La sonda espacial MESSENGER ha descubierto una serie de datos interesantes acerca de Mercurio durante los primeros tres meses que ha estado en órbita allí. La NASA publicó un resumen de esta nueva información el 16 de Junio y como sucede frecuentemente en la ciencia, los nuevos datos han generado más preguntas acerca de este planeta que habrá que investigar más adelante.
A manera de contexto, en la entrada anterior acerca de Mercurio y MESSENGER (dentro de este blog) mencionaba que la nave estará estudiando al planeta más pequeño de nuestro sistema solar todo un año para recabar el máximo de información respecto al mismo y tratar así de contestar seis preguntas claves acerca de él. Los nuevos datos dan algunas respuestas a cuatro de estas preguntas, como trataré de resumir en seguida.
Pregunta 2: ¿Cuál es la historia geológica de Mercurio? - Antes de la misión de MESSENGER, sólo se había fotografiado un 45% de la superficie de Mercurio por una nave. Ahora ya casi un 98% de Mercurio está fotografiado en detalle. Una de las imágenes estudiadas muestra el material que fluyó de un impacto y de allí se ha determinado que la capa del planeta es heterogénea pues está compuesta en forma distinta a su entorno, tanto lateral como horizontalmente. También se sabe que hay una gran planicie cerca del polo norte que fue creada por depósitos volcánicos con varios kilómetros de espesor. La imagen delineada en amarillo muestra esa planicie en seguida.
Pregunta 3: ¿Cuál es la naturaleza del campo magnético en Mercurio? - Gracias a MESSENGER se sabe ahora que el polo norte y el polo sur son muy diferentes entre sí, no como en nuestro planeta en donde los polos son simétricos. La asimetría que existe en Mercurio se ha notado por la posición en donde se halla el ecuador magnético, el cual está a 480 kms. al norte del ecuador geográfico (en la Tierra ambos ecuadores coinciden). Además de esto, ahora se sabe que el polo sur tiene un área mayor expuesta a las cargadas partículas solares. Esto se muestra en la diferente geometría que existe en las líneas de campos magnéticos en las regiones polares norte y sur, como se puede ver a continuación:
Pregunta 5: ¿Cuáles son las substancias raras en los polos de Mercurio? - En imágenes de radar obtenidas anteriormente por el observatorio de Arecibo, se habían notado regiones cerca del polo muy brillantes, por la alta retrodispersión (backscatter) del radar y por eso se pensaba que hubiera algunos depósitos de hielo de agua y de otros compuestos en regiones frías que estuvieran siempre a la sombra. Con los estudios hechos usando el Altímetro Láser de Mercurio (MLA) se ha calculado que hay una alta probabilidad de que sí exista hielo en algunos fondos de cráteres a los que nunca les da el sol, a pesar de las altísimas temperaturas que hay durante el día, que llegan a un máximo de 700° K (427° C.). Pero como casi no hay atmósfera en el planeta, durante la noche la temperatura baja a cerca de 90° K (-183° C). Y como el eje del planeta no está inclinado como el de la Tierra, el sol no llega muy alto en el cielo en las regiones polares y por esa misma falta de atmósfera, el calor de las partes asoleadas no se expande mucho a las partes frías.
La imagen en blanco y negro que sigue es una composición de la imagen de radar de Arecibo (la parte que está con fondo negro es la del radar) con la nueva fotografía tomada por el MESSENGER sobrepuesta con el fondo claro, en donde se marca uno de los cráteres que se han medido a detalle con el MLA, por medio del círculo rojo:
La siguiente gráfica en color muestra a detalle la profundidad del cráter mostrado arriba, después de las mediciones del MLA, en donde se establece que hay partes en el fondo que están permanentemente en la sombra, por lo que se puede explicar la existencia de hielo en esas áreas:
Pregunta 6: ¿Qué volátiles son importantes en Mercurio? - Se sabía que existe una capa muy delgada de gases que cubren al planeta como atmósfera, pero es tan tenue que se le llama "exosfera". Asimismo se sabía que había seis elementos en la exosfera: hidrógeno, helio, oxígeno, sodio, potasio y calcio y ahora se agrega magnesio, gracias una vez más al descubrimiento del MESSENGER. De la misma forma, se ha calculado que la proporción de potasio a torio es similar a la que existe en Venus, Marte y la Tierra, lo cual significa que Mercurio no ha perdido sus elementos volátiles y esto a su vez descarta algunos de los modelos que se tenían antes acerca de la formación e historia del inicio de este planeta.
