Mercurio è il primo pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole e il più interno del nostro sistema planetario. È il più piccolo e la sua orbita è anche la più eccentrica, ovvero la meno circolare, degli otto pianetiPlutone è stato considerato un pianeta fin dalla sua scoperta (nel 1930) al 2006, successivamente è stato classificato come pianeta nano. Plutone è anche più piccolo di Mercurio, ma è stato considerato essere più grande fino al 1976.. Mercurio orbita in senso diretto (in senso antiorario, come molti altri pianeti del sistema solare) a una distanza media di dal Sole con un periodo di rivoluzione di 87,969 giorni terrestri. Mercurio è anche in risonanza orbitale-rotazionale: completa tre rotazioni intorno al proprio asse ogni due orbite attorno al Sole.
L'eccentricità orbitale è abbastanza elevata e vale 0,205, ben 15 volte quella della Terra. Dalla superficie di Mercurio, il Sole ha un diametro apparente medio di 1,4°, circa 2,8 volte quello visibile dalla Terra, e arriva a 1,8° durante il passaggio al perielio. Il rapporto fra la radiazione solare al perielio e quella all'afelio è 2,3. Per la Terra questo rapporto vale 1,07. La superficie di Mercurio sperimenta la maggiore escursione termica tra tutti i pianeti, con temperature che nelle regioni equatoriali vanno da della notte a del dì; le regioni polari invece sono costantemente inferiori a . Ciò è dovuto all'assenza dell'atmosfera che, se presente, svolgerebbe un ruolo nella ridistribuzione del calore. La superficie fortemente craterizzata indica che Mercurio è geologicamente inattivo da miliardi di anni.
Conosciuto sin dal tempo dei Sumeri, il suo nome è tratto dalla mitologia romana. Il pianeta è stato associato a Mercurio, messaggero degli dèi, probabilmente a causa della rapidità del suo movimento nel cielo. Il suo simbolo astronomico è una versione stilizzata del caduceo del dio..
Osservazione
Trattandosi di un pianeta interno rispetto alla Terra, Mercurio appare sempre molto vicino al Sole (la sua elongazione massima è di 27,8°), al punto che i telescopi terrestri possono osservarlo raramente. La sua magnitudine apparente oscilla tra e +7,2 a seconda della sua posizione rispetto alla Terra e al Sole.
Durante il giorno la luminosità solare impedisce ogni osservazione e l'osservazione diretta è possibile solamente subito dopo il tramonto, sull'orizzonte a ovest, o poco prima dell'alba verso est, oppure eccezionalmente in occasione delle eclissi totali. Inoltre l'estrema brevità del suo moto di rivoluzione ne permette l'osservazione solamente per pochi giorni consecutivi, dopo di che il pianeta è inosservabile dalla Terra. Per evitare danni agli strumenti il telescopio spaziale Hubble non viene mai utilizzato per riprendere immagini del pianeta.
Mercurio è visibile solitamente per sei periodi l'anno, con tre apparizioni la mattina prima dell'alba e tre la sera immediatamente dopo il tramonto. A causa dell'inclinazione dell'eclittica sull'orizzonte, i periodi migliori per l'osservazione sono dopo il tramonto attorno all'equinozio di primavera per l'emisfero boreale e prima dell'alba attorno all'equinozio di autunno per l'emisfero australe.
I transiti di Mercurio osservati dalla Terra sono molto più frequenti dei transiti di Venere, grazie alla ridotta distanza dal Sole e alla maggiore velocità orbitale: ne avvengono circa tredici ogni secolo. Sin dai tempi antichi il transito fornisce un'ottima occasione per condurre studi scientifici. Nel 1600 i transiti di Mercurio vennero usati per stimare la dimensione del pianeta e per calcolare la distanza tra Terra e Sole, allora sconosciuta. In epoca moderna i transiti sono usati per analizzare dalla Terra la composizione della tenue atmosfera e come valido elemento di confronto per i metodi di individuazione di pianeti extrasolari.
Come nel caso della Luna e di Venere, anche per Mercurio dalla Terra è visibile un ciclo delle fasi, sebbene sia abbastanza difficile osservarlo con strumenti amatoriali.
