La distància de Mercuri al Sol varia entre els 48 milions de km (0,307 UA) al periheli, i els quasi 70 milions (0,467 UA) a l’afeli, per la qual cosa la seva òrbita és la més excèntrica dels planetes del sistema solar (e = 205). El període orbital és de 88 dies. La proximitat del Sol fa que, vist des de la Terra, la distància angular entre ambdós astres sigui sempre molt petita, amb un màxim de 28°, la qual cosa significa que l’observació de Mercuri és sempre difícil perquè se’l pot veure únicament poc després de la posta del sol o poc abans de la sortida. En ambdós casos, Mercuri resta molt baix a l’horitzó, cosa que empitjora la visibilitat.
La posició del periheli de Mercuri varia amb una velocitat molt més elevada que no la predita per la teoria newtoniana de la gravitació universal. En un primer moment, es postulà l’existència d’un planeta pertorbador desconegut, anomenat Vulcà, situat encara més pròxim al Sol. Malgrat tots els esforços fets, el planeta Vulcà no fou observat i el moviment anormal del periheli de Mercuri romangué inexplicat, fins que, l’any 1915, Einstein donà a conèixer la seva teoria de la relativitat general, segons la qual, pel fet d’ésser Mercuri molt pròxim a la gran massa del Sol, calia introduir-hi una correcció que donava el valor del moviment observat.
Durant molt de temps, es cregué que el període de rotació de Mercuri era igual al període de translació al voltant del Sol i que, per tant, Mercuri presentava el fenomen de rotació capturada, és a dir, que mostrava sempre el mateix hemisferi al Sol. L’any 1965, però, les observacions de la superfície de Mercuri efectuades amb radar mostraren que el període de rotació és de 58,65 dies, aproximadament els dos terços del període de revolució; per tant, es tracta d’un cas de ressonància orbital 3:2.
En ser, junt amb Venus, un planeta interior a l’òrbita de la Terra, Mercuri pot transitar periòdicament pel davant del disc solar.
Característiques físiques i estructura
Mercuri té un radi de 2.440 km, per la qual cosa es considera el planeta més petit del sistema solar. No es coneixia gairebé res de les seves característiques físiques fins que s’hi envià la sonda planetària Mariner 10 (1974-75) i s’hi feren, alhora, observacions amb radars i radiotelescopis. La superfície de Mercuri és similar a la de la Lluna, amb nombrosos cràters i extenses planúries que recorden els mars del nostre satèl·lit. Alguns dels cràters són relativament recents (d’alguns milions d’anys) i es caracteritzen per la presència d’un pic al centre. Per la seva banda, els cràters més antics han tingut una erosió molt forta, deguda, molt possiblement, als grans canvis de temperatura entre el dia i la nit. Igual que la Lluna, Mercuri sembla haver passat, fa 3.800 milions d’anys, per un període d’intens bombardeig de meteorits de grans dimensions. Aquest període coincidí amb una època d’activitat volcànica, que omplí de magma alguns dels cràters acabats de formar, fet que donà lloc a les planúries esmentades.
Mercuri està compost per, aproximadament, un 70% d’elements metàl·lics i un 30% de silicats. Presenta un nucli de ferro, parcialment fos, d’uns 1.900 km de radi, i una capa de silicats més exterior d’uns 600 km de gruix, similar al mantell terrestre. L’estudi de la interacció de Mercuri amb el vent solar ha posat en evidència l’existència d’una magnetosfera entorn del planeta. El camp magnètic té un valor d’uns 9 × 10–4 gauss a 750 km de la superfície i uns 2 × 10–3 gauss a la superfície del planeta. El nucli és l’origen d’aquest camp magnètic, probablement degut a un efecte de dinamo, similar al que es produeix a la Terra. La temperatura a la superfície varia entre els –175 °C a la zona nocturna i els 425 °C a la diürna. També s’ha vist que, a la ratlla que separa l’hemisferi il·luminat de l’hemisferi fosc, es produeix una caiguda brusca de temperatura de 150 °C i que una mica abans de l’alba la temperatura arriba al seu valor mínim. Com en el cas de la Lluna, les regions interiors de cràters polars de Mercuri, on no arriben mai els raig del Sol, podrien albergar aigua en forma de gel. Contràriament al que es creia, la sonda Mariner 10 demostrà l’existència d’una atmosfera, molt tènue, constituïda principalment per heli, amb traces d’argó i neó. Atès que la massa de Mercuri és molt petita, no pot retenir una atmosfera de manera estable, i els àtoms que la formen es perden a l’espai i són reemplçats contínuament per d’altres provinents de diverses fonts, com ara els arrencats de la superfície pel vent solar o els vaporitzats pels impactes de micrometeorits. La pressió de l’atmosfera és només una cent mil·lèsima part de la pressió atmosfèrica a la superfície de la Terra.
Exploració espacial
Només dues missions espacials han visitat Mercuri: la Mariner 10, els anys 1974 i 1975, i la Messenger, que arribà a la seva destinació l’any 2008. Ambdues foren llançades per la NASA. La Mariner 10 sobrevolà tres vegades el planeta i obtingué les primeres imatges detallades de la superfície, si bé per la configuració de la seva òrbita al voltant del planeta només en fotografià el 45% de la superfície. També en detectà el camp magnètic.
No fou fins al cap de 35 anys que la Messenger(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) arribà a Mercuri. La sonda entrà en òrbita al voltant del planeta el març del 2011, després de sobrevolar-lo tres vegades. La Messenger, a més de cartografiar gairebé per complet el planeta, n’estudià el camp magnètic i l’origen, l’estructura, la història geològica, l’origen de l’atmosfera i la possible presència de gel d’aigua als pols.
L’octubre del 2018 les agències espacials europea (ESA) i japonesa (JAXA) llançaren des de la base de Kourou (Guaiana Francesa) la missió conjunta Bepicolombo cap a Mercuri. El coet Ariane duia incorporats dos satèl·lits que, al cap d’uns set anys de viatge, era previst que orbitessin el planeta amb l’objectiu de recollir material sobre la composició de la superfície, el camp magnètic i la seva interacció amb el vent solar, entre d’altres per tal d’establir el seu origen, que segons algunes hipòtesis podria provenir de l’exterior del sistema solar.