La siguiente gráfica muestra los 4 planetas terrestres y la luna, de acuerdo a su distancia del sol. Para cada uno de ellos se tiene ahora el valor de la proporción de potasio a torio. Dado que el potasio es un elemento volátil y que el torio es un elemento refractario, esta proporción representa adecuadamente los procesos termales que fraccionan a los elementos por su volatilidad. Por ejemplo, la proporción de estos elementos en la Luna (360) es mucho más baja que en la Tierra (3000), lo cual indica la gran pérdida que hubo de volátiles durante la formación por impacto de la Luna. Como ahora MESSENGER por medio de su espectrómetro de rayos-gamma y de neutrones (GSRN por sus siglas en inglés) ha determinado que la proporción en Mercurio es de 6000 (comparable a los valores de Venus, la Tierra y Marte), esto ha eliminado algunas teorías que se tenían acerca de la formación de Mercurio.
A manera de contexto, en la entrada anterior acerca de Mercurio y MESSENGER (dentro de este blog) mencionaba que la nave estará estudiando al planeta más pequeño de nuestro sistema solar todo un año para recabar el máximo de información respecto al mismo y tratar así de contestar seis preguntas claves acerca de él. Los nuevos datos dan algunas respuestas a cuatro de estas preguntas, como trataré de resumir en seguida.
Pregunta 2: ¿Cuál es la historia geológica de Mercurio? - Antes de la misión de MESSENGER, sólo se había fotografiado un 45% de la superficie de Mercurio por una nave. Ahora ya casi un 98% de Mercurio está fotografiado en detalle. Una de las imágenes estudiadas muestra el material que fluyó de un impacto y de allí se ha determinado que la capa del planeta es heterogénea pues está compuesta en forma distinta a su entorno, tanto lateral como horizontalmente. También se sabe que hay una gran planicie cerca del polo norte que fue creada por depósitos volcánicos con varios kilómetros de espesor. La imagen delineada en amarillo muestra esa planicie en seguida.
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| Región del polo norte en Mercurio - NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Lab./Carnegie Inst. of Washington |
Pregunta 3: ¿Cuál es la naturaleza del campo magnético en Mercurio? - Gracias a MESSENGER se sabe ahora que el polo norte y el polo sur son muy diferentes entre sí, no como en nuestro planeta en donde los polos son simétricos. La asimetría que existe en Mercurio se ha notado por la posición en donde se halla el ecuador magnético, el cual está a 480 kms. al norte del ecuador geográfico (en la Tierra ambos ecuadores coinciden). Además de esto, ahora se sabe que el polo sur tiene un área mayor expuesta a las cargadas partículas solares. Esto se muestra en la diferente geometría que existe en las líneas de campos magnéticos en las regiones polares norte y sur, como se puede ver a continuación:
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| Imagen de líneas de campos magnéticos en Mercurio - NASA/Univ. de Johns Hopkins/Inst. Carnegie de Washington |
Pregunta 5: ¿Cuáles son las substancias raras en los polos de Mercurio? - En imágenes de radar obtenidas anteriormente por el observatorio de Arecibo, se habían notado regiones cerca del polo muy brillantes, por la alta retrodispersión (backscatter) del radar y por eso se pensaba que hubiera algunos depósitos de hielo de agua y de otros compuestos en regiones frías que estuvieran siempre a la sombra. Con los estudios hechos usando el Altímetro Láser de Mercurio (MLA) se ha calculado que hay una alta probabilidad de que sí exista hielo en algunos fondos de cráteres a los que nunca les da el sol, a pesar de las altísimas temperaturas que hay durante el día, que llegan a un máximo de 700° K (427° C.). Pero como casi no hay atmósfera en el planeta, durante la noche la temperatura baja a cerca de 90° K (-183° C). Y como el eje del planeta no está inclinado como el de la Tierra, el sol no llega muy alto en el cielo en las regiones polares y por esa misma falta de atmósfera, el calor de las partes asoleadas no se expande mucho a las partes frías.
