Investigadores encuentran que el planeta pudo haber tenido un pasado dinámico
Jennifer Chu, MIT News Office. Original (en inglés).
Nuevas observaciones de una nave espacial orbitando Mercurio han revelado que el pequeño planeta alberga un interior muy inusual – y un vistazo de la topografía de la superficie de Mercurio por la nave sugiere que el planeta ha tenido una historia muy dinámica.
Las observaciones fueron tomadas por una sonda llamada MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging – Superficie, Ambiente Espacial, Geoquímica y Medición de Mercurio), la primera que alguna vez ha entrado en órbita alrededor de Mercurio. MESSENGER alcanzó la órbita de Mercurio en marzo del 2011, y desde entonces ha circulado el planeta dos veces al día, recolectando cerca de 100,000 imágenes y más de cuatro millones de mediciones de la superficie de Mercurio.
Un equipo de científicos de instituciones incluyendo al MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), la Institución Carnegie de Washington, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA han analizado los datos y mapeado precisamente la topografía del planeta y los campos gravitacionales. De los estimados de gravedad, el equipo encontró que Mercurio probablemente tiene una estructura interior inusual – un núcleo de hierro excepcionalmente grande recubierto por una capa sólida de sulfuro de hierro y un delgado manto y corteza exterior de silicato. De las mediciones topográficas, el equipo mapeó un gran número de cráteres en la superficie del planeta, realizando un descubrimiento sorpresivo: muchos de estos se han inclinado con el tiempo, sugiriendo que procesos dentro del planeta han deformado el terreno después de que los cráteres se formaron.
Lon investigadores detallan sus descubrimientos en dos revistas académicas publicadas esta semana en el diario “Science”.
“Anteriormente a las amplias observaciones del MESSENGER, muchos científicos creían que Mercurio era muy similar a la Luna – que se enfrió temprano en la historia del sistema solar, y que ha sido un planeta muerto a través de la mayoría de su evolución”, dice la coautora Maria Zuber, profesora de Geofísica en el MIT. “Ahora estamos encontrando evidencia convincente de una dinámica inusual dentro del planeta, indicando que Mercurio estuvo activo aparentemente por un largo tiempo”.
Misión mercuriana
Entrar en órbita alrededor de Mercurio no fue un logro sencillo, principalmente por su proximidad con el Sol. Cualquier nave espacial que se dirige hacia el planeta acelera, debido al poderoso campo gravitacional del Sol. Para contrarrestar el jalón del Sol y alentar a MESSENGER, el equipo de MESSENGER programó la sonda a que volara cerca de Venus dos veces, y Mercurio tres veces, antes de alentarse lo suficiente para ser capturado en la órbita de mercurio con la ayuda de un encendido del motor principal.
Tras entrar en la órbita de Mercurio, la nave espacial comenzó a medir las elevaciones de la superficie del planeta por medio de un altímetro láser. A través del rastreo por radio (el elemento), la sonda estimó el campo gravitacional del planeta. A través de la misión de un año, la nave espacial MESSENGER luchó con mareas desde el sol, que empujaron a la sonda fuera de su órbita óptima, así como lo que Zuber llama “presión de la luz solar” – fotones o paquetes de luz desde el sol que ejercen presión en la nave espacial. El equipo ajustó periódicamente la órbita de la sonda e hizo correcciones precisas a sus medidas para tomar en cuenta los efectos del sol, mapeando el campo gravitacional así como la elevación de la superficie del hemisferio norte de Mercurio.
Dentro y fuera
Las mediciones del equipo revelaron encuentros sorprendentes tanto en el interior del planeta como en su superficie. De los estimados gravitacionales de la sonda, el grupo dedujo que Mercurio probablemente tiene un núcleo enorme de hierro que incluye aproximadamente el 85 por ciento del radio del planeta. (En comparación el núcleo de la Tierra es alrededor de la mitad del radio en tamaño). Esto significa que el manto y y la corteza ocupan solo el 15 por ciento del radio exterior del planeta – aproximadamente tan delgado como la cáscara de una naranja, dice Zuber.
Los investigadores también razonaron, dado el campo gravitacional de Mercurio, que justo por encima de la capa fundida exterior del núcleo del planeta podría haber una capa sólida de hierro y azufre – un tipo de estructura en capas que no se conoce que exista en ningún otro planeta.
“Si el modelo de hierro y azufre es correcto, tendría implicaciones sobre como el dínamo dentro de Mercurio produce el campo magnético del planeta”, dice Gerald Schubert, profesor de ciencias de la Tierra y el espacio en la Univerdidad de Califoria en los Ángeles (UCLA), quien no participó en la investigación. “El proceso de generación del dínamo podría funcionar diferente en Mercurio comparado a la Tierra”.
El coautor Dave Smith, un científico investigador en el Departamento de las Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, dice que el proceso científico que llevó a los resultados del equipó fue todo un viaje por sí mismo.
“Teníamos una idea de la estructura interna de Mercurio, [pero] las observaciones iniciales no encajaban con la teoría entonces dudamos de las observaciones”, dice Smith. “Trabajamos más y concluimos que las observaciones eran correctas, y entonces retrabajamos la teoría para el interior de Mercurio para que encajara con las observaciones. Así es como se supone que trabaje la ciencia, y es un buen resultado”.
A través de mediciones con láser de la superficie del planeta, los investigadores mapearon múltiples características geológicas en el hemisferio norte de Mercurio, encontrando que el rango de elevaciones eran más pequeñas que las de Marte o la Luna. También observaron algo inesperado en la cuenca Caloris de Mercurio, el más grande cráter de Mercurio: porciones del piso del cráter estaban más elevadas que su borde, sugiriendo que fuerzas dentro del interior empujaron el cráter después del impacto inicial que lo creó.
Zuber y su equipo también identificaron un área de tierras bajas centrada aproximadamente en el polo norte de Mercurio que pudo haber migrado ahí en el curso de la evolución del planeta. Zuber explica que un proceso llamado deambulación polar puede causar que características geológicas se muevan alrededor de la superficie del planeta debido a la redistribución de masa dentro o fuera de un planeta por procesos geodinámicos.
Uno de dichos procesos de transporte de masa en el interior de un planeta es convección dentro del manto. Material viscoso dentro del manto circula y puede empujar fragmentos de la corteza hacia arriba y hacia afuera, cambiando el terreno alrededor del planeta. Dado el manto extremadamente delgado de Mercurio, como fue revelado por MESSENGER, Zuber dice que es un reto encender como la convección operó para elevar amplias extensiones del terreno a las elevaciones observadas.
“Es interesante pensar qué pudo haber causado la deformación observada”, dice Zuber. “Parace que hay algunas dinámicas inusuales ocurriendo dentro de Mercurio”.
Reimpreso con permiso de MIT News.
Enlaces
Película a color de la superficie de Mercurio capturada por MESSENGER (.mov)
Imagen
NASA/JHUAPL/CIW-DTM/GSFC/MIT/Brown Univ/; Renderizada por James Dickson
Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)