Nave espacial detecta un extraño fenómeno en Mercurio

La mayoría de las misiones interplanetarias anteriores de la Agencia Espacial Europea (ESA) han sido a partes relativamente frías del Sistema Solar. BepiColombo será la primera experiencia de la agencia de enviar una sonda planetaria cerca del Sol.

La misión es especialmente desafiante porque la órbita de Mercurio está muy cerca de nuestra estrella. El planeta es difícil de observar desde la distancia, porque el Sol es muy brillante. Además, es de difícil acceso porque una nave espacial debe perder mucha energía para ‘caer’ hacia el planeta desde la Tierra. La enorme gravedad del Sol presenta un desafío para colocar una nave espacial en una órbita estable alrededor de Mercurio.

Solo el Mariner 10 y el Messenger de la Nasa han visitado Mercurio hasta ahora. Mariner 10 proporcionó las primeras imágenes de primer plano del planeta cuando pasó tres veces en 1974-1975. De camino a su destino final en órbita alrededor de Mercurio el 18 de marzo de 2011, Messenger sobrevoló el planeta 3 veces (14 de enero de 2008, 6 de octubre de 2008 y 29 de septiembre de 2009), proporcionando nuevos datos e imágenes. Una vez que BepiColombo llegue a fines de 2025, ayudará a revelar información sobre la composición y la historia de Mercurio. Debería descubrir más sobre la formación y la historia de los planetas interiores en general, incluida la Tierra.

Ahora, BepiColombo, la misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA), ha revelado cómo los electrones que llueven sobre la superficie de Mercurio pueden desencadenar auroras de alta energía.

La misión, que ha estado en ruta hacia el planeta más interno del Sistema Solar desde 2018, realizó con éxito su primer sobrevuelo de Mercurio el 1 de octubre de 2021. Un equipo internacional de investigadores analizó datos de tres de los instrumentos de BepiColombo durante el encuentro. Los resultados de este estudio se han publicado en la revista científica Nature Communications.

Las auroras terrestres son generadas por interacciones entre el viento solar, una corriente de partículas cargadas emitidas por el Sol, y una capa superior de la atmósfera terrestre cargada eléctricamente, llamada ionosfera. Como Mercurio solo tiene una atmósfera muy delgada, llamada exosfera, sus auroras son generadas por el viento solar que interactúa directamente con la superficie del planeta.

La misión BepiColombo consta de dos naves espaciales, el Orbitador Planetario de Mercurio (MPO) dirigido por la ESA, y el Orbitador Magnetosférico de Mercurio (MMO, llamado Mio después del lanzamiento) dirigido por JAXA, que actualmente se encuentran en una configuración acoplada para el crucero de siete años a la órbita final. Durante su primer sobrevuelo de Mercurio, Bepicolombo se abalanzó a solo 200 kilómetros sobre la superficie del planeta. Las observaciones de los instrumentos de plasma a bordo de Mio permitieron las primeras observaciones simultáneas de diferentes tipos de partículas cargadas del viento solar en las proximidades de Mercurio.

El autor principal del estudio, Sae Aizawa, del Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), ahora en el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (ISAS) de JAXA y la Universidad de Pisa, Italia, dijo en un comunicado que “por primera vez, hemos sido testigos de cómo los electrones se aceleran en la magnetosfera de Mercurio y se precipitan sobre la superficie del planeta. Si bien la magnetosfera de Mercurio es mucho más pequeña que la de la Tierra y tiene una estructura y una dinámica diferentes, tenemos la confirmación de que el mecanismo que genera las auroras es el mismo en todo el Sistema Solar”.

Durante el sobrevuelo, BepiColombo se acercó a Mercurio desde el lado nocturno del hemisferio norte e hizo su aproximación más cercana cerca del lado matutino del hemisferio sur. Observó la magnetosfera en el lado diurno del hemisferio sur y luego salió de la magnetosfera de regreso al viento solar. Sus instrumentos observaron con éxito la estructura y los límites de la magnetosfera, incluida la magnetopausa y el arco de choque. Los datos también mostraron que la magnetosfera estaba en un estado inusualmente comprimido, muy probablemente debido a las condiciones de alta presión en el viento solar.

La aceleración de los electrones parece ocurrir debido a procesos de plasma en el lado del amanecer de la magnetosfera de Mercurio. Los electrones de alta energía son transportados desde la región de la cola hacia el planeta, donde finalmente llueven sobre la superficie de Mercurio. Sin el impedimento de una atmósfera, interactúan con el material en la superficie y hacen que se emitan rayos X, lo que da como resultado un resplandor auroral. Aunque la misión Messenger de la Nasa había observado auroras antes en Mercurio, los procesos que desencadenan la fluorescencia de rayos X en la superficie no se han entendido bien ni se han presenciado directamente hasta la fecha.

El estudio fue realizado por un equipo de investigación compuesto por el Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) francés, la Universidad de Kyoto, ISAS, el Laboratoire de Physique des Plasmas (Francia), el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (Alemania) , el Instituto Sueco de Física Espacial, la Universidad de Osaka, la Universidad de Kanazawa y la Universidad de Tokai. El trabajo fue apoyado parcialmente a través de la financiación de la Infraestructura de Investigación Europlanet 2024 de la Comisión Europea bajo el acuerdo de subvención No 871149.