Residuos del Encke sobre Mercurio

Mercurio recibe una lluvia de meteoros del cometa Encke

El planeta Mercurio está siendo apedreado regularmente por partículas de polvo de un antiguo cometa, de acuerdo con un nuevo estudio. Esto tiene un efecto discernible en la tenue atmósfera del planeta y puede dar lugar a un nuevo paradigma sobre la forma en que estos cuerpos sin aire mantienen sus envolturas etéreas.

Mercurio parece experimentar una lluvia recurrente de meteoros cuando su órbita cruza el rastro de escombros dejados por el cometa Encke. (representación artística)

Crédito: NASA / Goddard

Los hallazgos se presentarán en la reunión anual de la Division of Planetary Sciences de la American Astronomical Society en National Harbor, Maryland, por Apostolos Christou, del Observatorio Armagh de Irlanda del Norte, Rosemary Killen del Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, y Matthew Burguer, de la Morgan State University, de Baltimore, quien trabaja en el Centro Goddard.

Los terrícolas no somos ajenos a los efectos del polvo cometario en un planeta y su entorno. En una noche clara y sin luna, somos testigos de la desaparición de innumerables granos de polvo cometario que se queman en la atmósfera de la Tierra en forma de meteoros o “estrellas fugaces”. En ciertas épocas del año, su número aumenta exponencialmente, creando un espectáculo natural de fuegos artificiales: una lluvia de meteoros. Esto se debe a que la Tierra pasa a través de una corriente de partículas de polvo dejadas por ciertos cometas.

Una de las lluvias más conocidas, las Perseidas de agosto, tiene su origen en el cometa Swift-Tuttle, que fue visto por última vez en 1992 y no va a estar de vuelta en el sistema solar interior hasta dentro de otro siglo. Pero la Tierra no es el único planeta en el sistema solar que atraviesa el polvo de los cometas de esta manera. El año pasado, el cometa Siding Spring estuvo a 100.000 millas de Marte, cargando su atmósfera superior con varias toneladas de material cometario. Las secuelas fueron registradas por los instrumentos a bordo de varias naves espaciales en la órbita de Marte, como la misión de la NASA “Mars Atmosphere and Volatile Evolution” y la “Mars Express” de la ESA.

Siempre se ha considerado a la Luna y Mercurio como cuerpos sin atmósfera. Pero se sabe, desde la época de los alunizajes del Apolo, que están rodeados por nubes de partículas atómicas, ya sea lanzadas desde la superficie o traídas por el viento solar. Aunque débil en comparación con las densas atmósferas de la Tierra o Marte, el registro observacional ha revelado estas “exosferas sujetas a la superficie” como entidades complejas y dinámicas, fascinantes para ser estudiadas por derecho propio.

La MErcury Surface Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER) de la NASA, la primera nave espacial en orbitar Mercurio, registró cómo ciertas especies en la exosfera varían con el tiempo. Los análisis de los datos relizados por Burger y sus colegas encontraron un patrón en la variación del elemento calcio que se repite de un año de Mercurio al siguiente. Para investigarlo, Killen se asoció con Joe Hahn, del Space Science Institute, con sede en Austin, Texas, para entender lo que sucede cuando Mercurio se abre camino a través de la llamada nube zodiacal de polvo interplanetario en torno al Sol y su superficie es acribillada por meteoroides a alta velocidad.

Los investigadores encontraron que tanto la cantidad observada de calcio como el patrón en el que varía podrían explicarse en términos de material arrojado a la superficie del planeta por los impactos. Pero una característica de los datos no tenía sentido: el pico de emisión de calcio se ve justo después de Mercurio pasa por su perihelio – el punto de su órbita más cercano al Sol – mientras que el modelo de Killen y Hahn predice que el pico que se produzca justo antes perihelio. Algo faltaba.

