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COME È FATTO L'UNIVERSO

Mercurio

Mercurio

Che brutto posto! 
Appena posso ritorno a casa,
perchè di giorno si fonde di caldo e di notte fa freddissimo!
Pensa che prima camminavo guardando il Sole, che qui è veramente grande,
e mi sono inciampato cadendo in un cratere e non riuscivo più ad uscire. 
Mi sono proprio stufato!


Il pianeta più vicino al Sole

Mercurio, il primo dei pianeti
ricerca svolta dagli allievi della 1^D del Liceo Scientifico Peano di Cuneo - anno 2012
a cura di Sarale Nicola - Baruffaldi Giorgio - Ferreri Andrea
Mercurio è il primo pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole ed il più piccolo in dimensioni, con un diametro inferiore alla metà di quello terrestre.
Dimensioni di Mercurio
  • Massa (kg) 3,30 x 10 alla 23
  • Diametro medio (sferico; km) 4.880
  • Raggio medio (km) 2.440
  • Raggio equatoriale (km) 2.440
  • Raggio del nucleo (km) ~1.600
  • Volume (km3) 6,085 x 10 alla 10
  • Densità media (kg/m3) 5.427
La vicinanza al Sole e la veloce rotazione del pianeta
  • Mercurio è il pianeta più interno del sistema solare, con una distanza media dal Sole di 57,91 milioni di km e una distanza minima di 45,9 (infatti un astronauta su di esso vedrebbe la nostra stella 7 volte più luminosa).
  • A causa della grande vicinanza al Sole, i suoi periodi di rotazione e rivoluzione sono fortemente sincronizzati: il pianeta ruota su sé stesso in 58,65 giorni terrestri, pari a esattamente 2/3 del periodo di rivoluzione (circa 88 giorni terrestri). Mercurio compie cioè due rivoluzioni attorno al sole ogni tre rotazioni attorno al proprio asse. In questo modo fra due passaggi successivi del Sole nella stessa posizione nel cielo mercuriano intercorrono 176 giorni terrestri.
  • 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.
La superficie di Mercurio
  • Similmente alla Luna, il suolo di Mercurio è craterizzato da solchi 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.
  • I crateri di Mercurio
    Si esclude la presenza sul pianeta di placche tettoniche.

    Rispetto alla Luna, i crateri secondari (prodotti dai massi scagliati in aria in seguito a un impatto meteorico) si trovano più vicini ai crateri primari (prodotti direttamente dall'impatto) a causa della maggiore intensità del campo gravitazionale. Si può dunque supporre che esistano oggigiorno terreni costituiti da crosta originaria, non ancora ricoperti dai detriti prodotti dagli urti.

  • Le scarpate di Mercurio
    Sulla superficie di Mercurio si possono trovare enormi scarpate, alcune lunghe centinaia di km e profonde fino a 3 km, presumibilmente formatesi in seguito ad una lenta ma progressiva compressione del pianeta, la cui superficie è diminuita dello 0.1% (corrispondente a una contrazione del raggio di 1 km) da quando il pianeta si è costituito a causa del raffreddamento.
  • Le pianure su Mercurio
    Agli scoscendimenti e ai territori craterizzati si contrappongono vaste regioni pianeggianti, forse dovute ad un'antica attività vulcanica o al rideposito di massi sollevati in seguito agli impatti meteorici. Negli anni novanta da un riesame dei dati rilevati dal Mariner 10 è peraltro emersa la possibilità che Mercurio sia stato soggetto ad attività vulcanica recente.
Il nucleo di Mercurio
  • La presenza in superficie di una gran quantità di crateri da impatto denota l'assenza di attività geologica da diversi miliardi di anni.
  • La densità media del pianeta è molto elevata (seconda solo a quella della Terra) e si suppone, in Mercurio, l'esistenza di un nucleo di nichel e ferro che si estende per 7/10 del suo raggio (con un raggio quindi di circa 1800 km). È il pianeta più "denso" di tutto il Sistema Solare anche se possiede solo il 5% della massa della Terra.

Lo strato esterno

È composto da silicati (analogo a quello terrestre) risulta invece di soli 500 km di spessore; questo perché il raffreddamento del nucleo provocò la contrazione della sua superficie, ma provocò la formazione di grandi creste superficiali alcune alte più di 4000 metri e lunghe centinaia di km chiamate "scarpate lobate".


Il campo magnetico

  • Non attrae, non respinge. Come mai? Gli scienziati se lo domandano dal 1974, da quando la sonda Mariner 10 della NASA, passandogli accanto, rivelò per la prima volta l'inconsistenza del suo campo magnetico. Il suo bollente cuore di ferro, agendo come una dinamo, dovrebbe garantirgli forze magnetiche d'intensità invidiabile. Esattamente come accade all'interno della Terra, unico altro pianeta roccioso del Sistema solare a possedere un campo magnetico. Eppure le misurazioni dicono che non è così. Le più recenti, effettuate nei mesi scorsi dai rivelatori a bordo della sonda NASA Messenger, mostrano un'intensità addirittura 30 volte inferiore a quella attesa.
  • Responsabile di questo rovinoso calo del magnetismo, svelano ora i risultati di una serie di simulazioni numeriche messe a punto da un team di ricercatori potrebbe essere il vento solare. Il vento solare – quel flusso incessante di particelle cariche emesse senza sosta dalla bollente superficie della nostra stella – è in grado di annullare il campo magnetico generato dal vorticare del metallo fuso nel nucleo esterno del pianeta. Come se l'interazione tra le forze della magnetosfera e quelle della dinamo interna del pianeta si eclissassero a vicenda.
Atmosfera sul pianeta

Per via della sua bassa attrazione gravitazionale Mercurio è sprovvisto di una vera e propria atmosfera come quella terrestre, fatta eccezione per esili tracce di gas probabilmente frutto dell'influenza del vento solare con la superficie del pianeta. Tra i pochi gas presenti possiamo trovare : 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%).

