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Astronomia no Zênite
Sistema Solar

Um dia em Mercúrio

Prepare-se para um longo dia. Longo e exótico. Um dia em Mercúrio é muito diferente de um dia típico da Terra. O planeta mais próximo do Sol leva um tempo equivalente a quase 88 dias terrestres (87,969 x 24 horas) para dar uma volta em torno do astro-rei. É o ano de Mercúrio.

Só que esse planeta demora quase 60 dias terrestres (58,646 x 24 horas) para completar uma volta em torno de si mesmo – o dia de Mercúrio.

Faça as contas: esse planeta completa três rotações (3 dias de Mercúrio) para cada duas órbitas que completa em torno do Sol (2 anos de Mercúrio). Dois anos em Mercúrio têm apenas três dias! Chamamos isso de ressonância 3:2 (rotação/revolução ou spin/orbit).

Mas, espere, pode ficar mais estranho ainda!

Dois anos em Mercúrio
MERCÚRIO: Em três dias se passaram dois anos.

Por causa da ressonância 3:2, você teria luz solar em Mercúrio por 88 dias terrestres inteiros – direto. E depois, uma noite escura por mais 88 vezes 24 horas. Ou seja, o tempo entre o nascer e o pôr do Sol em Mercúrio é de cerca de 176 dias da Terra – quase 6 meses!

No vídeo a seguir você pode visualizar um dia mercuriano em apenas alguns segundos. E como se não bastasse a superfície do planeta esquentar tanto sob um sol tão perto, quando nos aproximamos do meio-dia ele ainda “dá uma paradinha”, como se quisesse lembrar “quem manda por aqui”!

Há muita coisa acontecendo neste vídeo. Na parte superior você vê o Sol viajando pela paisagem de Mercúrio. Observe as informações mostradas no canto inferior esquerdo para acompanhar o andamento desse movimento (rotações e tempo decorrido).

Sua localização em Mercúrio é mostrada no canto inferior direito (“You are standing here”, você esta parado aqui, numa tradução livre).

Uma animação mostrando a posição orbital do planeta em relação ao Sol também aparece na parte de baixo. Você ainda pode acompanhar a variação de temperatura na superfície ao longo do dia no termômetro (“Surface Temp”).

Mais um dia em Mercúrio

Um vídeo é interessante, mas pode não ser suficiente para entender realmente o que está acontecendo. Vamos, então, para alguma coisa mais interativa.

A animação abaixo mostra a órbita de Mercúrio em seu formato elíptico correto, mas o planeta e o Sol não estão em escala. O lado de Mercúrio pintado de vermelho é aquele que está voltado para o Sol (dia), enquanto no oposto é noite.

Note os dois pontos, rosa e verde, posicionados sobre superfície de Mercúrio. O ponto verde está 90º à Oeste do rosa – praticamente o mesmo afastamento entre São Paulo ou Rio de Janeiro de algum lugar no centro da Austrália. No pequeno quadrado acima e à direita da órbita os pontos ficarão “fixos”, de tal forma a permitir visualizar melhor a alternância entre dia e noite. Uma linha tracejada conecta o centro de Mercúrio ao Sol, o que será útil para perceber a lenta rotação do planeta.

t = 716.9 dias = 8.15 Porb

CANVAS NÃO SUPORTADO NESTE NAVEGADOR!

Velocidade:
0.5×    1×     1.5×    2×     2.5×     3×

  

Ao clicar no botão “Play” a mágica começa. Enquanto se desloca em torno do Sol e gira em volta de si mesmo, podemos ver que um observador que esteja no ponto rosa verá o Sol estacionar no céu por volta do meio-dia, enquanto um observador no ponto verde verá o Sol dar uma parada durante o nascer e o pôr do Sol.

A qualquer momento é possível pausar a animação, retomá-la de onde parou (“Resume”) ou reiniciar (“Replay”).

Explica melhor…

A animação começa em t = 0 quando Mercúrio está no afélio. Vamos primeiro nos concentrar no observador no ponto rosa. Embora velocidade de rotação de Mercúrio seja constante, sua velocidade orbital (ao redor do Sol) varia. 

No afélio, essa velocidade é mínima e esse observador vê o Sol nascendo. Conforme Mercúrio vai se aproximando do Sol, sua velocidade aumenta e o Sol parece se mover mais devagar no céu desse planeta.

Este observador no ponto rosa tem o Sol bem acima de sua cabeça ao meio-dia, por volta de t ≈ 30 dias (14 dias antes de Mercúrio passar no periélio). O Sol vai permanecer quase estacionário no céu de Mercúrio entre t ≈ 30 dias e t ≈ 58 dias (14 dias após o periélio).

No periélio, a velocidade angular orbital de Mercúrio é ligeiramente maior do que a velocidade angular de rotação. Assim, o Sol parece mover-se para o Leste em relação ao horizonte.

Há, portanto, um momento em que o Sol se desloca para trás, no céu de Mercúrio! O movimento é no sentido horário na maior parte do tempo, mas acontece uma inversão sutil quando Mercúrio está perto do periélio.

Esse movimento do Sol para trás pode ser visto mais claramente na próxima animação, que apenas inverte o que a anterior mostra (agora a órbita é reduzida para dar mais destaque a alternância entre dia e noite).

t = 0.0 dias = 0.00 Porb

CANVAS NÃO SUPORTADO NESTE NAVEGADOR!

Velocidade
0.5×    1×     1.5×     2×     2.5×     3×

  

O outro observador

Em t = 0, o Sol está diretamente abaixo do observador no ponto verde (é meia-noite para ele). O nascer do Sol acontece no momento em que a borda superior do Sol toca o horizonte. Em Mercúrio, isso vai acontecer 8,8 dias antes do planeta atingir seu periélio.

Cerca de 4 dias antes, a borda inferior do Sol ainda está abaixo do horizonte, mas o Sol se move para Leste no céu e agora está se pondo! Quatro dias depois do periélio, a borda superior do Sol finalmente está acima do horizonte e o Sol começa a se mover para Oeste, nascendo novamente. A borda inferior do Sol se eleva acima do horizonte 8,8 dias após o periélio.

Para este observador, todo o nascer do Sol dura um tempo equivalente a mais de 17 dias da Terra (17,6 dias). Outros observadores mais a Oeste do ponto verde vão ver primeiro o Sol nascer, e depois se pôr e nascer novamente quando Mercúrio se afastar do periélio.

Pelos próximos 70 dias terrestres, o observador no ponto verde vê o Sol acima do horizonte. O Sol começa a se pôr 8,8 dias antes do próximo periélio, quando a borda inferior do Sol tocar o horizonte. Ali o pôr do Sol vai demorar, novamente, um pouco mais que 17 dos nossos dias.

Continue aprendendo!

Por aqui as coisas não menos complicadas. A Terra não gira uma vez e meia por ano em torno de si mesma. É muito mais rápido: cerca de 365 giros anuais. É por isso que o intervalo de tempo entre dois meios-dias sucessivos não são 176 dias, como em Mercúrio, mas apenas 24 horas. Mas não por isso o Sol nasce e se põe todos os dias. Existem lugares aqui mesmo em que ele passa meses sem nascer ─ ou sem se pôr. Mas isso é uma outra história… Artigo de Astronomia no Zênite

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Rotas espaciais
Mercúrio em números
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. Um dia em Mercúrio. Astronomia no Zênite, 2 fev. 2021. Disponível em: <https://www.zenite.nu/um-dia-em-mercurio>. Acesso em: 25 set. 2021.
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