Orbita di Mercurio e visibilità
Mercurio – il messaggero
Mercurio il veloce messaggero degli antichi dei.
Mercurio era ben noto a molti popoli antichi che lo osservavano come un luminoso punto di luce nel cielo della sera o del mattino. A causa del suo movimento relativamente rapido rispetto alle stelle, gli antichi greci associavano questo corpo celeste al veloce messaggero degli dei, e noi oggi usiamo il nome corrispondente della mitologia romana, Mercurio.
Questo è anche il nome del noto metallo pesante che è liquido a temperatura ambiente e che è usato nei termometri.
In questa pagina, vedremo l’orbita di Mercurio nel sistema solare e la visibilità di questo pianeta, mentre si muove intorno al Sole. Troverete maggiori informazioni sulle proprietà fisiche di Mercurio in un’altra pagina.
L’orbita di Mercurio
Mercurio è il pianeta più interno del sistema solare.
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole, il più interno di tutti i mondi del sistema solare.
Mercurio gira intorno al Sole in un’orbita ellittica ad una distanza media di 58 milioni di km; il periodo orbitale è di 88 giorni terrestri o 0,24 anni terrestri. La sua orbita è inclinata di circa 7° rispetto al piano dell’eclittica che segna il percorso annuale del Sole tra le stelle visto dalla Terra. (L’eclittica è la proiezione dell’orbita terrestre sulla sfera celeste).
L’orbita di Mercurio è molto eccentrica. Quando si trova al “perielio” (il punto orbitale in cui un pianeta è più vicino al Sole), Mercurio si trova a circa 46,0 milioni di km dal Sole e all'”afelio” (il punto orbitale più lontano dal Sole), è ad una distanza di 69,8 milioni di km. È quindi circa 1,5 volte più distante in afelio che al perielio – questo è anche espresso dalla “eccentricità” orbitale che è piuttosto grande (0,2056). Per confronto, l’eccentricità dell’orbita molto più circolare della Terra è solo 0,0167.
Mercurio, come pianeta più interno, è anche il pianeta principale che si muove più velocemente nel sistema solare. La velocità orbitale media è di circa 48 km/s (la Terra si muove a 30 km/s). Il periodo siderale di Mercurio è di circa 88 giorni terrestri – questo è l’intervallo di tempo necessario ad un corpo per completare una rivoluzione intorno ad un altro corpo con riferimento alle stelle. Il periodo sinodico di Mercurio è di circa 116 giorni terrestri – questo è l’intervallo di tempo fino a quando Mercurio è di nuovo nella stessa posizione rispetto al Sole, come visto dalla Terra (la differenza è causata dal movimento simultaneo della Terra nella sua orbita). Entrambi i periodi sono i più brevi di qualsiasi pianeta principale.
Il misterioso spostamento del perielio
Una proprietà interessante dell’orbita di Mercurio è lo spostamento del perielio osservato, cioè che la direzione del perielio e dell’afelio di Mercurio (la “linea degli apsidi”) avanza lentamente lungo l’orbita. Questo effetto è presente in tutte le orbite planetarie ed è principalmente causato dall’interazione gravitazionale con gli altri pianeti.
Ma è stato scoperto nel XIX secolo, per mezzo di osservazioni posizionali molto accurate, che il tasso misurato dello spostamento del perielio di Mercurio era diverso di circa 43 arcsecondi per secolo da quello che la teoria gravitazionale classica (newtoniana) prevedeva.
L’origine di questa discrepanza è stata a lungo un grande mistero. Tuttavia, si è scoperto che il movimento è pienamente conforme alla Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein – quando si introducono i termini “relativistici”, c’è un accordo assoluto tra osservazione e teoria. Questo fenomeno è quindi ora completamente compreso e, di fatto, costituisce una delle migliori prove della validità della teoria di Einstein.
La visibilità di Mercurio
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole ed è il più difficile da osservare, perché è sempre abbastanza vicino al Sole nel cielo. A causa del suo moto orbitale, sembra oscillare avanti e indietro intorno al Sole, raggiungendo una distanza angolare massima di circa 28°.
Quando Mercurio è ad ovest del Sole, può essere visto piuttosto basso nel cielo del mattino prima dell’alba; quando è ad est del Sole, si vede nel cielo della sera e tramonta poco dopo il Sole. Quando è alto nel cielo di giorno, la vicinanza di Mercurio al Sole rende praticamente impossibile vederlo ad occhio nudo (e naturalmente è sempre pericoloso guardare in direzione del Sole!)
Il momento migliore per vedere Mercurio è quindi poco prima dell’alba o poco dopo il tramonto.
Le fasi di Mercurio
Le fasi di Mercurio e il cambiamento della sua dimensione apparente.
Come tutti gli altri pianeti e le lune, compresa la nostra Luna, Mercurio brilla grazie alla luce solare riflessa. Inoltre, poiché l’orbita è interna a quella della Terra, Mercurio mostra delle fasi che sono simili a quelle della Luna. La differenza principale è che, a causa della distanza variabile tra la Terra e Mercurio, la sua dimensione apparente cambia molto più di quella della Luna.
