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Astronomia no Zênite
Sistema Solar

Desvendando a órbita de Mercúrio

A órbita de Mercúrio é uma elipse bastante excêntrica, levando o planeta tão perto do Sol quanto 47 milhões de quilômetros e tão longe quanto 70 milhões de quilômetros. Ele viaja em torno do Sol a quase 47 km/s, mais rápido do que qualquer outro planeta do Sistema Solar.

Rápido em torno do Sol, lento em torno de si mesmo. Antes se pensava que Mercúrio estava preso ao Sol, de tal modo que seu período de rotação correspondia ao período orbital.

Isso significaria que um mesmo lado do planeta sempre estaria apontado para o astro-rei, garantindo assim que um hemisfério permaneceria ensolarado (e absurdamente quente) enquanto o outro estaria envolto numa noite eterna (e um frio devastador).


3D  Use o mouse para girar ou dar zoom em Mercúrio

Então se descobriu que, na verdade, o planeta tem um período de rotação de 1407,6 horas (ou 58,65 dias da Terra).

Isso em comparação com seu período orbital de 88 dias terrestres significa que Mercúrio tem uma ressonância 3:2 (rotação/revolução). Ou seja, o planeta completa três rotações (3 dias de Mercúrio) para cada duas órbitas em torno do Sol (dois anos de Mercúrio).

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A órbita de Mercúrio em vídeo

O vídeo a seguir nos fornece uma demonstração visual da órbita de Mercúrio. Há uma breve pausa quando o planeta completa meia rotação, sendo possível comparar o que acontece com a Terra no mesmo período de tempo.

Quando Mercúrio finalmente faz um giro completo em torno de si mesmo, a animação faz outra pausa para percebermos que já se passou mais da metade de sua órbita em torno do Sol. Mercúrio completa uma rotação e meia no tempo que leva para dar uma volta ao redor do Sol. Ao fazer isso de novo terão se passado, portanto, três dias e dois anos.

Trânsitos raros

Quando Mercúrio está em conjunção inferior (isso acontece em média uma vez a cada 116 dias) e ao mesmo tempo está perto de um dos nodos orbitais (os pontos de intersecção entre a órbita de Mercúrio e a eclíptica), ele passará na frente do disco solar, visto da Terra: o que chamamos de trânsito.

O plano orbital de Mercúrio é inclinado em um ângulo de 7° em relação ao plano da eclíptica e as duas condições – que Mercúrio está simultaneamente em conjunção inferior e passando por um nodo orbital – nem sempre são satisfeitas. Os trânsitos de Mercúrio são, portanto, eventos raros.

Trânsitos de MercúrioOs trânsitos de Mercúrio (e também de Vênus) estão entre os eventos mais raros da Astronomia planetária.

Em média, há 13 trânsitos de Mercúrio a cada século, ou seja, cerca de um a cada 7 anos e meio. Só que eles não acontecem em intervalos regulares, mas em intervalos de 13, 7, 10 e 3 anos.

A cada ano, a Terra passa pela linha de nodos de Mercúrio por volta dos dias 7 de maio e 9 de novembro. Assim, os trânsitos de Mercúrio só podem ocorrer por volta dessas datas.

O eixo de rotação é inclinado apenas 2 graus em relação ao plano da órbita de Mercúrio ao redor do sol. Isso significa que ele gira quase perfeitamente na posição vertical e, portanto, não experimenta estações como em outros planetas.

Precessão do periélio

A órbita de Mercúrio também não se comporta de acordo com as previsões das Leis do Movimento de Newton. Ela sofre precessão apsidal (também chamada precessão do periélio), ou seja, sua própria órbita está em rotação.

E embora todas as órbitas planetárias sofram precessão, as Leis de Newton preveem esses efeitos, que ocorrem devido à influência gravitacional dos outros planetas.

O problema com Mercúrio é que mesmo depois de considerar tais efeitos secundários, os cientistas eram incapazes de prever corretamente seu comportamento.

Precessão apsidal
Toda órbita elíptica gira gradualmente ao longo do tempo: é a precessão apsidal. Fonte: Wikipedia.

No passado, essa discrepância foi atribuída a um planeta ainda desconhecido, chamado Vulcano. Ou, alternativamente, a um campo de poeira entre o Sol e Mercúrio que na ocasião não podia ser observado da Terra.

A solução veio com a Relatividade Geral de Einstein, que prevê que uma massa deforma o tecido do espaço-tempo ao seu redor. E quanto mais massa, maior será a extensão dessa deformação. Isso solucionou o enigma da órbita de Mercúrio sem as suposições de um planeta desconhecido ou um campo de matéria invisível. Artigo de Astronomia no Zênite

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Rotas espaciais
O trânsito de Mercúrio e o tamanho do Sistema Solar
NASA Solar System Exploration: Mercury 

Referências (fontes consultadas)
• Mercury. NASA Science. Solar System Exploration. Disponível em <https://solarsystem.nasa.gov/planets/mercury/in-depth/>. Acesso em 10 jan 2021.
• The Orbit of Mercury. How Long is a Year on Mercury? Universe Today, 2017. Disponível em <https://www.universetoday.com/14334/how-long-is-a-year-on-mercury-1/>. Acesso em 10 jan 2021.
• Mercury’s Orbit and Visibility. ESO, 2003. Disponível em <https://www.eso.org/public/outreach/eduoff/vt-2004/mt-2003/mt-mercury-orbit.html>. Acesso em 10 jan 2021.
Créditos: Costa, J.R.V. Desvendando a órbita de Mercúrio. Astronomia no Zênite, 23 jan. 2021. Disponível em: <https://www.zenite.nu/desvendando-a-orbita-de-mercurio>. Acesso em: 25 out. 2021.
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