Il 18 marzo 2011, la sonda MESSENGER è entrata in orbita attorno a Mercurio compiendo una ricognizione completa della geochimica, della geofisica, della storia geologica, dell'atmosfera, della magnetosfera, e dell'ambiente al plasma del pianeta.
MESSENGER sta fornendo una grande quantità di nuove informazioni e alcune importanti sorprese.
Per esempio, la composizione della superficie di Mercurio è diversa da quella attesa, mentre il suo campo magnetico ha una asimmetria Nord-Sud che colpisce l'interazione della superficie del pianeta con particelle cariche dal vento solare.
Decine di migliaia di immagini stanno rivelano le principali caratteristiche del pianeta in alta risoluzione per la prima volta nella storia.
Le misurazioni della composizione chimica della superficie del pianeta stanno fornendo importanti indizi sull'origine del pianeta e della sua storia geologica.
Le mappe della topografia e il campo magnetico stanno offrendo nuove prove sui processi interni e dinamici. Gli scienziati ora sanno che le particelle energetiche nella magnetosfera sono un prodotto dell'interazione continua del campo magnetico di Mercurio con il vento solare.
"MESSENGER ha superato una serie di tappe proprio questa settimana" ci dice il MESSENGER Principal Investigator Sean Solomon della Carnegie Institution.
La superficie in dettaglio delle
Immagini ottenute con il MESSENGER Mercury Dual Imaging System (MDI) sono state combinate in mappe per il primo sguardo globale sul pianeta in condizioni di visione ottimale. Nuove immagini mostrano la regione del polo nord che ospita una delle più grandi distese di pianure di depositi vulcanici del pianeta, con spessori fino a diversi chilometri. Le ampie distese di pianure confermano che gran parte del vulcanismo ha formato la crosta e ha proseguito in gran parte della storia di Mercurio, nonostante uno stato generale di "stress contractional" che tende a inibire l'estrusione di materiali vulcanici sulla superficie.
Tra le caratteristiche affascinanti osservate nelle immagini del passaggio ravvicinato di Mercurio sono stati i depositi brillanti irregolari su alcuni piani di cratere.
Nuove osservazioni con il MDIS sono state mirate a rivelare questi depositi irregolari che mostrano gruppi senza montatura, fosse irregolari con dimensioni orizzontali che vanno da centinaia di metri fino a diversi chilometri. Questi pozzi sono spesso circondati da aloni più diffusi di materiale riflettente, che si trovano associati con picchi centrali, anelli di picco e crateri a cerchio.
"L'aspetto di queste formazioni incise sono diverse da tutto ciò che abbiamo visto prima su Mercurio o sulla Luna", dice Brett Denevi, uno scienziato del personale presso la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) a Laurel, Maryland e membro della squadra di imaging di MESSENGER. "Siamo ancora discutendo sulla loro origine, ma sembrano avere un'età relativamente giovane e potrebbero suggerire una più abbondante componente volatile del previsto sulla crosta di Mercurio".
L'analisi della composizione di superficie con l'X-Ray Spectrometer (XRS) ha fatto alcune importanti scoperte fin dal suo primo inserimento in orbita. I rapporti di magnesio / silicio, di alluminio / silicio, calcio e / silicio su vaste aree della superficie del pianeta a differenza della superficie della Luna, non sono dominati da rocce ricche di feldspati. Le osservazioni di XRS hanno anche rivelato sostanziali quantità di zolfo sulla superficie sostenendo con suggerimenti da osservazioni terrestri, che sono presenti minerali di solfuro. Questa scoperta suggerisce che i mattoni originali di Mercurio potrebbero essere stati ossidati meno di quelli che formavano gli altri pianeti terrestri e potrebbero essere la chiave per comprendere la natura del vulcanismo su Mercurio.
Lo spettronomo a Raggi Gamma di neutroni ha rilevato il decadimento di isotopi radioattivi di potassio e torio e i ricercatori hanno determinato le abbondanze della maggior parte di questi elementi. Secondo Larry Nittler, uno scienziato della Carnegie Institution, "Inoltre, il rapporto dedotto di potassio di torio è simile a quello di altri pianeti terrestri, suggerendo che Mercurio non è molto impoverito in volatili, contrariamente ad alcune idee prima sulla sua origine."
