la misma cara de Mercurio miraba siempre hacia el Sol, de forma sincrónica, similar a como lo hace la Luna. No fue hasta 1965 cuando observaciones por radio (ver Observación con Grandes Telescopios) descubrieron una resonancia orbital de 2:3, rotando tres veces cada dos años mercurianos; la excentricidad de la órbita de Mercurio hace esta resonancia estable en el perihelio, cuando la marea solar es más fuerte, el Sol está todavía en el cielo de Mercurio. La razón por la que los astrónomos pensaban que Mercurio giraba de manera sincrónica era que siempre que el planeta estaba en mejor posición para su observación, mostraba la misma cara. Ya que Mercurio gira en un 3:2 de resonancia orbital, un día solar (la duración entre dos tránsitos meridianos del Sol) son unos 176 días terrestres. Un día sideral es de unos 58,6 días terrestres. Simulaciones orbitales indican que la excentricidad de la órbita de Mercurio varía caóticamente desde 0 (circular) a 0,47 a lo largo de millones de años. Esto da una idea para explicar la resonancia orbital mercurianas de 2:3, cuando lo más usual es 1:1, ya que esto es más razonable para un periodo con una excentricidad tan alta.
La magnitud aparente de Mercurio varía entre -2,0 (brillante como la estrella Sirio) y 5,5. La observación de Mercurio es complicada por su proximidad al Sol, perdido en el resplandor de la estrella madre durante un período muy grande. Mercurio solo se puede observar por un corto período durante el crepúsculo de la mañana o de la noche. El Telescopio Espacial Hubble no puede observar Mercurio del todo, ya que por procedimientos de seguridad se evita un enfoque tan cercano al Sol.
Como la Luna, Mercurio exhibe fases vistas desde la Tierra, siendo nueva en conjunción inferior y llena en conjunción superior. El planeta deja de ser invisible en ambas ocasiones por la virtud de este ascenso y ubicación acuerdo con el Sol en cada caso. La primera y última fase ocurre en máxima elongación este y oeste, respectivamente, cuando la separación de Mercurio del rango del Sol es de 18,5° en el periastro y 28,3 en el apoastro. En máxima elongación oeste, Mercurio se eleva antes que el Sol y en el este después que el Sol. Mercurio alcanza una conjunción inferior cada 116 días de media, pero este intervalo puede cambiar de 111 a 121 días por la excentricidad de la órbita del planeta. Este periodo demovimiento retrógrado visto desde la Tierra puede variar de 8 a 15 días en cualquier lado de la conjunción inferior. Esta larga variación de tiempo es consecuencia también de la elevada excentricidad orbital. Mercurio es más fácil de ver desde el hemisferio sur de la Tierra que desde el hemisferio norte; esto se debe a que la máxima elongación del oeste posible del Sol siempre ocurre cuando es otoño en el hemisferio sur, mientras que la máxima elongación del este ocurre cuando es invierno en el hemisferio norte. En ambos casos, el ángulo de Mercurio incide de manera máxima con la eclíptica, permitiendo elevarse varias horas antes que el Sol y no se pone hasta varias horas después del ocaso en los países situados en latitudes templadas del hemisferio sur, como Chile, Argentina y Nueva Zelanda. Por contraste, en las latitudes templadas del hemisferio norte, Mercurio nunca está por encima del horizonte en más o menos a media noche. Mercurio puede, como otros muchos planetas y estrellas brillantes, ser visto durante un eclipse solar.
El tránsito de Mercurio es el paso, observado desde la Tierra, de este planeta por delante del Sol. La alineación de estos tres astros (Sol, Mercurio y la Tierra) produce este particular efecto, sólo comparable con el tránsito de Venus. El hecho de que Mercurio esté en un plano diferente en la eclíptica que nuestro planeta (7° de diferencia) hace que sólo una vez cada varios años ocurra este fenómeno. Para que el tránsito se produzca, es necesario que la Tierra esté cerca de los nodos de la órbita. La Tierra atraviesa cada año la línea de los nodos de la órbita de Mercurio el 8-9 de mayo y el 10-11 de noviembre; si para esa fecha coincide una conjunción inferior habrá paso. Existe una cierta periodicidad en estos fenómenos aunque obedece a reglas complejas. Es claro que tiene que ser múltiplo del periodo sinódico. Mercurio suele transitar el disco solar un promedio de unas 13 veces al siglo en intervalos de 3, 7, 10 y 13 años.
Las primeras menciones conocidas de Mercurio, hechas por los sumerios, datan del tercer milenio a. C. Los babilonios (2000-500 a. C.) hicieron igualmente nuevas observaciones sobre el planeta, denominándolo como Nabu o Nebu, el mensajero de los dioses en su mitología. Los observadores de la Antigua Grecia llamaron al planeta de dos maneras: Apolo cuando era visible en el cielo de la mañana y Hermes cuando lo era al anochecer. Sin embargo, los astrónomos griegos se dieron cuenta que se referían al mismo cuerpo celeste, siendo Pitágoras el primero en proponer la idea.