Storia delle osservazioni Popoli antichi Le osservazioni più antiche del pianeta di cui si ha traccia storica sono riportate nelle tavole MUL.APIN, eseguite probabilmente da astronomi assiri intorno al XIV secolo a.C. Il nome utilizzato per designare Mercurio in questi testi, redatti in scrittura cuneiforme, è trascritto come Udu. Idim. Gu\u4.Ud ("il pianeta saltellante"). Le registrazioni babilonesi risalgono al I millennio a.C. I Babilonesi chiamarono il pianeta Nabu (o Nebo), dio della scrittura e della saggezza nella loro mitologia.
Gli Egizi e i Greci assegnarono a Mercurio, come anche a Venere, due nomi: uno come stella del mattino, l'altro come stella della sera.. Per gli Egizi alle due apparizioni corrispondevano rispettivamente Seth, un dio nefasto che veniva scacciato dalla luce accecante del Sole nascente, e Horus, un dio benigno associato alla figura del faraone e dello Stato. Invece nella tradizione greca sono rintracciabili due coppie di nomi per Mercurio. La più antica, attestata nell'epoca di Esiodo (fine dell'VIII, inizio del VII secolo a.C.), consisteva in Στίλβων (Stilbon, "il brillante"), come stella del mattino, e Ἑρμάων (Hermaon), come stella della sera.. Successivamente queste denominazioni furono sostituite rispettivamente da Apollo e Hermes. Alcune fonti attribuiscono a Pitagora (intorno al 500 a.C.) la comprensione del fatto che si trattasse di un unico pianetaA Pitagora è frequentemente attribuita l'identificazione delle stella del mattino, Phosphorous, e della stella della sera, Hesperus, con il pianeta Venere., altre invece propendono per un periodo più tardo, intorno al 350 a.C. I Romani chiamarono il pianeta Mercurio in onore del messaggero alato degli dei, il dio romano del commercio e dei viaggi corrispondente al greco Hermes. Probabilmente il pianeta ricevette questi nomi a causa del suo rapido moto attraverso il cielo, più veloce di quello di tutti gli altri pianeti..
Tolomeo nel II secolo a.C. scrisse della possibilità che Mercurio transitasse davanti al Sole nelle Ipotesi Planetarie. Suggerì che nessun transito era stato fino ad allora osservato o a causa delle dimensioni del pianeta, troppo piccolo perché il fenomeno risultasse osservabile o perché l'evento era poco frequente.
Nell'Antica Cina Mercurio era conosciuto come Chen Xing (辰星), la Stella delle Ore. Era associato con il Nord e l'elemento dell'acqua nel Wu Xing.. Nelle moderne culture cinese, coreana, giapponese e vietnamita si è conservato il legame con il Wu Xing e il pianeta è chiamato "la stella dell'acqua" (水星)Cina: Giappone: Corea: ..
Nella mitologia indiana Mercurio era identificato con il dio Budha, che presiedeva il mercoledì. Nella mitologia germanica e norrena il pianeta e il giorno erano dedicati al dio Odino (Woden in germanico). I Maya potrebbero aver rappresentato il pianeta come un gufo o forse come quattro gufi, due che ne esprimevano le caratteristiche mattutine e altri due per quelle serali, che recavano messaggi all'oltretomba.
Nel Surya Siddhanta, un trattato di astronomia indiano del V secolo, è fornita una stima del diametro di Mercurio con un errore rispetto al valore oggi noto inferiore dell'1%. Tuttavia il calcolo era basato sull'inaccurata supposizione che il diametro angolare del pianeta fosse di 3,0 arcominuti.
Nell'astronomia islamica medievale l'astronomo andaluso Al-Zarqali nell'XI secolo descrisse il deferente dell'orbita geocentrica di Mercurio come un ovale; ciò non influenzò in seguito né le sue teorie, né i suoi calcoli astronomici Riferimento a pp. 118-122.. Nel XII secolo Ibn Bajja osservò "due pianeti come macchie scure sulla faccia del Sole". Nel XIII secolo Quṭb al-Dīn Shīrāzī dell'Osservatorio di Maragheh suggerì che il suo predecessore potesse aver osservato il transito di Mercurio o di Venere sul disco solare. Questi rapporti medievali di transiti planetari furono in seguito reinterpretati come osservazioni di macchie solari.
