Scoperti nuovi territori nascosti su Mercurio

Il terzo sorvolo della sonda della NASA Messenger al di sopra del pianeta Mercurio ha fornito per la prima volta una visione pressoché completa della superficie del pianeta, rivelando alcuni cambiamenti drammatici della sua coda pseudo-cometaria.

“Le nuove immagini della Messenger ci ricordano che Mercurio è una continua sorpresa” dice Sean Solomon, ricercatore della missione e Direttore del Dipartimento di Magnetismo Terrestre presso il Carnegie Institution di Washington.

La Messenger ha sorvolato Mercurio il 29 settembre 2009, eseguendo una manovra di Gravity Assist (GA) destinata a facilitarne l’immissione in orbita nel 2011. Nonostante uno spegnimento temporaneo causato a sua volta dallo spegnimento dell’alimentazione durante un’eclissi di Sole, le fotocamere e gli strumenti della sonda hanno mostrato il 6% della superficie del pianeta mai visto finora così da vicino. Tra le zone finora nascoste ed ora svelate, c’è anche una regione pittoresca butterata di crateri da impatto e plasmata dall’attività vulcanica:

Area vulcanica

Questa immagine a colori intensificati è stata creata con una tecnica statistica che evidenzia le sottili variazioni di colore osservate attraverso gli 11 filtri della fotocamera wide-angle della Messenger: i colori sono il più delle volte collegati alla composizione del materiale sottostante – ingrandisci

La regione luminosa in alto a destra circonda una probabile apertura vulcanica da esplosione. Invece il bacino a doppio anello dal diametro di 290km, ben visibile in basso, presenta la parte centrale molto liscia, probabilmente il risultato di effusioni vulcaniche.

“Questo bacino vulcanico doppio, osservato in dettaglio per la prima volta, è veramente ben conservato” sottolinea Brett Denevi, del team che studia le immagini della sonda e ricercatore all’Arizona State University ,”Il fondo all’interno di questo bacino doppio è inoltre più giovane del cratere stesso e differisce come colore rispetto ai terreni circostanti. Forse abbiamo scoperto su Mercurio il materiale vulcanico più giovane”.

Mercurio

Un’immagine a colori della superficie di Mercurio realizzata il 29 settembre 2009. I filtri a 100, 700 e 430 nm sono stati combinati nei tre colori primari (rosso, verde e blu) per creare quest’immagine a colori, con una risoluzione di circa 5km/pixel. Solo il 6% della superficie di Mercurio in questa immagine non era mai stato osservato da sonde e la maggior parte delle misurazioni da parte degli altri strumenti di bordo del Messenger è stata effettuata poco prima del sorvolo a distanza ravvicinata – ingrandisci

Uno degli strumenti di bordo del Messenger ha effettuato la maggior parte delle osservazioni a tutt’oggi a disposizione dell’atmosfera ultrasottile di Mercurio, detta “esosfera”. Il materiale che compone l’esosfera proviene principalmente dalla superficie del pianeta, proiettato verso l’alto dalla radiazione solare, dal bombardamento del vento solare e dalla vaporizzazione del terreno dovuta ai meteoroidi:

esosfera di Mercurio

Ecco la rappresentazione delle maggiori sorgenti e dei processi di perdita che contribuiscono a mantenere l’esosfera di Mercurio. Sulla sinistra sono sintetizzati i tre processi che concorrono a formare il materiale dell’esosfera – ingrandisci

Il primo effetto è dato dall’eccitazione delle particelle o molecole della superficie da parte dei fotoni solari e dal riscaldamento della superficie, che provoca l’evaporazione di atomi e molecole: entrambi questi processi sono a bassa energia, cosicché la maggior parte del materiale rilasciato raggiunge solo basse altitudini ed in genere ritorna sulla superficie.

Il secondo effetto, lo sputtering di ioni, avviene quando gli ioni del vento solare o della magnetosfera di Mercurio impattano la superficie, facendone saltar via atomi e molecole.

Il terzo effetto è la vaporizzazione che avviene quando meteoroidi, in genere particelle di polvere, impattano la superficie del pianeta a grande velocità, facendo sì che il materiale superficiale vaporizzi.

Lo sputtering di ioni e la vaporizzazione da impatto sono invece processi ad alta energia ed allora il materiale espulso può arrivare pure a grandi altezze.