L'altimetro laser di MESSENGER ha mappato la topografia dell'emisfero nord di Mercurio in dettaglio. La regione del polo nord, per esempio, è una vasta area di basse elevazioni. La gamma complessiva dell'altezza topografica vista fino ad oggi supera i 9 chilometri (5,5 miglia).
Precedenti immagini radar fatte dalla Terra hanno mostrato che a nord di Mercurio e al suo polo sud ci sono depositi probabilmente composti di ghiaccio d'acqua e forse, altre di granite conservate a freddo, su pavimenti permanentemente in ombra di crateri da impatto in alta latitudine.
L'altimetro di MESSENGER sta misurando la profondità dei crateri del pavimento vicino al polo nord. La profondità dei crateri polari con i depositi sostiene l'idea che queste zone siano perennemente in ombra.
La geometria del campo magnetico interno di Mercurio può potenzialmente consentire il rifiuto di alcune teorie su come si riteneva fosse generato. La sonda ha rilevato che l'equatore magnetico di Mercurio è ben più a nord rispetto all'equatore geografico del pianeta. Il campo magnetico dipolare si trova a circa 0,2 raggi o 480 km (298 miglia), a nord del centro del pianeta. Il meccanismo della dinamo responsabile della generazione del campo magnetico del pianeta ha quindi una forte asimmetria Nord-Sud.
Come risultato di questa asimmetria nord-sud, la geometria delle linee del campo magnetico è diversa a nord di Mercurio e delle regioni polari meridionali.
In particolare, il campo magnetico della "calotta polare", in cui linee di campo sono aperte al mezzo interplanetario è molto più vicino al polo sud. Questa geometria implica che la regione polare sud sia più esposta rispetto al nord delle particelle cariche riscaldate e accelerate dal vento solare. L'impatto di tali particelle cariche sulla superficie di Mercurio contribuisce sia alla generazione della tenue atmosfera del pianeta sia agli agenti atmosferici spaziali di materiali di superficie, entrambi i quali dovrebbero avere una asimmetria nord-sud.
Una delle scoperte più importanti fatte dal Mariner 10 nel 1974 fu la presenza di particelle energetiche simili alla magnetosfera della Terra.
Quattro esplosioni di particelle furono osservate al primo flyby, ed è stato sconcertante che tali eventi non sono stati rilevati da MESSENGER durante uno dei suoi tre passaggi ravvicinati.
Con MESSENGER ora in orbita quasi polare su Mercurio, gli eventi energetici vengono visti quasi come un orologio, ha detto Ralph McNutt del team.
"Scoppi di elettroni energetici, con energie da 10 volt kiloelectron (keV) a più di 200 keV, sono stati rilevati nella maggior parte delle orbite. Lo spettrometro di particelle energetiche ha dimostrato la presenza di elettroni piuttosto che ioni energetici a latitudini moderate.
La posizione latitudinale è del tutto coerente con gli eventi visti da Mariner 10".
Con una piccola magnetosfera e con la mancanza di una sostanziosa atmosfera, la generazione e distribuzione degli elettroni energetici è diversa da quelli al suolo. Un meccanismo candidato per la loro generazione potrebbe essere la formazione di un "doppio strato", una struttura al plasma con grandi campi elettrici lungo il campo magnetico locale. Un altro invece potrebbe essere l'induzione determinata da rapidi cambiamenti nel campo magnetico, un processo che segue il principio utilizzato sui generatori sulla Terra per produrre energia elettrica. I meccanismi al lavoro saranno studiati nei prossimi mesi.
"Stiamo assemblando una visione globale della natura e del funzionamento di Mercurio per la prima volta", ha sottolineato Salomon, "e molte delle nostre idee precedenti sono state messe da parte mentre le nuove osservazioni portano a nuove intuizioni.
La nostra missione principale ha a disposizione un altro anno su Mercurio e possiamo aspettarci altre sorprese dal pianeta più interno del nostro Sistema Solare".
