La superficie abrasadora de Mercurio parece un lugar poco probable para encontrar hielo, pero la investigación en las últimas tres décadas ha sugerido que el agua está congelada en la primera roca del sol, oculta en los cráteres que permanecen permanentemente a la sombra del solrayos abrasadores. Ahora, un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Brown sugiere que podría haber mucho más hielo en la superficie de Mercurio de lo que se pensaba anteriormente.
El estudio, publicado en Cartas de investigación geofísica , agrega tres nuevos miembros a la lista de cráteres cerca del polo norte de Mercurio que parecen albergar grandes depósitos de hielo en la superficie. Pero además de esos grandes depósitos, la investigación también muestra evidencia de que depósitos de menor escala se dispersaron alrededor del polo norte de Mercurio, ambosdentro de cráteres y en terreno sombreado entre cráteres. Esos depósitos pueden ser pequeños, pero podrían sumar mucho más hielo que no se había contabilizado anteriormente.
"La suposición ha sido que el hielo superficial en Mercurio existe predominantemente en grandes cráteres, pero también mostramos evidencia de estos depósitos a menor escala", dijo Ariel Deutsch, autor principal del estudio y candidato a doctorado en Brown."Agregar estos depósitos a pequeña escala a los depósitos grandes dentro de los cráteres aumenta significativamente el inventario de hielo superficial en Mercurio".
La idea de que Mercurio podría haber congelado el agua surgió en la década de 1990, cuando los telescopios de radar basados en la Tierra detectaron regiones altamente reflectantes dentro de varios cráteres cerca de los polos de Mercurio. El eje del planeta no tiene mucha inclinación, por lo que sus polos reciben poca luz solar directa,y los pisos de algunos cráteres no reciben luz solar directa. Sin una atmósfera que retenga el calor de las superficies circundantes, se ha calculado que las temperaturas en esas sombras eternas son lo suficientemente bajas como para que el hielo de agua sea estable. Eso aumentó la posibilidad de que "las regiones "brillantes de radar" podrían ser hielo.
Esa idea recibió un impulso después de que la sonda MESSENGER de la NASA ingresara a la órbita de Mercurio en 2011. La nave espacial detectó señales de neutrones del polo norte del planeta que eran consistentes con el hielo de agua.
Para este nuevo estudio, Deutsch trabajó con Gregory Neumann del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA para profundizar en los datos devueltos por MESSENGER. Observaron específicamente las lecturas del altímetro láser de la nave espacial. El dispositivo se utiliza principalmente para mapear la elevación,pero también se puede usar para rastrear la reflectancia de la superficie.
Neumann, un especialista en instrumentos para la misión MESSENGER, ayudó a calibrar la señal de reflectancia del altímetro, que puede variar dependiendo de si la medición se toma directamente desde arriba o en un ángulo oblicuo conocido como "fuera del nadir".permitió a los investigadores detectar depósitos de alta reflectancia consistentes con el hielo de la superficie en tres grandes cráteres para los que solo estaban disponibles las detecciones fuera del nadir.
La adición de esos cráteres al inventario de hielo de Mercurio es significativa. Deutsch estima que el área total de las tres láminas es de aproximadamente 3,400 kilómetros cuadrados, un poco más grande que el estado de Rhode Island.
Pero otro aspecto importante del trabajo es que los investigadores también analizaron los datos de reflectancia del terreno que rodea esos tres grandes cráteres. Ese terreno no es tan brillante como las capas de hielo dentro de los cráteres, pero es significativamente más brillante que el Mercurio promediosuperficie.
"Sugerimos que esta firma de reflectancia mejorada es impulsada por parches de hielo a pequeña escala que se extienden por todo este terreno", dijo Deutsch. "La mayoría de estos parches son demasiado pequeños para resolverlos individualmente con el instrumento altímetro, pero colectivamente contribuyena la reflectancia mejorada general "
Para buscar evidencia adicional de que existen depósitos de menor escala, los investigadores analizaron los datos del altímetro en busca de parches que fueran más pequeños que los grandes depósitos a base de cráter, pero aún lo suficientemente grandes como para resolverse con el altímetro. Encontraron cuatro,cada uno con diámetros de menos de aproximadamente 5 kilómetros.
"Estos cuatro fueron los que pudimos resolver con los instrumentos MESSENGER", dijo Deutsch. "Creemos que probablemente haya muchos, muchos más de estos, que varían en tamaños desde un kilómetro hasta unos pocos centímetros".
Saber que existen estos depósitos a pequeña escala, y que probablemente son la fuente de la superficie ligeramente más brillante fuera de los cráteres, podría aumentar drásticamente el inventario de hielo en Mercurio. Se cree que existen depósitos similares de hielo a pequeña escala en los polos deLa Luna. Los modelos de investigación han sugerido que la contabilidad de estos depósitos a pequeña escala duplica aproximadamente la cantidad de bienes raíces lunares que podrían albergar hielo. Lo mismo podría ser cierto en Mercurio, dicen los investigadores.
La forma en que este hielo polar pudo haber llegado a Mercurio en primer lugar sigue siendo una pregunta abierta, dice Deutsch. La hipótesis principal es que fue entregada por cometas ricos en agua o impactos de asteroides. Otra idea es que el hidrógeno pudo haber sidoimplantado en la superficie por el viento solar, que luego se combina con una fuente de oxígeno para formar agua.
Jim Head, asesor de doctorado de Deutsch y coautor de la investigación, dijo que el trabajo agrega una nueva perspectiva sobre una cuestión crítica en la ciencia planetaria.
"Una de las principales cosas que queremos entender es cómo se distribuye el agua y otros volátiles a través del sistema solar interno, incluida la Tierra, la Luna y nuestros vecinos planetarios", dijo Head. "Este estudio abre nuestros ojos a nuevos lugaresbuscar evidencia de agua, y sugiere que hay mucho más en Mercurio de lo que pensábamos "
El estudio fue apoyado por la NASA a través de la Beca de Graduados Harriet G. Jenkins NNX16AT19H y el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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