Tutto il materiale componente l’esosfera viene accelerato dalla pressione di radiazione, in direzione opposta a quella del Sole: atomi e molecole che si trovano ad altezze tali da contrastare efficacemente l’influenza gravitazionale del pianeta, entrano così a far parte della coda neutra di Mercurio, e i componenti neutri di questa coda abbandonano il sistema di Mercurio o vengono ionizzati dalla radiazione solare. Anche il materiale ionizzato può scappare via lungo le linee di forza aperte del $campo$ magnetico, ma alcuni degli ioni ritornano alla superficie a causa del magnetismo del pianeta

Questo involucro gassoso viene allungato dalla pressione della radiazione solare a formare una lunga coda simil-cometaria, che sembra cambiare così come Mercurio si sposta nella sua orbita intorno al Sole.

“Una testimonianza eclatante di quello che chiamiamo l’effetto stagionale dell’esosfera di Mercurio è che la coda di sodio neutro, così appariscente nei primi due sorvoli, è ora invece sostanzialmente ridotta come estensione” dice Ronvervack, scienziato del Laboratorio di Fisica Applicata della John Hopkins University.

coda simil-cometaria di Mercurio

La coda simil-cometaria di Mercurio composta da sodio neutro è sostanzialmente diminuita in lunghezza rispetto al secondo flyby di Mercurio avvenuto nell’ottobre 2008

Questa differenza è collegata a variazioni attese della pressione di radiazione solare, mentre Mercurio si muove nella sua orbita ellittica” aggiunge Vervack, “L’esosfera di Mercurio è una delle più dinaniche nel Sistema Solare”.

C’è da aggiungere che le osservazioni stanno mostrando che il calcio e il magnesio all’interno dell’esosfera rivelano cambiamenti stagionali differenti rispetto al sodio: di questo fatto gli studiosi non sanno ancora dare una spiegazione.

Quando la sonda Messenger nel 2011 entrerà in orbita di Mercurio, potrà effettuare lo studio di tutti i cambiamenti stagionali nei componenti dell’esosfera. Ciò migliorerà la comprensione dell’importanza relativa dei tre processi visti prima nella creazione, mantenimento e modifica dell’atmosfera di Mercurio.

Ora circa il 98% della superficie di Mercurio è stata fotografata dalla sonda della NASA. Dopo che entrerà in orbita, la Messenger osserverà le regioni polari, che ancora rimangono la zona conosciuta della superficie di Mercurio.

Articolo in lingua originale

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12 Commenti

  1. @Pierluigi
    magari potremmo usare la coda di mercurio per misurare direttamente la febbre del Sole, senza la coperta protrettrice della nostra atmosfera…. 😯

  2. Ma tutta la coda viene spedita verso l’esterno del sistema solare, o una parte rimane nell’orbita? Lo chiedo perchè mi è saltato in mente che parte dei meteoridi possa essere di origine di Mercurio stesso…

  3. @Andrea
    devi pensare che la “coda di particelle” (formata da ioni ed atomi) si estende in direzione opposta al sole: facciamo un po’ di geometria spicciola, a livello medie-liceo… Supponiamo che l’orbita di mercurio sia un cerchio con il sole nel centro: la coda segue sempre il raggio (è un suo prolungamento) e rimane in ogni punto perpendicolare alla circonferenza. Giusto? Analogo discorso se consideriamo un’orbita ellittica e il sole in uno dei fuochi: la coda è sempre opposta al sole (quindi radiale) e non si disporrà mai lungo l’orbita, come fanno invece le particelle di una cometa.
    Ti tornano i conti? O almeno, ho capito io cosa volevi dire? 😉

  4. Da sempre,parlando con altre persone di pianeti, Mercurio è stato il più sottovalutato, e ora sembra che si stia prendendo la sua rivincita, anche con gli scienziati 😯 … credo che questa missione non mancherà di stupirci, anzi, ci ha fatto notare quanto ancora c’è da sapere su questo pianeta…sono curioso di vedere quali saranno i suoi sviluppi una volta che Messenger sia in orbita…

    P.S.: chiedo scusa per questo fuori tema, ma volevo mostrarvi un video sull’ universo che ho trovato girovagando sul web, per sapere magari la vostra opinione al riguardo: http://www.youtube.com/watch?v=eBTnVD_2ZNc
    a me è sembrato buono…chiedo scusa per l’eventuale tempo sottratto…

  5. @Vincenzo
    probabilmente Mercurio è stato da sempre snobbato dai non addetti ai lavori, per via del fatto che è elusivo, si osserva difficilmente (io in 40 anni di interesse per l’Astronomia l’ho visto solo una volta, dall’aereo, al tramonto!) e (per loro!) poco interessante. Invece no! 😯 😉
    Mercurio si prenderà una bella rivincita!
    Il filmato è molto bello, molto bella la musica dei Metallica rifatta da un’orchestra… peccato solo per qualche parola scritta male qua e là!! 🙄
    Almeno un filmato serio, che non parla di catastrofi false e inventate!