Traduzione e adattamento a cura di Arthur McPaul
MESSENGER sta fornendo una grande quantità di nuove informazioni e alcune importanti sorprese.
Per esempio, la composizione della superficie di Mercurio è diversa da quella attesa, mentre il suo campo magnetico ha una asimmetria Nord-Sud che colpisce l'interazione della superficie del pianeta con particelle cariche dal vento solare.
Decine di migliaia di immagini stanno rivelano le principali caratteristiche del pianeta in alta risoluzione per la prima volta nella storia.
Le misurazioni della composizione chimica della superficie del pianeta stanno fornendo importanti indizi sull'origine del pianeta e della sua storia geologica.
Le mappe della topografia e il campo magnetico stanno offrendo nuove prove sui processi interni e dinamici. Gli scienziati ora sanno che le particelle energetiche nella magnetosfera sono un prodotto dell'interazione continua del campo magnetico di Mercurio con il vento solare.
"MESSENGER ha superato una serie di tappe proprio questa settimana" ci dice il MESSENGER Principal Investigator Sean Solomon della Carnegie Institution.
La superficie in dettaglio delle
Immagini ottenute con il MESSENGER Mercury Dual Imaging System (MDI) sono state combinate in mappe per il primo sguardo globale sul pianeta in condizioni di visione ottimale. Nuove immagini mostrano la regione del polo nord che ospita una delle più grandi distese di pianure di depositi vulcanici del pianeta, con spessori fino a diversi chilometri. Le ampie distese di pianure confermano che gran parte del vulcanismo ha formato la crosta e ha proseguito in gran parte della storia di Mercurio, nonostante uno stato generale di "stress contractional" che tende a inibire l'estrusione di materiali vulcanici sulla superficie.
Tra le caratteristiche affascinanti osservate nelle immagini del passaggio ravvicinato di Mercurio sono stati i depositi brillanti irregolari su alcuni piani di cratere.
Nuove osservazioni con il MDIS sono state mirate a rivelare questi depositi irregolari che mostrano gruppi senza montatura, fosse irregolari con dimensioni orizzontali che vanno da centinaia di metri fino a diversi chilometri. Questi pozzi sono spesso circondati da aloni più diffusi di materiale riflettente, che si trovano associati con picchi centrali, anelli di picco e crateri a cerchio.
"L'aspetto di queste formazioni incise sono diverse da tutto ciò che abbiamo visto prima su Mercurio o sulla Luna", dice Brett Denevi, uno scienziato del personale presso la Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) a Laurel, Maryland e membro della squadra di imaging di MESSENGER. "Siamo ancora discutendo sulla loro origine, ma sembrano avere un'età relativamente giovane e potrebbero suggerire una più abbondante componente volatile del previsto sulla crosta di Mercurio".
L'analisi della composizione di superficie con l'X-Ray Spectrometer (XRS) ha fatto alcune importanti scoperte fin dal suo primo inserimento in orbita. I rapporti di magnesio / silicio, di alluminio / silicio, calcio e / silicio su vaste aree della superficie del pianeta a differenza della superficie della Luna, non sono dominati da rocce ricche di feldspati. Le osservazioni di XRS hanno anche rivelato sostanziali quantità di zolfo sulla superficie sostenendo con suggerimenti da osservazioni terrestri, che sono presenti minerali di solfuro. Questa scoperta suggerisce che i mattoni originali di Mercurio potrebbero essere stati ossidati meno di quelli che formavano gli altri pianeti terrestri e potrebbero essere la chiave per comprendere la natura del vulcanismo su Mercurio.
Lo spettronomo a Raggi Gamma di neutroni ha rilevato il decadimento di isotopi radioattivi di potassio e torio e i ricercatori hanno determinato le abbondanze della maggior parte di questi elementi. Secondo Larry Nittler, uno scienziato della Carnegie Institution, "Inoltre, il rapporto dedotto di potassio di torio è simile a quello di altri pianeti terrestri, suggerendo che Mercurio non è molto impoverito in volatili, contrariamente ad alcune idee prima sulla sua origine."