Calore su Mercurio


A causa dell'assenza di un meccanismo di distribuzione del calore ricevuto dal Sole e della sua rotazione molto 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 600K (700°K nelle zone equatoriali), quello in ombra scende spesso fino a 90K.

L'esplorazione di Mercurio

Paragonato agli altri pianeti del Sistema solare interno, Mercurio è difficile da esplorare: sia perché è difficile da raggiungere, sia a causa del calore (dovuto alla vicinanza dal Sole) che rischia di danneggiare le sonde; nonostante tutto essa è avvenuta nella storia per mezzo di sonde spaziali semiautomatiche. Ad oggi solo due sonde, entrambe della NASA, hanno compiuto osservazioni ravvicinate di Mercurio, la Mariner 10, nel 1974-1975, e MESSENGER lanciata nel 2004, che è entrata in orbita attorno al pianeta il 18 marzo 2011, dopo averlo sorvolato tre volte nel biennio 2008-2009.
Per il futuro l'ESA e la JAXA programmano di lanciare nell'agosto 2015 una missione congiunta, denominata BepiColombo.

La sonda Messenger
  • La fine della missione della sonda Messenger
    La missione primaria di MESSENGER è terminata il 17 Marzo 2012 e la NASA ha già fatto sapere che estenderà di un anno la vita operativa della sonda.
  • La missione estesa della sonda Messenger
    La missione estesa è stata progettata per rispondere alle seguenti sei domande, ognuna delle quali è emersa recentemente come risultato del primo anno di osservazioni. Eccole:
    - Quali sono le fonti delle sostanze volatili in superficie su Mercurio?
    - Fino a quando vi è stato il vulcanismo nella storia di Mercurio?
    - Come è cambiata nel tempo la topografia di Mercurio?
    - Qual è l'origine delle regioni localizzate a maggiore densità esosferica su Mercurio?
    - Come il ciclo solare influenza l'esosfera di Mercurio ed il trasporto delle sostanze volatili?
    - Qual è l'origine degli elettroni energetici di Mercurio?
  • Le scoperte della sonda Messenger
    La sonda MESSENGER della NASA ha completato la sua missione primaria di un anno in orbita intorno a Mercurio registrando fotografie e altri dati riguardanti il nucleo del pianeta, la sua topografia e il misterioso materiale che appare luminoso al radar, come riferito in un articolo apparso online su "Science Express".
    Oltre a ciò, la sua composizione appare assai più complessa rispetto a quella della Terra: sia la parte solida più esterna sia quella interna liquida sono più ricche di ferro rispetto alla composizione media dell'intero pianeta. Proprio questa disomogeneità influenzerebbe, secondo i ricercatori, le modalità con cui si origina il suo campo magnetico. Ma anche l'abbondanza di elementi più leggeri è ben al di là di quanto si immaginava.
    Sempre grazie alla sonda si è scoperto che sulla superficie del pianeta si trova zolfo in abbondanza, ma poco ferro; questo ha portato a formulare l'ipotesi dell'esistenza di un mantello a due strati, con quello più profondo formato appunto da solfuro di ferro.
    Infine la presenza di aree chiare nelle rilevazioni radar in zone che appaiono costantemente in ombra è coerente con l'ipotesi della presenza di ghiaccio, che andrà tuttavia verificata ulteriormente. La conduzione di più approfondite rilevazioni strumentali sarà l'obiettivo delle prossime fasi della missione.
CURIOSITA’
L'acqua su Mercurio

Il pianeta è così caldo che nelle zone più illuminate la sua temperatura scioglierebbe il piombo. Tuttavia secondo gli scienziati del team di MESSENGER, sul pianeta ci potrebbero essere zone perennemente in ombra in cui trovare acqua allo stato solido (ghiacciata). L’antefatto di questa storia è che nell’ormai lontano 1991 gli scienziati avevano notato che certe zone opache e scure alla luce visibile (nell’area del polo nord del pianeta) “brillavano” ai radar. L’acqua (il ghiaccio) si comporterebbe proprio così, ma questa prova non è sufficiente. Ora però sono usciti due studi che sostengono l’ipotesi, anche se ancora non dicono l’ultima parola sulla questione .
Sono stati effettuati 2 studi per provarne la presenza:

  • Nel primo grazie a particolari strumenti a bordo della sonda sono state create delle mappe della zona in 3D. Facendola poi ruotare sotto luce solare simulate effettivamente alcune aree restavano sempre in ombra e corrispondevano esattamente ai crateri “brillanti” al radar.
  • Il secondo studio ha fatto una ricognizione degli ultimi sei mesi di fotografie della zona, trovando che effettivamente i crateri brillanti in tutte le foto risultavano in ombra alla luce visibile.

Non è detta l’ultima parola però, si tratta infatti di conferme indirette dell’ipotesi e come sottolineano gli scienziati altre sostanze potrebbero restare scure alla luce visibile ma brillare al radar, una di queste è l’anidride solforosa. Il prossimo passo sarà misurare l’abbondanza di idrogeno sul pianeta: nel Sistema Solare infatti la più probabile fonte di idrogeno è proprio l’acqua.

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