Nueva evidencia de hielo en Mercurio

9 de diciembre de 2012: Nuevos datos proporcionados por la nave espacial MESSENGER (acrónimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging, en idioma inglés o Superficie, Ambiente espacial, Geoquímica y Cálculo de la Distancia de Mercurio, en idioma español), de la NASA, sugieren que hay suficiente hielo en Mercurio como para recubrir todo el Capitolio de Estados Unidos.
"Los nuevos datos indican que el hielo en las regiones polares de Mercurio, si se extendiera sobre un área del tamaño de Washington, D.C., tendría más de 3,2 kilómetros (2 millas) de espesor", dijo David Lawrence, quien es un científico que participó en el proyecto MESSENGER, en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory o APL, por su sigla en idioma inglés), ubicado en Laurel, Maryland. Lawrence es autor principal de uno de los tres artículos que describen los hallazgos en la edición en línea de Science Express.

 

 Polo norte de Mercurio. El color rojo indica las áreas que están en sombra en todas las imágenes tomadas por MESSENGER hasta la fecha. (El mapeo de las sombras está todavía incompleto cerca del polo). El color amarillo muestra la ubicación de los depósitos polares brillantes fotografiados por un radar con base en tierra. Actualización de NL Chabot y colaboradores, de la revista científica Journal of Geophysical Research, 117, doi: 10.1029/2012JE004172 (2012). Más información

 

Dada su proximidad al Sol, Mercurio parecería ser un lugar poco probable para encontrar hielo. Pero la inclinación del eje de rotación de Mercurio es casi cero (menos que un grado), por lo que hay huecos en los polos del planeta que nunca reciben la luz del Sol. Los científicos sugirieron hace décadas que el hielo podría quedar atrapado en esas zonas en sombra de los polos de Mercurio.
La idea recibió impulso en 1991, cuando el radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico, detectó parches inusualmente brillantes en el radar, los cuales estaban ubicados en los polos de Mercurio. Estos parches son manchas que reflejan las ondas de radio tal como se esperaría si hubiera hielo. Muchos de estos parches corresponden a la ubicación de grandes cráteres de impacto que fueron mapeados por la nave espacial Mariner 10 en la década de 1970. Pero los investigadores no estaban seguros de si los parches brillantes en el radar, detectados por Arecibo, correspondían a lugares en sombras en los cráteres.

La llegada de la nave espacial MESSENGER a Mercurio, el año último, cambió eso. Las imágenes tomadas por el Sistema Dual de Obtención de Imágenes de Mercurio, en 2011 y a principios de este año, muestran que los rasgos brillantes en el radar, los cuales corresponden a los polos norte y sur de Mercurio, se encuentran dentro de las regiones en sombras sobre la superficie de Mercurio.
Ahora, los datos más recientes proporcionados por MESSENGER confirman que el hielo es el componente principal de los depósitos polares en el norte de Mercurio. En los lugares más fríos, el hielo está expuesto en la superficie. En lugares levemente más cálidos, algún tipo de material aislante oscuro parece cubrir el hielo.
MESSENGER utiliza espectroscopia de neutrones para medir las concentraciones promedio de hidrógeno dentro de las regiones brillantes de Mercurio que aparecen en el radar. Las concentraciones de hielo derivan, a su vez, de las mediciones de hidrógeno. Esto es posible porque el agua, o H₂O, tiene dos partes de hidrógeno.
"Los datos sobre los neutrones indican que los depósitos polares de Mercurio, brillantes en el radar, contienen en promedio una capa rica en hidrógeno cuyo espesor supera las decenas de centímetros por debajo de una capa superficial, que posee de 10 a 20 centímetros de espesor, que es menos rica en hidrógeno", dice Lawrence. "La capa sepultada tiene un contenido de hidrógeno que se corresponde con hielo de agua casi pura".
Datos proporcionados por el Altímetro Láser de Mercurio (Mercury Laser Altimeter o MLA, por su sigla en idioma inglés), de MESSENGER, el cual ha disparado más de 10 millones de pulsos láser hacia Mercurio para confeccionar mapas detallados de la topografía del planeta, corroboran la hipótesis sobre el hielo, escribe Gregory Neumann, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales (Goddard Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA. En un segundo artículo, Neumann y sus colegas informan que las primeras mediciones hechas con láser de las regiones en sombra del polo norte revelan depósitos irregulares, oscuros y brillantes, cerca del polo norte de Mercurio.
"Nadie había visto antes estas regiones oscuras en Mercurio, así que fueron misteriosas al principio", dice Neumann.
Asimismo, Neumann sugiere que ambos materiales, tanto el oscuro como el brillante, fueron llevados a Mercurio por cometas o asteroides; un hallazgo corroborado en un tercer artículo dirigido por David Paige, de la Universidad de California en Los Ángeles.
"El material oscuro es probablemente una mezcla de compuestos orgánicos complejos liberados en Mercurio por los impactos de cometas y asteroides altamente volátiles, los mismos objetos que probablemente liberaron agua en el planeta más interior", dice Paige.
Este material oscuro aislante da un nuevo giro a la historia, agrega Sean Solomon, del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty, de la Universidad de Columbia. Solomon es el investigador principal de la misión MESSENGER. "Durante más de 20 años, el jurado ha estado deliberando sobre si el planeta más cercano al Sol alberga hielo abundante en las regiones polares que se encuentran permanentemente en sombras. MESSENGER ha proporcionado ahora un veredicto afirmativo unánime".
"Pero las nuevas observaciones también han planteado nuevas preguntas", añade Solomon. "¿Los materiales oscuros en los depósitos polares están formados principalmente por compuestos orgánicos? ¿Qué tipo de reacciones químicas ha experimentado ese material? ¿Existen regiones en o dentro de Mercurio que podrían tener tanto agua líquida como compuestos orgánicos? Sólo con la continua exploración de Mercurio podemos tener la esperanza de avanzar en estas nuevas preguntas".