L'altimetro laser di MESSENGER ha mappato la topografia dell'emisfero nord di Mercurio in dettaglio. La regione del polo nord, per esempio, è una vasta area di basse elevazioni. La gamma complessiva dell'altezza topografica vista fino ad oggi supera i 9 chilometri (5,5 miglia).
Precedenti immagini radar fatte dalla Terra hanno mostrato che a nord di Mercurio e al suo polo sud ci sono depositi probabilmente composti di ghiaccio d'acqua e forse, altre di granite conservate a freddo, su pavimenti permanentemente in ombra di crateri da impatto in alta latitudine.
L'altimetro di MESSENGER sta misurando la profondità dei crateri del pavimento vicino al polo nord. La profondità dei crateri polari con i depositi sostiene l'idea che queste zone siano perennemente in ombra.
La geometria del campo magnetico interno di Mercurio può potenzialmente consentire il rifiuto di alcune teorie su come si riteneva fosse generato. La sonda ha rilevato che l'equatore magnetico di Mercurio è ben più a nord rispetto all'equatore geografico del pianeta. Il campo magnetico dipolare si trova a circa 0,2 raggi o 480 km (298 miglia), a nord del centro del pianeta. Il meccanismo della dinamo responsabile della generazione del campo magnetico del pianeta ha quindi una forte asimmetria Nord-Sud.
Come risultato di questa asimmetria nord-sud, la geometria delle linee del campo magnetico è diversa a nord di Mercurio e delle regioni polari meridionali.
In particolare, il campo magnetico della "calotta polare", in cui linee di campo sono aperte al mezzo interplanetario è molto più vicino al polo sud. Questa geometria implica che la regione polare sud sia più esposta rispetto al nord delle particelle cariche riscaldate e accelerate dal vento solare. L'impatto di tali particelle cariche sulla superficie di Mercurio contribuisce sia alla generazione della tenue atmosfera del pianeta sia agli agenti atmosferici spaziali di materiali di superficie, entrambi i quali dovrebbero avere una asimmetria nord-sud.
Una delle scoperte più importanti fatte dal Mariner 10 nel 1974 fu la presenza di particelle energetiche simili alla magnetosfera della Terra.
Quattro esplosioni di particelle furono osservate al primo flyby, ed è stato sconcertante che tali eventi non sono stati rilevati da MESSENGER durante uno dei suoi tre passaggi ravvicinati.
Con MESSENGER ora in orbita quasi polare su Mercurio, gli eventi energetici vengono visti quasi come un orologio, ha detto Ralph McNutt del team.
"Scoppi di elettroni energetici, con energie da 10 volt kiloelectron (keV) a più di 200 keV, sono stati rilevati nella maggior parte delle orbite. Lo spettrometro di particelle energetiche ha dimostrato la presenza di elettroni piuttosto che ioni energetici a latitudini moderate.
La posizione latitudinale è del tutto coerente con gli eventi visti da Mariner 10".
Con una piccola magnetosfera e con la mancanza di una sostanziosa atmosfera, la generazione e distribuzione degli elettroni energetici è diversa da quelli al suolo. Un meccanismo candidato per la loro generazione potrebbe essere la formazione di un "doppio strato", una struttura al plasma con grandi campi elettrici lungo il campo magnetico locale. Un altro invece potrebbe essere l'induzione determinata da rapidi cambiamenti nel campo magnetico, un processo che segue il principio utilizzato sui generatori sulla Terra per produrre energia elettrica. I meccanismi al lavoro saranno studiati nei prossimi mesi.
"Stiamo assemblando una visione globale della natura e del funzionamento di Mercurio per la prima volta", ha sottolineato Salomon, "e molte delle nostre idee precedenti sono state messe da parte mentre le nuove osservazioni portano a nuove intuizioni.
La nostra missione principale ha a disposizione un altro anno su Mercurio e possiamo aspettarci altre sorprese dal pianeta più interno del nostro Sistema Solare".
Traduzione e adattamento a cura di Arthur McPaul
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