Han transcurrido ya seis meses de acumulación de datos transmitidos por la nave Messenger en órbita en torno a Mercurio. Estos datos permiten la investigación de las propiedades físicas de este planeta y ayudan a la comunidad científica a comprender los diversos tipos de planetas rocosos que pueden existir en el Universo.
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| Imágen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington. |
Estos seis meses de observación representan un día de mercurio, es decir, una rotación completa en torno a su eje. Los hallazgos basados en estos datos se han presentado el pasado 5 de octubre de 2011, en la reunión conjunta del Congreso Europeo de Ciencias Planetarias y de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana en Nantes, Francia.
Después de tres sobrevuelos de Mercurio con éxito, la nave espacial Messenger entró en órbita alrededor del planeta más interno del sistema solar el 18 de marzo de 2011. La fase orbital de la misión permite tener, por primera vez, una perspectiva global de la geología del planeta, la composición de su superficie, la topografía, la gravedad, la exosfera, la magnetosfera, y la interacción con el viento solar.
El estudio de Mercurio puede ayudar a los astrobiólogos a entender la diversidad de cuerpos rocosos que potencialmente existen en el Universo. Esta información es importante para determinar dónde buscar planetas habitables. Mercurio también puede dar pistas sobre cómo se formó y evolucionó nuestro propio planeta, la Tierra, hasta convertirse en el mundo habitable que hoy conocemos.
El campo magnético de Mercurio
El campo magnético y la gravedad de Mercurio son las claves principales de la estructura interna del planeta, que a su vez contribuyen al desarrollo de teorías generales de cómo se forman y evolucionan los planetas. Los datos orbitales revelan que el campo magnético de Mercurio está desplazado hacia el norte, en casi un 20% de su radio. En relación con su tamaño, este desplazamiento es mucho mayor que el de cualquier otro planeta, y supondrá un gran reto explicarlo desde un punto de vista teórico.
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| Imágen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington. |
Este hallazgo tiene varias implicaciones para otros aspectos de Mercurio ya que el campo magnético en el hemisferio sur debe ser mucho más débil que en el norte. Es decir, en el polo norte geográfico, el campo magnético debe ser aproximadamente 3,5 veces mayor que en el polo sur.
El campo magnético es el resultado del movimiento relativo entre las capas internas del planeta, que al desplazarse unas sobre otras generan un potente campo de forma similar al producido por una dinamo. La gran diferencia en la intensidad de campo presente en la superficie entre el norte y el sur implica que las partículas energéticas, el viento solar, y los electrones de alta energía impactarán preferentemente en la superficie en del sur del planeta, y esta situación debe llevar a asimetrías, tanto en las fuentes de los átomos, iones y moléculas de la exosfera de Mercurio como en la decoloración de la superficie por el bombardeo de partículas cargadas , que tendrían más fuerza en el sur.
La exosfera de Mercurio
Mercurio está rodeado por una exosfera tenue de gas, generada y mantenida por la interacción del medio ambiente espacial con la superficie del planeta. La medición de la composición y estructura de la exosfera da una idea de cómo el medio espacial modifica las capas exteriores del planeta.
Las observaciones realizadas durante los sobrevuelos y las órbitas en torno a Mercurio, indican que el conocimiento actual de la naturaleza de la exosfera de este planeta es incompleto. Los datos muestran que la concentración obtenidas de los principales constituyentes de la atmósfera de Mercurio, el sodio, el magnesio y el calcio, está condicionada por los procesos de pérdida y por la zona en la que se obtienen los datos -diferencia día/noche-.
Antes del Messenger, la teoría más extendida sugería que el viento solar y la radiación proyectan los materiales de la atmósfera desde el lado diurno a la zona no iluminada por el Sol. Las mediciones de la nave Messenger indican que el magnesio y el calcio en la región de la cola son mucho más abundantes de lo que cabría esperar si se hubieran producido de esta manera.
Los nuevos modelos de campo magnético, derivados de los datos del magnetómetro de la Messenger, indican que el campo intrínseco del planeta se puede acoplar con el campo interplanetario de forma que dirija los iones del viento solar hacia la cara nocturna, proyectando material de la superficie no iluminada. Sin embargo, esa fuente es demasiado débil para explicar las concentraciones observadas. El calcio también muestra una mayor concentración inexplicable en el ecuador cerca del amanecer, un patrón que parece ser una característica constante en la exosfera. Estos aumentos no se observan en el magnesio, que es químicamente similar al calcio.
Evolución de la composición geológica de Mercurio
Tras el primer día de Mercurio, la nave casi ha completado dos de sus principales tareas cartográficas: un mapa en blanco y negro con una resolución de 250 metros por píxel y otro en ocho colores a 1 kilómetro por pixel. Aparte de pequeñas lagunas, que se completarán durante el próximo día solar, estos mapas cubren todo el planeta bajo condiciones de iluminación uniforme, ideal para evaluar las características de la superficie de Mercurio, así como el color y variaciones en la composición de todo el planeta.
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| Imagen: Courtesy of Science/AAAS |
Los sobrevuelos de Mercurio de las naves Messenger y Mariner 10 muestran amplias llanuras en todo el planeta. Había fuertes evidencias de un origen volcánico de muchas de estas llanuras, lo que indicaba que el vulcanismo ha jugado un papel importante en la formación de la corteza de Mercurio, pero quedaban grandes regiones del planeta sin cartografiar, y el origen de muchas zonas era ambiguo hasta ahora.
Con las imágenes obtenidas, así como las imágenes de alta resolución obtenidas de determinadas zonas, ahora podemos empezar a evaluar el origen de los llanos a escala planetaria, y cuando se combinan con los datos del espectrómetro de rayos X, también podemos analizar la variación de su composición. Se ha encontrado que las rocas volcánicas dominan gran parte de la corteza de Mercurio, incluso en regiones que son geológicamente complejas y donde los cráteres de impacto han destruido muchas de las características de la superficie original.
Variación en el reflejo de la superficie
Durante estos seis meses de observación, distintos instrumentos y espectrómetros han escaneado la atmósfera y la superficie de polo a polo, abarcando todas las longitudes de onda. Se han observado todas las grandes estructuras geológicas desde las grandes cuencas a los más pequeños y recientes cráteres. Considerando el sistema dual de imágenes de Mercurio destaca la morfología y las características generales del color de estos materiales, que revelan más detalles de las propiedades reflectantes de los materiales de la superficie.
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| Imágen: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington. |
Una de las grandes sorpresas es la aparente falta de hierro en los silicatos de las rocas en la superficie del planeta. En la formación de silicatos, la materia prima de la mayoría de cortezas planetarias, el hierro aparece en longitudes de onda infrarroja, pero estas características de absorción están ausentes en el espectro de Mercurio.
Sin embargo las variaciones en la radiación ultravioleta puede reflejar tanto el contenido de hierro como el tipo de rocas que contienen este mineral y podrían mostrar trazas de otros materiales, tales como el azufre, que tienen también firmas características en el espectro ultravioleta. Otros instrumentos de la nave corroboran la abundancia de hierro en bajas concentraciones cerca de la superficie así como la presencia de azufre. Se trata por tanto de correlacionar los hallazgos de todos los instrumentos, por lo que será de gran interés el análisis de los datos puede aportar la nave Messenger en el futuro. Seguiremos atentos.
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