Nel XV secolo l'astronomo indiano Nilakantha Somayaji della Scuola del Kerala sviluppò un modello planetario del sistema solare parzialmente eliocentrico in cui Mercurio orbitava attorno al Sole che a sua volta orbitava attorno alla Terra. Si trattava di un modello simile al sistema ticonico suggerito dall'astronomo danese Tycho Brahe nel XVI secolo.
Osservazioni in epoca scientifica
Galileo Galilei compì le prime osservazioni telescopiche di Mercurio all'inizio del XVII secolo. Sebbene fosse riuscito nell'osservare le fasi di Venere, il suo telescopio non era sufficientemente potente da permettergli di cogliere anche quelle di Mercurio, che furono scoperte nel 1639 da Giovanni Battista Zupi fornendo la prova definitiva che Mercurio orbita intorno al Sole. Intanto nel 1631 Pierre Gassendi era stato il primo a osservare un transito di Mercurio innanzi al Sole, secondo le previsioni fornite da Giovanni Keplero.
Evento raro nell'astronomia è il passaggio di un pianeta davanti a un altro (occultazione) visto dalla Terra. Mercurio e Venere si occultano ogni pochi secoli e l'evento del 28 maggio 1737 rilevato da John Bevis all'Osservatorio di Greenwich è l'unico storicamente osservato. La prossima occultazione di Mercurio da parte di Venere avverrà il 3 dicembre 2133.
Le difficoltà insite nella osservazione di Mercurio lo hanno reso il pianeta meno studiato tra gli otto del sistema solare. Nel 1800 Johann Schröter compì alcune osservazioni delle caratteristiche superficiali e affermò di aver osservato montagne alte . Friedrich Wilhelm Bessel utilizzò i disegni di Schröter e stimò erroneamente un periodo di rotazione di 24 ore e un'inclinazione dell'asse di rotazione di 70°. Negli anni ottanta dell'Ottocento Giovanni Schiaparelli compose mappe più accurate della superficie e suggerì che il periodo di rotazione del pianeta fosse di 88 giorni, uguale a quello di rivoluzione, e quindi che il pianeta fosse in rotazione sincrona con il Sole così come la Luna lo è con la Terra. L'impegno nel mappare la superficie di Mercurio fu proseguito da Eugène Michel Antoniadi che pubblicò le sue mappe e osservazioni in un libro nel 1934, 1999.. Molte caratteristiche superficiali del pianeta, e in particolare quelle di albedo, prendono il loro nome dalle mappe di Antoniadi.
L'astronomo italiano Giuseppe Colombo osservò che il periodo di rotazione era circa due terzi di quello orbitale e propose una risonanza 3:2 invece che l'1:1 prevista dalla teoria della rotazione sincrona.
Nel giugno del 1962 ricercatori sovietici dell'Istituto di radio-ingegneria ed elettronica dell'Accademia delle Scienze dell'URSS diretto da Vladimir Kotel'nikov furono i primi a eseguire osservazioni radar del pianeta. Tre anni dopo ulteriori osservazioni radar condotte con il radiotelescopio di Arecibo dagli statunitensi Gordon Pettengill e R. Dyce indicarono in modo conclusivo che il pianeta completa una rotazione in 59 giorni circa. La scoperta risultò sorprendente perché l'ipotesi che la rotazione di Mercurio fosse sincrona era ormai ampiamente accettata e vari astronomi, riluttanti ad abbandonarla, proposero spiegazioni alternative per i dati osservativi. In particolare la temperatura notturna della superficie del pianeta risultò molto più alta rispetto al valore atteso nel caso di rotazione sincrona e, tra le varie ipotesi, fu proposta l'esistenza di venti estremamente potenti che avrebbero ridistribuito il calore dalla faccia illuminata a quella buia.
I dati raccolti dalla missione spaziale Mariner 10 confermarono la previsione di Colombo e l'esattezza delle mappe di Schiaparelli e Antoniadi. Gli astronomi rilevarono le stesse caratteristiche di albedo ogni seconda orbita e le registrarono, ma non dettero importanza necessaria a quelle dell'altra faccia di Mercurio a causa delle condizioni osservative scarse nel momento in cui le guardavano.