Ese “algo” llegó en la forma de una corriente de polvo cometario. Descubierto en el siglo 18, el cometa Encke lleva el nombre del matemático alemán que primero calculó su órbita. Es el cometa con un periodo más corto, volviendo al perihelio cada 3,3 años a una distancia de 31 millones de millas (casi 50 millones de kilómetros) del Sol. Su órbita, y la de las partículas de polvo lanzadas fuera de él, es lo suficientemente estable como para, durante milenios, formar una densa corriente de polvo. Killen y Hahn propusieron que el polvo del cometa Encke impactando contra Mercurio podría levantar más calcio de la superficie y explicar lo que estaba registrando MESSENGER. Seguía faltando algo, sin embargo. Por un lado, Encke está más cerca de la órbita de Mercurio alrededor de una semana más tarde que el pico de calcio. Los investigadores postularon que la evolución del torrente de polvo durante miles de años la habría de alguna manera desplazado de la órbita actual cometa del Encke.

¿Qué estaba causando ese desplazamiento? Para averiguarlo, Killen y Burger se asociaron con Christou para simular la evolución de la corriente del Encke durante varias decenas de miles de años – la vida útil probable del cometa. Christou tuvo que calcular primero una “estimación aproximada” de la órbita del cometa muchos miles de años antes de que fuera observado por primera vez. A partir de ese momento, siguió una nube de granos de polvo simulados lanzados desde el núcleo del cometa para averiguar si – y, más importante, donde – sus órbitas actuales se cruzarían con Mercurio. Él encontró que el polvo, en lugar de desplazarse fuera de la órbita del cometa, simplemente se extendió a lo largo de ella, formando un torrente que se encuentra con Mercurio exactamente cuando el cometa lo hace.

Luego se volvió a ejecutar el modelo, para permitir una interacción sutil entre los granos de polvo y la luz solar llamado efecto Poynting-Robertson. Esto crea una fuerza adicional, aunque pequeña, en los granos que, durante largos períodos de tiempo, podría aportar un cambio significativo en la órbita. El resultado fue que la órbita del torrente en las simulaciones se movió detrás de la órbita del cometa y hacia el lugar en el que se observó el pico de emisión de calcio. Por otra parte, el tamaño del desplazamiento depende del tamaño de los granos de polvo – granos más grandes producen una fuerza de arrastre más pequeña – y de cuánto tiempo atrás se liberaron del cometa. Christou descubrió que podía reproducir el momento del pico de calcio para los granos de un milímetro o menos de tamaño, expulsados del Encke hace entre 10.000 y 20.000 años. Esto es coherente con lo que sabemos del polvo cometario: grandes cantidades de granos cometarios de milímetros de tamaño entran en la atmósfera de la Tierra cada día, creando meteoros visibles. También está de acuerdo con la mejor estimación actual de la edad del enjambre en base a estudios de meteoros desde Tierra.

“Encontrar que podemos mover la ubicación del torrente para que coincida con las observaciones de Messenger es gratificante, pero el hecho de que el desplazamiento está de acuerdo con lo que sabemos de Encke y de su flujo por fuentes independientes nos hace estar seguros de que la relación causa-efecto es real”, explicó Christou.

El trabajo ha sentado un precedente interesante sobre la importancia de las diferentes poblaciones de polvo en la producción de la exosfera.

“Ya sabíamos que los impactos fueron importantes en la producción de las exosferas”, dijo Killen. “Lo que no sabíamos era la importancia relativa de las corrientes cometarias más el polvo zodiacal. Al parecer, las corrientes cometarias pueden tener un enorme, pero periódico, efecto”.

Killen espera con interés la búsqueda de la firma de la corriente del Encke en otras especies exosféricas. “Esta será una nueva confirmación de la relación”, agregó.

Un artículo que describe la investigación apareció en la edición del 28 de septiembre de “Geophysical Research Letters”.

Fuente: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/11/151110171351.htm

Traducción: Alberto Anunziato (Paraná, Argentina)

Acerca de Luis Mansilla

Espacio dedicado al estudio y observación de estos Cuerpos Menores del Sistema Solar.

Publicado el 20/11/2015 en Restos cometarios sobre Mercurio y etiquetado en . Guarda el enlace permanente. Comentarios desactivados en Residuos del Encke sobre Mercurio.

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