Llegar hasta Mercurio desde la Tierra supone un significativo reto tecnológico, ya que la órbita del planeta está mucho más cerca que la terrestre del Sol. Una nave espacial con destino a Mercurio lanzada desde nuestro planeta deberá de recorrer unos 91 millones de kilómetros por los puntos de potencial gravitatorio del Sol. Comenzando desde la órbita terrestre a unos 30 km/s, el cambio de velocidad que la nave debe realizar para entrar en una órbita de transferencia, conocida como órbita de transferencia de Hohmann (en la que se usan dos impulsos del motor cohete) para pasar cerca de Mercurio es muy grande comparado con otras misiones planetarias. Además, para conseguir entrar en una órbita estable el vehículo espacial debe confiar plenamente en sus motores de propulsión, puesto que el Aerofrenado está descartado por la falta de atmósfera significativa en Mercurio. Un viaje a este planeta en realidad es más costoso en lo que a combustible se refiere por este hecho que hacia cualquier otro planeta del sistema solar.
La sonda Mariner 10 (1974-1975), o Mariner X, fue la primera nave en estudiar en profundidad el planeta Mercurio. Había visitado también Venus, utilizando la asistencia de trayectoria gravitacional de Venus para acelerar hacia el planeta. Realizó tres sobrevuelos a Mercurio; el primero a una distancia de 703 km del planeta, el segundo a 48.069 km, y el tercero a 327 km. Mariner tomó en total diez mil imágenes de gran parte de la superficie del planeta. La misión finalizó el 24 de marzo de 1975 cuando se quedó sin combustible y no podía mantener control de orientación.
MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging (Superficie de Mercurio, Entorno Espacial, Geoquímica y Extensión) es una sonda lanzada en agosto de 2004 para ponerse en órbita alrededor de Mercurio en marzo de 2011. Se esperaba que esta nave aumentara considerablemente el conocimiento científico sobre este planeta. Para ello, la nave había de orbitar Mercurio y hacer tres sobrevuelos –los días 14 de enero de 2008, 6 de octubre de 2008, y 29 de septiembre de 2009–. La misión estaba previsto que durase un año. El 18 de marzo de 2011 se produjo con éxito la inserción orbital de la sonda.
Es una misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y de la Agencia Japonesa de Exploración Espacial (JAXA), que consiste en dos módulos orbitantes u orbitadores que realizarán una completa exploración de Mercurio. El primero de los orbitadores será el encargado de fotografiar y analizar el planeta y el segundo investigará la magnetosfera. Su lanzamiento está previsto en julio de 2016, la llegada al planeta en enero de 2024, y el final de la misión para un año más tarde, con una posible extensión de un año más.
Mercurio fue sugerido como un posible blanco para la colonización espacial del Sistema Solar interior, junto con Marte, la Luna, y el Cinturón de Asteroides. Estas colonias estarían obligadas a permanecer en las regiones polares debido a las altas temperaturas que registra el planeta durante las horas del día, aunque incursiones en otras partes del planeta serían factibles utilizando equipos apropiados, traspasando el terminador ligeramente cuyas características se aproximarían a las polares o durante la noche.
Similitud con la Luna
Como la Luna, Mercurio no tiene una atmósfera significativa, está relativamente cercano al Sol, realiza revoluciones lentas con una pequeña inclinación de su eje. Por esta similitud, varios creen que la colonización de Mercurio podría ser llevada a cabo con la misma tecnología y equipamiento necesarios para la colonización de la Luna.
Imagen radar del polo norte de Mercurio. A pesar de su cercanía al Sol, la existencia de depósitos de hielo en las áreas polares de Mercurio es una teoría, lo que los convertiría en la mejor elección para un asentamiento humano. Las áreas polares además no sufrirían la extrema variación de la temperatura entre el día y la noche, a la cual está expuesta el resto de la superficie de Mercurio.
La nave Messenger de la NASA acaba de revelar que agua en forma de hielo podría subsistir en el fondo de profundos cráteres en los polos de Mercurio, un planeta que ha significado para los científicos un enigma no sólo por su cercanía al Sol, sino también por la dificultad que supone su observación.
El agua helada estaría protegida de los rayos abrasadores del Sol, en el interior de cráteres a los que no llega la luz solar. Mercurio es el planeta más cercano al Sol, donde las temperaturas pueden llegar a los 400 grados centígrados.
Luego que los científicos se preguntaran si los depósitos brillantes vistos en exploraciones mediante radar podrían ser agua helada, las imágenes de la sonda muestran que tales depósitos cercanos a los polos están relacionados con cráteres en sombra permanente, lo que apoya la posibilidad de que se trate de hielo.
