Come i tornado magnetici potrebbero rigenerare l'atmosfera di mercurio

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Rispetto alla Terra, Mercurio non ha molta atmosfera. Eppure i recenti flybys del veicolo spaziale MESSENGER hanno rivelato chiaramente che Mercury mantiene in qualche modo un sottile strato di gas vicino alla sua superficie. Da dove viene questa atmosfera?

"L'atmosfera di Mercury è così sottile, sarebbe svanita molto tempo fa se qualcosa non l'avesse riempita", afferma il Dr. James A. Slavin del Goddard Space Flight Center della NASA, Greenbelt, Md., Un co-investigatore della missione MESSENGER della NASA a Mercury.

Il vento solare potrebbe essere il colpevole. Un sottile gas di particelle cariche elettricamente chiamato plasma, il vento solare soffia costantemente dalla superficie del sole a circa 250 a 370 miglia al secondo (da circa 400 a 600 chilometri / secondo). Secondo Slavin, è abbastanza veloce da far esplodere la superficie di Mercurio attraverso un processo chiamato "sputtering", secondo Slavin. Alcuni atomi sputtered rimangono abbastanza vicini alla superficie da servire come un'atmosfera tenue ma misurabile.

Ma c'è un problema: il campo magnetico di Mercurio si frappone. Il primo flyby di MESSENGER il 14 gennaio 2008, ha confermato che il pianeta ha un campo magnetico globale, come scoperto per la prima volta dal veicolo spaziale Mariner 10 durante i suoi flybys del pianeta nel 1974 e nel 1975. Proprio come sulla Terra, il campo magnetico dovrebbe deviare le particelle cariche lontano dalla superficie del pianeta. Tuttavia, i campi magnetici globali sono scudi che perdono e, nelle giuste condizioni, sono noti per sviluppare buchi attraverso i quali il vento solare può colpire la superficie.

Durante il suo secondo sorvolo del pianeta il 6 ottobre 2008, MESSENGER ha scoperto che il campo magnetico di Mercurio può essere davvero estremamente permeabile. L'astronave ha incontrato "tornado" magnetici - fasci contorti di campi magnetici che collegano il campo magnetico planetario allo spazio interplanetario - che erano larghi fino a 500 miglia o un terzo del raggio del pianeta.

"Questi" tornado "si formano quando i campi magnetici trasportati dal vento solare si collegano al campo magnetico di Mercurio", ha detto Slavin. "Mentre il vento solare soffia oltre il campo di Mercurio, questi campi magnetici uniti vengono portati con sé e si trasformano in strutture simili a vortici. Questi tubi a flusso magnetico contorto, tecnicamente noti come eventi di trasferimento del flusso, formano finestre aperte nella schermatura magnetica del pianeta attraverso la quale il vento solare può entrare e influire direttamente sulla superficie di Mercurio ".

Venere, Terra e persino Marte hanno atmosfere spesse rispetto a Mercurio, quindi il vento solare non arriva mai sulla superficie di questi pianeti, anche se non vi è alcun campo magnetico globale sulla strada, come nel caso di Venere e Marte. Invece, colpisce l'atmosfera superiore di questi mondi, dove ha l'effetto opposto a quello su Mercurio, eliminando gradualmente il gas atmosferico mentre soffia.

Il processo di collegamento dei campi magnetici interplanetari e planetari, chiamato riconnessione magnetica, è comune in tutto il cosmo. Si verifica nel campo magnetico terrestre, dove genera anche tornado magnetici. Tuttavia, le osservazioni di MESSENGER mostrano che il tasso di riconnessione è dieci volte superiore a Mercurio.

"La vicinanza di Mercurio al sole rappresenta solo circa un terzo del tasso di riconnessione che vediamo", ha detto Slavin. "Sarà eccitante vedere cosa c'è di speciale in Mercurio per spiegare il resto. Otterremo ulteriori indizi dal terzo flyby di MESSENGER il 29 settembre 2009 e quando entreremo in orbita a marzo 2011. "

La ricerca di MESSENGER di Slavin è stata finanziata dalla NASA ed è oggetto di un articolo apparso sulla rivista Science il 1 ° maggio 2009.

MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) è un'indagine scientifica sponsorizzata dalla NASA sul pianeta Mercurio e la prima missione spaziale progettata per orbitare attorno al pianeta più vicino al Sole. La navicella spaziale MESSENGER lanciata il 3 agosto 2004 e dopo i sorvolamenti di Terra, Venere e Mercurio inizierà uno studio annuale del suo pianeta bersaglio nel marzo 2011. Il Dr. Sean C. Solomon, della Carnegie Institution di Washington, guida la missione come investigatore principale. Il laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University, Laurel, Md., Ha costruito e gestisce il veicolo spaziale MESSENGER e gestisce questa missione di classe Discovery per la NASA.

Fonte: NASA

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