Data dasar astronomi
Merkuri adalah planet ekstrem dalam beberapa hal. Karena kedekatannya dengan Matahari - jarak orbit rata-rata adalah 58 juta km (36 juta mil) - ia memiliki tahun terpendek (periode revolusi 88 hari) dan menerima radiasi matahari paling kuat dari semua planet. Dengan radius sekitar 2.440 km (1.516 mil), Merkurius adalah planet utama terkecil, bahkan lebih kecil dari bulan terbesar Yupiter, Ganymede, atau bulan terbesar Saturnus, Titan. Selain itu, Merkurius sangat padat. Meskipun kerapatan rata-ratanya kira-kira sama dengan massa Bumi, ia memiliki massa yang lebih sedikit dan karena itu kurang terkompresi oleh gravitasinya sendiri; ketika dikoreksi untuk kompresi diri, kepadatan Merkurius adalah yang tertinggi di planet mana pun. Hampir dua pertiga massa Merkurius terkandung dalam sebagian besar inti besinya, yang memanjang dari pusat planet ke radius sekitar 2.100 km (1.300 mil), atau sekitar 85 persen dari jalan menuju permukaannya. Kulit luar planet yang berbatu — kerak permukaannya dan mantel di bawahnya — tebalnya hanya sekitar 300 km.
Tantangan observasi
Seperti yang terlihat dari permukaan Bumi, Merkurius bersembunyi di senja dan senja, tidak pernah mendapatkan lebih dari sekitar 28 ° dalam jarak sudut dari Matahari. Diperlukan sekitar 116 hari untuk perpanjangan yang berurutan — yaitu, agar Merkurius kembali ke titik yang relatif sama dengan Matahari — di langit pagi atau sore hari. Ini disebut periode sinode Merkurius. Kedekatannya dengan cakrawala juga berarti bahwa Merkurius selalu terlihat melalui lebih banyak atmosfer yang bergolak di Bumi, yang mengaburkan pandangan. Bahkan di atas atmosfer, observatorium yang mengorbit seperti Hubble Space Telescope dibatasi oleh sensitivitas tinggi instrumen mereka dari menunjuk sedekat mungkin dengan Matahari seperti yang diperlukan untuk mengamati Merkurius. Karena orbit Merkurius terletak di dalam orbit Bumi, ia terkadang melewati langsung antara Bumi dan Matahari. Peristiwa ini, di mana planet ini dapat diamati secara teleskopik atau dengan instrumen pesawat ruang angkasa sebagai titik hitam kecil melintasi cakram matahari yang cerah, disebut transit (lihat gerhana), dan terjadi sekitar belasan kali dalam satu abad. Transit Merkuri berikutnya akan terjadi pada tahun 2019.
Merkurius juga menghadirkan kesulitan untuk belajar dengan pesawat ruang angkasa. Karena planet ini terletak jauh di dalam medan gravitasi Matahari, banyak energi diperlukan untuk membentuk lintasan pesawat ruang angkasa untuk mendapatkannya dari orbit Bumi ke Merkurius sedemikian rupa sehingga dapat masuk ke orbit di sekitar planet atau mendarat di Itu. Wahana antariksa pertama yang mengunjungi Merkurius, Mariner 10, berada di orbit mengelilingi Matahari ketika ia membuat tiga jalur terbang singkat planet ini pada 1974-75. Dalam mengembangkan misi berikutnya untuk Merkurius, seperti wahana antariksa AS Messenger diluncurkan pada 2004, insinyur luar angkasa menghitung rute yang rumit, memanfaatkan bantuan gravitasi (lihat spaceflight: penerbangan planet) dari flybys berulang Venus dan Merkurius selama beberapa tahun. Dalam desain misi Messenger, setelah melakukan pengamatan dari jarak sedang selama flybys planet pada 2008 dan 2009, pesawat ruang angkasa masuk ke dalam orbit memanjang di sekitar Merkurius untuk investigasi jarak dekat pada 2011. Selain itu, panas ekstrem, tidak hanya dari Matahari tetapi juga di reradiasi dari Mercury sendiri, menantang para perancang wahana antariksa untuk menjaga instrumen agar tetap cukup dingin untuk beroperasi.