La imagen en blanco y negro que sigue es una composición de la imagen de radar de Arecibo (la parte que está con fondo negro es la del radar) con la nueva fotografía tomada por el MESSENGER sobrepuesta con el fondo claro, en donde se marca uno de los cráteres que se han medido a detalle con el MLA, por medio del círculo rojo:
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| NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Lab./Carnegie Inst. of Washington |
La siguiente gráfica en color muestra a detalle la profundidad del cráter mostrado arriba, después de las mediciones del MLA, en donde se establece que hay partes en el fondo que están permanentemente en la sombra, por lo que se puede explicar la existencia de hielo en esas áreas:
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| Mapa topográfico del cráter marcado en la foto anterior - El norte está en la posición de las 4. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Lab./Carnegie Inst. of Washington |
Pregunta 6: ¿Qué volátiles son importantes en Mercurio? - Se sabía que existe una capa muy delgada de gases que cubren al planeta como atmósfera, pero es tan tenue que se le llama "exosfera". Asimismo se sabía que había seis elementos en la exosfera: hidrógeno, helio, oxígeno, sodio, potasio y calcio y ahora se agrega magnesio, gracias una vez más al descubrimiento del MESSENGER. De la misma forma, se ha calculado que la proporción de potasio a torio es similar a la que existe en Venus, Marte y la Tierra, lo cual significa que Mercurio no ha perdido sus elementos volátiles y esto a su vez descarta algunos de los modelos que se tenían antes acerca de la formación e historia del inicio de este planeta.
La siguiente gráfica muestra los 4 planetas terrestres y la luna, de acuerdo a su distancia del sol. Para cada uno de ellos se tiene ahora el valor de la proporción de potasio a torio. Dado que el potasio es un elemento volátil y que el torio es un elemento refractario, esta proporción representa adecuadamente los procesos termales que fraccionan a los elementos por su volatilidad. Por ejemplo, la proporción de estos elementos en la Luna (360) es mucho más baja que en la Tierra (3000), lo cual indica la gran pérdida que hubo de volátiles durante la formación por impacto de la Luna. Como ahora MESSENGER por medio de su espectrómetro de rayos-gamma y de neutrones (GSRN por sus siglas en inglés) ha determinado que la proporción en Mercurio es de 6000 (comparable a los valores de Venus, la Tierra y Marte), esto ha eliminado algunas teorías que se tenían acerca de la formación de Mercurio.
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| Razón de potasio a torio en planetas terrestres y la luna - NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Lab./Carnegie Inst. of Washington |
Por último, no puedo dejar de mencionar el componente humano que juega un papel tan importante en esta misión. La lista del personal científico que está trabajando en esta misión es de admirar. Hay un equipo de cerca de 50 científicos colaborando desde varias universidades e institutos, enfocándose a distintas áreas de estudio. Al ver esta lista me dio mucho gusto notar que éste es un equipo internacional ya que incluye a científicos de Alemania, Grecia y de Canadá. Esto me pareció un ejemplo muy positivo de colaboración multinacional para el avance de la ciencia.
Referencias adicionales:
1. Artículo (de 6 páginas) "A new look at the planet Mercury" de Sean C. Solomon publicado en la revista Physics Today, Enero, 2011: http://messenger.jhuapl.edu/the_mission/publications/Solomon2011.pdf
2. Página con lista de presentaciones hechas acerca de la misión del MESSENGER, desde el 2005 a la fecha: http://messenger.jhuapl.edu/soc/presentations.html
3. Página con multimedia apoyando los reportes científicos presentados en la conferencia de prensa del 16 de junio: http://messenger.jhuapl.edu/news_room/presscon_multi9.html
4. Artículo académico: "Constraints on Mercury's Na exosphere: Combined MESSENGER and ground-based data" por un grupo de nueve autores, publicado en Icarus, Enero, 2011 (pg. 21-36): http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2010.10.019
5. Sitio del USGS Astrogeology "Map-a-Planet" que permite crear y bajar mapas de planetas y lunas basados en las imágenes compiladas por una variedad de misiones: http://www.mapaplanet.org/ - Muy recomendable y útil para explorar la gran cantidad de imágenes disponibles del sistema solar.
6. Sitio de la misión a Mercurio del MESSENGER de la NASA: http://www.nasa.gov/mission_pages/messenger/main/index.html
7. Nota de prensa del Instituto de Ciencias Planetarias, titulada “MESSENGER’s Data Offers Insights on Inner Planet”: http://www.psi.edu/news/press-releases#mercinnerplanet
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