  6. @Vincenzo ,
    dal punto di vista dell’astrofilo è perfettamente vero ciò che dice Pieluigi. Lo stesso non vale però per gli scienziati. tanto è vero che hanno già fatto missioni “ad hoc” e che la BepiColombo dell’ESA (una delle più care in assoluto) va propio a trovare il piccolo pianeta. Sicuramente la sua evoluzione è stata meno importante di quella di altri pianeti, ma è uno scrigno fondamentale per leggere avvenimenti relativi ai primordi del sistema Solare.

  7. @pierluigi
    è vero, Mercurio è davvero difficile da osservare con un telescopio (io ci ho provato una sera, ma senza il filtro per il sole e senza una grande esperienza ho dovuto subito rinunciare… 🙁 )…
    Condivido anche ciò che ha detto per il video, almeno tra tutti coloro che contribuiscono a diffondere paure ed ansie con le loro storielle di fantascienza, vi sono anche altre persone che hanno a cuore di diffondere qualcosa che valga veramente la pena di conoscere…

  8. @enzo
    Ho letto varie notizie sulla nuova missione…se non sbaglio dovrebbe essere previsto anche un lander sulla superficie del pianeta…(è un po’ anche un onore dal punto di vista nazionale, dato che porta il nome di un fisico Italiano 😀 )

  9. @Vincenzo,
    esattamente. Bepi Colombo è stato uno dei più grandi scienziati italiani in assoluto. Ho avuto l’onore di conoscerlo e bere anche qualche “grappino” con lui (ne andava matto). E’ morto giovane, lasciando un gran vuoto.

  10. Grazie PierLuigi. Hai capito perfettamente quel che chiedevo… mi era sorta la curiosità pensando se potessero esserci particelle che, a causa delle proprie dimensioni potessero nooìn essere spazzate dal vento solare e non facessero “in tempo” a ricadere sul pianeta

  11. ma se permettete che esprimo una mia opinione–il continuo ad insistere ad approfondire gli studi sui pianeti del sistema solare pur sapendo che solo su marte forse sarà possibile arrivare, quindi il continuo andare e spendere somme irrilevanti —con lo scopo di continuare approfondire le indagini che gia bene si conoscono oramai sui pianeti del sistema—-non vedo piu l,utilita—–continuerei invece a spendere per ulteriori conquiste spaziali, per viaggi interplaneteri con sonde ad alimentazione atomica ed continua utilizzando i gas elio, e tutto esistente nello spazio sin a raggiungere volocita superiore alla luce —-questo è scenza sotto un altro aspetto- altro che insistere per continuare ad osservare i vulcani di giove, saturno e quant,altro– antonio

  12. @antonio,
    c’è anche del vero in quanto tu dici, ma molte cose mi permetto di dire che non sono giuste. Innanzitutto non si vanno a visitare i pianeti solo per poterci arrivare con i nostri piedi un bel giorno. anzi proprio il contrario! La missione Cassini, ad esempio, sta regalandoci continuamente nuove scoperte di estrema importanza. Forse Encelado ha un mare tiepido sotterraneo che potrebbe ospitare forme bilogiche primitive. Su titano c’è un ciclo idrologico. E poi i satelliti di Giove: Europa è ancora un mistero e potrebbe rapprestare una vera incubatrice. E che ne sappiamo ancora di Plurone, dei Kuiper belt, degli asteroidi più grandi? Non è assolutamente vero che li conosciamo abbastanza bene da considerarli un capitolo chiuso… Per studiare invece mondi lontanissimi la tecnologia sta facendo passi da gigante e ci permetterà di viaggiare ancora più veloce della luce nel ritmo delle conquiste che si fanno di mese in mese. Credi sia facile dire: dobbiamo studiare motori che raggiungano velocità superiori a quelle della luce. vorrebbe dire distruggere la fisica moderna ed inventarne una nuova. E credi che basti una bacchetta magica?
    L’unico pianeta iperstudiato, forse, è proprio Marte. Lì si spendono veramente troppi soldi proprio con l’alibi di mandarci l’uomo. Se ne potrebbe fare benissimo a meno. ma la vera motivazione è di immagine e non di vera scienza.
    Molta umiltà, caro Antonio, dobbiamo ammettere che sappiamo ancora ben poco della nostra casetta cosmica. a tal punto che non sappiamo nemmeno come il Sole che ci ha creato influenzi la nostra temperatura….