«Nunca antes dispusimos de imágenes capaces de ver las cartacerísticas de las zonas donde se encuentran estos depósitos brillantes», comenta Nancy L. Chabot, científica de esta misión en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
Sin embargo, estos hallazgos no son la prueba definitiva de que los depósitos sean de hielo de agua, puesto que se han encontrado en algunos cráteres que son más calientes, y requerirían una capa de aislamiento.
Mediciones de Messenger también han revelado que el planeta, el cual se cree muerto desde hace miles de millones de años, tuvo un pasado volcánico violento. De hecho, los cráteres en la superficie se han inclinado con el paso del tiempo debido a la actividad bajo la superficie, lo cual sugiere que los procesos en el planeta han deformado el terreno después de que se formaran los cráteres.
Esto lleva a pensar a los científicos de la NASA que la corteza y el manto que rodean el núcleo de Mercurio podrían ser tan delgados como la cáscara en una naranja, es decir un núcleo de hierro excepcionalmente grande cubierto por una capa sólida de sulfuro de hierro, otra capa externa delgada de silicatos y una corteza.
Otra nave hace maletas
Por lo pronto, otra sonda espacial se prepara para acercarse a ese planeta. La Agencia Espacial Europea trabaja en una misión conjunta con la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), denominada BepiColombo, que será lanzada en 2015.
La nave no aterrizará en Mercurio, y constará de tres componentes: el Módulo de Transferencia de Mercurio (MTM) y el Orbitador MPO, construidos por la ESA, y el Orbitador de la magnetosfera de Mercurio (MMO), construido por JAXA con participación de ESA, que serán lanzados juntos en un cohete Ariane 5.
La sonda tardará seis años en llegar al planeta, propulsada con energía solar-eléctrica y con la ayuda de la gravedad de la Luna, la Tierra, Venus y la captura gravitatoria final de Mercurio. Al llegar a la órbita mercuriana, la nave tendrá un año de vida científica.
El orbitador MPO estará equipado con once instrumentos científicos proporcionados por varios países europeos, incluyendo cámaras de luz visible, un altímetro láser y un espectrómetro de imágenes de rayos-X. Rusia proporcionará un espectrómetro de rayos gamma y neutrones. Su objetivo será escudriñar toda la superficie en diferentes longitudes de onda y confirmar la existencia de agua helada en los cráteres polares que están permanentemente en sombra.
También se espera que proporcione más información sobre los planetas extrasolares y la formación de nuestro propio Sistema Solar.
Energía Solar
Al ser el planeta más cercano al Sol, Mercurio tiene una vasta cantidad de los recursos energéticos del Sol. El Sol desde Mercurio es 11 veces más brillante que desde la Tierra, su constante solar es de 9.13 kW/m², 6.5 veces la de la Tierra o la Luna. Debido a que la inclinación de su eje de rotación relativo a su órbita es tan baja (aproximadamente 0.01 grados), existe la posibilidad de que existan los denominados picos de luz eterna, similares a aquellos presentes en la Luna. Los puntos altos localizados en los polos del planeta están irradiados continuamente por el Sol. Incluso, aunque no existieran, se podrían construir en torres, o estaciones de recolección situadas alrededor de un polo que podrían ser conectadas en un anillo, asegurando así suministro de energía de modo continuo.
Existen predicciones que indican que el suelo de Mercurio puede contener grandes cantidades de Helio-3, que podrían convertirse en una importante fuente de energía limpia en la Tierra, y conductor de la futura economía del Sistema Solar. También, podría haber minerales disponibles para ser extraídos, tal vez para construir estaciones espaciales en una órbita baja en torno al Sol que servirían como establecimientos para actividades con gran intensidad de energía.
Mercurio es más grande que la Luna (con un diámetro de 4879 km contra 3476 km) y tiene una densidad mayor debido a la gran presencia de hierro. Como resultado, la gravedad en la superficie de Mercurio es de 0.377 g, más del doble que la lunar, de 0.1654 g, y similar a la gravedad en la superficie de Marte. Debido a que hay evidencia de problemas de salud relacionados con la exposición prolongada a la baja gravedad, Mercurio puede ser más atractivo que la Luna para ser habitado a largo plazo.
La falta de una atmósfera importante, proximidad al Sol, un largo día solar (176 días terrestres) conducen a importantes retos para cualquier futuro asentamiento humano. Fuera de la posibilidad de la existencia de hielo en los polos, es poco probable que los elementos necesarios para la vida existan en el planeta. Todos deberían ser importados. La escasa distancia de Mercurio al Sol hace que la atracción ejercida por el Sol sea mayor, requiriendo un mayor cambio de velocidad que el requerido por otros planetas para viajar hacia y desde Mercurio. Órbitas de asistencia gravitatoria usando a Venus se usaron en el pasado para alcanzar Mercurio.
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