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Messenger Revela Novas Informações Sobre Mercúrio

As análises dos dados do terceiro e último sobrevôo da sonda Messenger ocorrido em Setembro de 2009 sobre Mercúrio, tem revelado as primeiras observações de emissões de uma espécie de exosfera ionizada de Mercúrio, novas informações sobre subtempestades magnéticas e a evidência de um vulcanismo na região mais interna do planeta mais jovem do que se imaginava anteriormente. Os resultados estão relatados em três artigos que estão disponíveis na internet na página Science Express da Revista Science.

A exosfera de Mercúrio é uma tênue atmosfera de átomos e íons derivados da superfície do planeta e do vento solar. As observações da exosfera fornecem uma janela dentro da qual existe uma intensa interação entre a superfície de Mercúrio e o ambiente espacial. Essas observações fornecem idéias sobre a composição da superfície, o transporte de material no planeta e a perda de material para o espaço interplanetário melhorando assim o nosso entendimento não somente sobre o estado atual do planeta mas também sobre a sua evolução.

As observações feitas pela sonda Messenger sobre a exosfera de Mercúrio indicam distribuições espaciais bem diferentes entre os elementos neutros e o ionizados na exosfera. O terceiro sobrevôo produziu o primeiro perfil detalhado de altitude das espécies exosféricas sobre os pólos norte e sul do planeta. “Esses perfis mostram uma variabilidade considerável entre as distribuições de sódio, cálcio e magnésio, indicando que alguns processos estão trabalhando e que dados processos podem afetar cada elemento de maneira um pouco diferente”, disse o cientista participante da missão Messenger e principal autor dos trabalhos Ron Vervack do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins.

Diferenças nas distribuições de sódio, cálcio e magnésio foram também observadas no lado escuro do planeta. “Uma feição marcante na região de borda do planeta é a emissão de átomos neutros de cálcio, que exibem um pico equatorial na direção que tem sido consistente tanto em localização como em intensidade pelos  três sobrevôos”. disse Vervack. “A exosfera de Mercúrio é altamente variável devido a própria órbita excêntrica do planeta e aos efeitos de mudança constante do ambiente. Essa distribuição de cálcio ter se mantido sem mudanças é uma completa surpresa”.

Um destaque entre as descobertas feitas durante o terceiro sobrevôo foram as primeiras observações da emissão de cálcio ionizado na exosfera de Mercúrio. “A emissão foi concentrada sobre uma área relativamente pequena com a maior parte da emissão ocorrendo próximo ao plano equatorial”, disse Vervack. “Essa distribuição concentrada não pode ser explicada pela conversão in-situ dos átomos de cálcio para íons de cálcio ao invés de pontos de transporte magnetosférico de íons a medida que mecanismos de concentração fossem observados. Embora esse transporte seja comum em magnetosferas planetárias, o grau com o qual ele pode afetar a distribuição das espécies na exosfera de Mercúrio não foi totalmente apreciado”.

Durante os primeiros dois sobrevôos de Mercúrio, a Messenger capturou imagens confirmando que o vulcanismo ocorreu no início da história do planeta. O terceiro sobrevôo da sonda revelou uma bacia de impacto com 290 km de diâmetro, entre as bacias mais jovens já observadas e denominada de Rachmaninoff, tendo um assoalho interno preenchido por planícies suaves espectralmente distintas.

As planícies encontradas no interior da Rachmaninoff são posteriores a formação da bacia e aparentemente se formaram a partir de material que fluiu sobre a superfície. “Nós interpretamos essas planícies como sendo os depósitos vulcânicos mais jovens que nós já encontramos em Mercúrio”, disse o principal autor do trabalho Louise Prockter. “Além disso, uma depressão irregular envolta por um halo difuso de material brilhante a nordeste da bacia marca uma candidata a um evento vulcânico explosivo maior do que qualquer um antes identificado em Mercúrio. Essas observações sugerem que o vulcanismo no planeta durou mais tempo do que se pensava anteriormente, talvez se estendendo na segunda metade da história do sistema solar”.

Subtempestades magnéticas são distúrbios do clima espacial que ocorrem intermitentemente na Terra algumas vezes por dia e dura de uma a três horas. Subtempestades terrestres são acompanhadas por uma série de outros fenômenos, como auroras  vistas nos céus do Ártico e da Antártica. Subtempestades são também associadas com partículas energéticas viajantes que podem causar problemas de comunicação na Terra, afetando principalmente os satélites localizados em órbitas geocincronizadas. Subtempestades magnéticas terrestres são energizadas pelo magnetismo guardado pela cauda magnética da Terra.

Durante o terceiro sobrevôo da Messenger sobre Mercúrio, o magnetômetro documentou pela primeira vez eventos semelhantes a subtempestades se formando ou sendo carregados pela energia da cauda magnética de Mercúrio. O aumento na energia que a Messenger mediu na cauda magnética de Mercúrio foi muito grande, e eles ocorreram de forma muito rápida gastando entre dois e três minutos para começarem a terminar. Esses aumentos na energia da cauda magnética em Mercúrio são dez vezes maiores do que os que ocorrem na Terra e os eventos similares a subtempestades são 50 vezes mais rápidos.

“O extremo carregamento e descarregamento da cauda observado em Mercúrio implica que a intensidade relativa das subtempestades são muito maiores do que aquelas que acontecem na Terra”, disse James A. Slavin físico espacial do Goddard Space Flight Center da NASA e membro da equipe de cientistas da Messenger. “Contudo o que é realmente mais animador é a correspondência entre a duração do aumento do campo na cauda e o ciclo de tempo Dungev, que descreve a circulação de plasma pela magnetosfera”.

“Com essas novas medidas da Messenger nós podemos mostrar pela primeira vez que o tempo de circulação de plasma Dungev determina a duração da subtempestade em outro planeta e não só na Terra, sugerindo que essa relação possa ser uma feição universal do tipo de magnetosferas terrestres”, diz Slavin. “Um aspecto chave do descarregamento durante a subtempestade terrestre é a aceleração das partículas de energia carregadas, mas nenhuma assinatura de aceleração foi vista durante o sobrevôo da Messenger. Parece que um novo mistério não será solucionado até que medidas mais intensas sejam feitas pela Messenger que ainda se encontra em órbita de Mercúrio”.

“Toda vez que encontramos com Mercúrio surgem novos fenômenos”, disse o principal investigador da Messenger, Sean Solomon, da Instituição Carnegie de Washington. “Nós estamos aprendendo que Mercúrio é um planeta extremamente dinâmico e tem sido assim durante toda a sua história. Uma vez que a Messenger seja inserida com sucesso na órbita de Mercúrio no próximo mês de Março, nós teremos um sensacional show”.

Fonte:

http://messenger.jhuapl.edu/news_room/details.php?id=148

Os artigos podem ser encontrados aqui:

http://www.sciencemag.org/sciencexpress/recent.dtl

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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