Visto dalla Terra, non è normalmente possibile osservare Mercurio quando è “pieno” perché si trova allora dall’altra parte del Sole (nella “congiunzione superiore”, vedi sotto) e si trova molto vicino al Sole nel cielo. Quando è più luminoso, Mercurio appare in fase di “mezzaluna”. Quando è più vicino alla Terra (alla “congiunzione inferiore” e “nuova”), il diametro apparente di Mercurio è quasi tre volte maggiore che alla congiunzione superiore. Questo è anche il momento in cui Mercurio passerà a volte direttamente davanti al disco del Sole – un evento astronomico chiamato “transito di Mercurio”. Questo accade il 7 maggio 2003.
Configurazioni
Le varie configurazioni planetarie.
Per caratterizzare le posizioni di un pianeta nella sua orbita rispetto alla Terra e al Sole, gli astronomi fanno spesso riferimento a certe posizioni, chiamate “configurazioni”. Per Mercurio e Venere (i “pianeti inferiori”, cioè che sono più vicini al Sole della Terra), si verificano le seguenti configurazioni:
- la congiunzione inferiore, quando il pianeta passa tra il Sole e la Terra;
- la massima elongazione occidentale, quando il pianeta è ad ovest del Sole in modo che l’angolo Sole-Terra-Pianeta sia il più grande possibile (circa 28° nel caso di Mercurio e 45° per Venere);
- la congiunzione superiore, quando il pianeta è sul lato opposto del Sole rispetto alla Terra;
- la massima elongazione orientale, quando il pianeta è il più a est possibile del Sole – gli angoli sono gli stessi di quelli menzionati sopra.
Per un pianeta esterno (” superiore “) come Marte, Giove ecc:
- opposizione , quando il pianeta si trova sul lato opposto della Terra rispetto al Sole;
- quadratura occidentale , quando il pianeta si trova ad ovest del Sole e l’angolo Sole-Terra-Pianeta è esattamente di 90°;
- congiunzione, quando il pianeta è sul lato opposto del Sole rispetto alla Terra, e
- quadratura orientale, quando il pianeta è ad est del Sole e l’angolo Sole-Terra-Pianeta è di nuovo 90°.
Quando si verificano gli eventi di transito?
Orbite di Mercurio e della Terra intorno al Sole.
Quando Mercurio è in congiunzione inferiore (questo accade in media una volta ogni 116 giorni – il periodo sinodico, vedi sopra) e allo stesso tempo è vicino a uno dei nodi orbitali (i punti di intersezione tra l’orbita di Mercurio e l’eclittica), passerà davanti (“transito”) al disco solare, visto dalla Terra. Il piano orbitale di Mercurio è inclinato di un angolo di 7° rispetto al piano dell’eclittica e le due condizioni – che Mercurio sia contemporaneamente in congiunzione inferiore e in un nodo orbitale – non sono sempre soddisfatte. I transiti di Mercurio sono quindi eventi celesti abbastanza rari.
In media, ci sono 13 transiti di Mercurio ogni secolo, cioè circa uno ogni 7 anni e mezzo. Tuttavia, non si verificano a intervalli regolari, ma in successione a intervalli di 13, 7, 10 e 3 anni. Ogni anno, la Terra passa la linea dei nodi di Mercurio intorno al 7 maggio e al 9 novembre. I transiti di Mercurio possono quindi avvenire solo intorno a queste date. Quest’anno, un transito ha luogo il 7 maggio 2003, e i prossimi eventi si verificano l’8 novembre 2006 e il 9 maggio 2016.
I transiti di Mercurio non hanno tutti la stessa durata. Il tempo che Mercurio impiega per muoversi attraverso il disco solare varia – dipende dalla velocità momentanea del pianeta nella sua orbita e, in particolare, dal percorso esatto attraverso la faccia del Sole. Un transito di Mercurio può durare fino a 9 ore.
L’ultimo transito di Mercurio è avvenuto nel 1999 ma non era visibile dall’Europa.
I quattro contatti
I principali eventi che si verificano durante un transito sono convenientemente indicati come “contatti”, del tutto analoghi ai contatti di un’eclissi solare anulare:
- il Primo Contatto è l’inizio del transito, quando il punto più vicino del disco del pianeta per la prima volta “tocca” il lembo solare. È sempre difficile dire esattamente quando questo accade, ma subito dopo questo momento, il pianeta può essere percepito come una piccola tacca scura in questo lembo.
- il Secondo Contatto è il momento in cui il disco scuro attraversa completamente il lembo solare ed è d’ora in poi visto nella sua entità davanti al Sole. Durante le ore successive, il pianeta stagliato attraversa lentamente il brillante disco solare. Al
- terzo contatto, il pianeta “tocca” per la prima volta il lembo solare opposto e l’evento di transito termina al
- quarto contatto, quando il disco planetario finalmente “lascia” completamente il Sole.
Un transito terrestre
Terra e Luna in transito sul disco solare, visti da Marte, l’11 maggio 1984 (ora terrestre).
Nessuno dei transiti dei pianeti esterni può ovviamente essere osservato dalla Terra. Tuttavia, i transiti solari della Terra (così come di qualsiasi altro pianeta più vicino al Sole) possono essere osservati dalla superficie dei pianeti esterni.
Per esempio, l’11 maggio 1984, la Terra poteva essere osservata da Marte in transito sul disco solare. Il nostro pianeta ha impiegato circa 8 ore per muoversi attraverso la faccia del Sole e la Luna della Terra ha seguito circa 6 ore dopo. Così, per un po’ di tempo, sia la Terra che la Luna erano visibili come punti neri in movimento sulla superficie del Sole – cioè, se si osservava da Marte!