Efek orbital dan rotasi
Orbit Merkurius adalah planet yang paling condong, memiringkan sekitar 7 ° dari ekliptika, bidang yang ditentukan oleh orbit Bumi di sekitar Matahari; ini juga merupakan orbit planet yang paling eksentrik, atau memanjang. Sebagai hasil dari orbit memanjang, Matahari muncul lebih dari dua kali lebih terang di langit Merkurius ketika planet ini paling dekat dengan Matahari (pada perihelion), pada 46 juta km (29 juta mil), daripada ketika itu paling jauh dari Matahari (di aphelion), hampir 70 juta km (43 juta mil). Periode rotasi planet 58,6 hari Bumi sehubungan dengan bintang-bintang — yaitu, panjang hari siderealnya — menyebabkan Matahari melayang perlahan ke barat di langit Merkurius. Karena Merkurius juga mengorbit Matahari, rotasi dan periode revolusinya digabungkan sedemikian rupa sehingga Matahari membutuhkan tiga hari sidereal Mercurian, atau 176 hari Bumi, untuk membuat sirkuit penuh — panjang hari mataharinya.
Sebagaimana dijelaskan oleh hukum kepler tentang gerakan planet, Merkurius bergerak mengelilingi Matahari dengan sangat cepat mendekati perihelion sehingga Matahari tampak berbalik arah di langit Merkurius, bergerak sebentar ke timur sebelum melanjutkan gerak maju baratnya. Dua lokasi di ekuator Merkurius di mana osilasi ini terjadi pada siang hari disebut kutub panas. Ketika Sun overhead tetap ada, memanaskannya secara istimewa, suhu permukaan bisa melebihi 700 kelvin (K; 800 ° F, 430 ° C). Dua lokasi khatulistiwa 90 ° dari kutub panas, yang disebut kutub hangat, tidak pernah menjadi sepanas ini. Dari sudut pandang kutub hangat, Matahari sudah rendah di cakrawala dan akan terbenam ketika tumbuh paling terang dan melakukan pembalikan arah yang singkat. Di dekat kutub rotasi utara dan selatan Merkurius, suhu tanah bahkan lebih dingin, di bawah 200 K (-100 ° F, -70 ° C), ketika dinyalakan oleh sinar matahari yang menyerempet rumput. Suhu permukaan turun menjadi sekitar 90 K (−300 ° F, 80180 ° C) selama malam panjang Merkurius sebelum matahari terbit.
Kisaran suhu Merkurius adalah yang paling ekstrem dari empat planet terestrial tata surya di tata surya, tetapi sisi malam planet itu bahkan akan lebih dingin jika Merkurius menjaga satu wajah terus-menerus ke arah Matahari dan yang lainnya dalam kegelapan abadi. Sampai pengamatan radar berbasis bumi membuktikan sebaliknya pada tahun 1960-an, para astronom telah lama percaya bahwa itulah yang terjadi, yang akan terjadi jika rotasi Merkurius sinkron — yaitu, jika periode rotasinya sama dengan periode revolusi 88 hari. Pengamat teleskopik, terbatas untuk melihat Merkurius secara berkala dalam kondisi yang ditentukan oleh jarak sudut Merkurius dari Matahari, telah disesatkan untuk menyimpulkan bahwa mereka melihat fitur-fitur yang hampir tidak dapat dibedakan pada permukaan Merkurius pada setiap kesempatan menonton menunjukkan rotasi yang sinkron. Studi radar mengungkapkan bahwa periode rotasi planet selama 58,6 hari tidak hanya berbeda dari periode orbitnya tetapi juga tepat dua pertiga darinya.
Eksentrisitas orbit Merkurius dan pasang surut matahari yang kuat — deformasi yang muncul di tubuh planet oleh gaya tarik gravitasi Matahari — tampaknya menjelaskan mengapa planet ini berputar tiga kali untuk setiap dua kali mengorbit Matahari. Merkuri mungkin telah berputar lebih cepat ketika terbentuk, tetapi diperlambat oleh kekuatan pasang surut. Alih-alih memperlambat rotasi sinkron, seperti yang terjadi pada banyak satelit planet, termasuk Bulan di Bumi, Merkurius terperangkap pada laju rotasi 58,6 hari. Pada tingkat ini, Matahari menarik-narik berulang kali dan khususnya kuat pada tonjolan yang diinduksi secara tid pada kerak Merkurius di kutub panas. Peluang menjebak putaran pada periode 58,6 hari sangat ditingkatkan oleh gesekan pasang surut antara mantel padat dan inti cair dari planet muda.
