Messenger (NASA) encuentra agua helada en los polos de Mercurio

Hoy se publican en Science Express tres artículos que muestran una evidencia muy firme para la existencia de agua en forma de hielo en los cráteres que se encuentran en sombra de forma permanente en los polos del planeta Mercurio; se cree que el origen de esta agua líquida está en los impactos de cometas y asteroides ricos en elementos volátiles. Estos tres resultados han sido obtenidos gracias al satélite Messenger de la NASA. El espectrómetro de neutrones de Messenger ha medido los neutrones de alta energía que se producen bajo la superficie del planeta a partir de los rayos cósmicos que inciden sobre el planeta; se ha observado un déficit de neutrones en los cráteres en sombra y se cree que es debido a su absorción por agua helada. Las medidas por radar indican zonas brillantes asociadas a la presencia de hidrógeno, lo que apunta a que el hielo está recubierto de una fina capa de hidrógeno. Las medidas topográficas indican que la distribución de hielo es estable, lo que indicaría que el hielo se acumula en las regiones permanentemente en sombra. Más información en la página web de Messenger. Los tres artículos técnicos son David J. Lawrence et al., “Evidence for Water Ice Near Mercury’s North Pole from MESSENGER Neutron Spectrometer Measurements,” Science Express, Nov. 29, 2012 [DOI], Gregory A. Neumann et al., “Bright and Dark Polar Deposits on Mercury: Evidence for Surface Volatiles,” Science Express, Nov. 29, 2012 [DOI], y David A. Paige et al., “Thermal Stability of Volatiles in the North Polar Region of Mercury,” Science Express, Nov. 29, 2012 [DOI].

Esta figura muestra cómo ha determinado el espectrómetro de neutrones de Messenger la presencia de agua helada. Los rayos cósmicos que inciden en los núcleos atómicos de los materiales de la corteza superficial de Mercurio (flecha amarilla gruesa) producen neutrones (flechas delgadas). Muchos de estos neutrones viajan varios metros bajo la superficie del planeta y lo abandonan escapando hacia el espacio; algunos son detectados por el espectrómetro de neutrones de Messenger que está orbitando el planeta. La presencia de una capad de agua helada de varios metros de espesor logra bloquear parte de estos neutrones. Las medidas de radar muestran regiones brillantes asociadas a capas de hidrógeno que recubren la capa de agua helada. Las medidas de radar indican que la región del polo norte de Mercurio en sombra permanente tiene una área de unos (1,25 a 1,46) × 1014 cm2; como se estima que la capa de hielo tiene un espesor entre 0,5 y 20 m, la masa total de agua oscila entre 6,2 × 1015 g y 2,9 × 1017 g. En el polo sur de Mercurio se estima que el área en sombra permanente es de unos (4,3 ± 1,4) × 1014 cm 2, luego la masa total de agua helada en el polo sur oscila entre 1,5 × 1016 y 1,1 × 1018 g. Sumando ambas cantidades, la masa total de hielo en las regiones polares está entre 2,1 × 1016 y 1,4 × 1018 g.

Las medidas de la topografía del polo norte de Mercurio mediante radar (Messenger envía pulsos a la superficie y mide el tiempo que tardan en retornar) confirman la presencia de elevaciones en los cráteres que están permantemente en sombra. Su posición y su grosor son compatibles con los resultados obtenidos con el espectrómetro de neutrones. Además, la medida de la reflectancia superficial indica la presencia de hidrógeno. Estos resultados confirman de forma independiente la presencia de una capa de hielo.

Las medidas de la temperatura superficial máxima en la superficie durante un período de dos años sobre la región del polo norte de Mercurio muestra que, aunque las regiones en el Ecuador que reciben luz directa del Sol alcanzan los 700 K (973 °C), las regiones en sombra permanente en los cráteres de los polos puede estar de forma permanente por debajo de 50 K (-253 °C). Más aún, la mayoría de los cráteres en los polos tienen alguna ladera orientada de tal forma que están en sombra y su temperatura máxima anual es inferior a 100 K (-173 °C). A estas temperaturas tan bajas el agua helada es térmicamente estable durante esacalas de tiempo de miles de millones de años. El buen ajuste en la posición de estas zonas con las medidas topográficas y de neutrones confirma de forma independiente el resultado previo.

Esta figura muy bien el mecanismo de formación de los depósitos de agua helada en Mercurio. Sobran las palabras.

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