6 Enigmas científicos de Mercurio

Esta noche, la sonda MESSENGER (MErcury Surface Space ENviroment and Ranger), se convertirá en el primer artefacto fabricado por el hombre en entrar en órbita alrededor del planeta Mercurio.

Después de un período de chequeos de los sistemas de control, está previsto que el 4 de abril sus instrumentos científicos (cámaras, espectrómetros, magnetómetro y altímetro) se activen para comenzar la misión científica. Durante el año de misión nominal, MESSENGER orbitará Mercurio en un período de 12 horas, y recopilará información sobre las características de la superficie de Mercurio, su campo magnético y su exosfera.

La primera imagen se tomará el 29 de marzo como parte de la fase de puesta en marcha de instrumentos, e incluirá las regiones anteriormente invisibles del polo sur. Imagen: NASA/Johns Hopkins University Laboratorio de Física Aplicada/Carnegie Institution de Washington.

La nave tendrá una órbita muy elíptica, volando desde tan sólo 200 kilómetros del planeta hasta más de 15.000 kilómetros. Esta órbita extremadamente elíptica permite que la temperatura de la sonda esté estar mejor regulada, a una altitud de 200 kilómetros, el calor devuelto por el planeta supone cuatro veces la intensidad del Sol en la Tierra. Mientras Mercurio orbita alrededor del Sol, la nave mantendrá una orientación fija manteniendo su parasol orientado para protegerse del Sol. Una vez al día la nave retornará sus datos a través de la Red del Espacio Profundo.

La misión pretende responder a 6 importantes cuestiones científicas:

¿Por qué es el mercurio tan denso?

Sabemos que la Tierra, Marte y Venus poseen núcleos densos ricos en hierro, pero a pesar de que Mercurio es el más pequeño de los cuatro planetas interiores, tiene la densidad más alta, tan alta que implica que su núcleo podría ocupar hasta un 60% del volumen del planeta. ¿Es esta densidad producto de haberse formado tan cerca del Sol? ¿se perdió su material más ligero por la cercanía del Sol? ¿Podría el calor intenso haber vaporizado la capa rocosa exterior del planeta? MESSENGER medirá la composición del planeta mediante espectrómetros de rayos-X, rayos gamma y de neutrones, para determinar cuál de estas teorías es la correcta.

¿Cuál es la historia geológica de Mercurio?

Antes de que MESSENGER realizara su primer sobrevuelo de Mercurio, más de la mitad del planeta no había sido observada con anterioridad. Ahora, con las observaciones del Mariner 10 y de los tres sobrevuelos realizador por MESSENGER, se ha observada un 98% del planeta, confirmando que su superficie antigua llena de cráteres domina todo el planeta. Los rasgos volcánicos sugieren también sugieren que el vulcanismo persistió durante la historia primitiva de Mercurio, y los acantilados, se cree que se formaron en todo el planeta cuando se contrajo al enfriarse. Los datos topográficos, cartográficos y el análisis de su composición ayudarán a reconstruir la historia geológica del planeta.

¿Cuál es la naturaleza del campo magnético de Mercurio?

Se cree que el mercurio tiene una magnetosfera dinámica muy similar a la de la Tierra, aunque a menor escala. ¿Cómo cambia la magnetosfera de Mercurio con la actividad solar? ¿Cómo se genera a partir de los movimientos de fluidos en el núcleo del planeta? el magnetómetro MESSENGER caracterizará el campo magnético del planeta para determinar con precisión su intensidad a diferentes posiciones y alturas, también investigará cómo interactúa con el viento solar.

¿Cuál es la estructura del núcleo de Mercurio?

Sabemos que el Mercurio tiene un gran núcleo rico en hierro y un campo magnético global, pero ¿cuál es la estructura de ese núcleo? Un núcleo de hierro puro estaría completamente sólido actualmente, pero si otros elementos como el azufre, estuvieron presentes, podrían quedar partes del núcleo en estado fundido. Determinar la composición del núcleo proporcionará restricciones sobre la historia térmica del planeta y su evolución. El altímetro láser de MESSENGER se utilizará para medir la libración de Mercurio (su 'bamboleo' sobre su eje de rotación), la libración de la capa rocosa exterior del planeta sería el doble si estuviera flotando sobre un núcleo externo líquido de lo que sería si fuera sólido. La mejora de las mediciones del campo de gravitatorio ayudará también a limitar el tamaño y la estructura del núcleo.

¿Cuáles son los materiales inusuales de los polos de Mercurio?

A pesar de la proximidad de Mercurio al Sol, algunos cráteres polares permanecen en sombras permanentes. Las imágenes de radar desde la Tierra muestran una sustancia altamente reflectante en los lechos de estos grandes cráteres. ¿Podría hielo existir hielo de agua en Mercurio, o se debe a la presencia de silicatos a baja temperatura? el espectrómetro de neutrones de MESSENGER buscará rastros de hidrógeno en los depósitos polares, y el espectrómetro ultravioleta y el espectrómetro de partículas energéticas y plasma buscarán huellas desde hidróxido hasta azufre en el vapor que emane de estos depósitos. El altímetro láser también proporcionará información sobre la topografía de los cráteres.

MESSENGER ha observado ya el 91% de la superficie de Mercurio en sus tres sobrevuelos, que ha permitido a los científicos planear su plan de observaciones durante su fase orbital. Imagen: NASA/Johns Hopkins University Laboratorio de Física Aplicada/Carnegie Institution de Washington.

¿Qué elementos volátiles son importantes en Mercurio?

Mercurio está rodeado por una delgada envuelta de gas, una exosfera, que contienen hidrógeno, helio, oxígeno, sodio, potasio, calcio y magnesio. Estos componentes no son estables a largas escalas de tiempo por lo que cada elemento debe tener una fuente. El hidrógeno y el helio proceden del viento solar, mientras que otros elementos pueden proceder de impactos de cometas o micrometeoritos. Procesos como la vaporización de rocas de la superficie durante los impactos, la evaporación de los elementos de la superficie cuando se exponen a la luz solar, la erosión del viento solar, o la emisión desde el interior del planeta, todos pueden representar un papel. Los espectrómetros de MESSENGER determinarán la composición de la exosfera y la compararán con los detalles de la superficie del planeta. Se estudiarán también las variaciones en la composición del planeta para determinar los procesos involucrados.

MESSENGER ha realizado ya tres sobrevuelos, que no sólo revelan nuevas imágenes y detalles del planeta, sino que también proporcionaron vitales asistencias gravitacionales que impulsaron a la nave espacial hasta la inserción orbital del 18 de marzo.

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Publicado en Odisea Cósmica