I poli magnetici della Terra si spostano nel tempo. Devono renderlo conto quando pianificano i loro voli.
Si spostano così tanto, infatti, che i poli magnetici si trovano in posizioni diverse rispetto ai poli geografici o all'asse di rotazione della Terra. Oggi, il polo nord magnetico della Terra si trova a 965 chilometri (600 miglia) dal suo polo geografico. Ora un nuovo studio afferma che lo stesso polo si sta spostando anche su Mercurio.
I poli magnetici della Terra ancorano la magnetosfera del nostro pianeta. La magnetosfera si estende nello spazio attorno al nostro pianeta e ci protegge dalle radiazioni solari. La magnetosfera e i suoi poli sono artefatti del nucleo fuso della Terra e gli scienziati pensano che anche il mercurio abbia un nucleo fuso.
Ma cosa, esattamente, fa andare alla deriva i pali? Il fenomeno si chiama deriva polare e sulla Terra è causato dalle variazioni del flusso di ferro fuso nel nucleo del pianeta. Sulla Terra, il polo magnetico nord si sposta di circa 55-60 chilometri (34-37 miglia) all'anno, Il polo magnetico sud si sposta di circa 10-15 chilometri (da sei a nove miglia) ogni anno. Anche i poli si capovolgono, e questo è successo circa 100 volte nella storia del pianeta.
Lo studio mostra che la stessa deriva polare sta probabilmente accadendo su Mercurio e che la storia dietro la deriva polare su quel pianeta è più complicata di quanto si pensi.
Il nuovo studio è stato pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Planets dell'American Geophysical Union. Si intitola "Vincolare la storia antica del mercurio e la sua core dinamo studiando il campo magnetico crostale". L'autrice principale è Joana S. Oliviera, astrofisica presso il Centro europeo di ricerca e tecnologia spaziale dell'Agenzia spaziale europea a Noordwijk.
Gli autori hanno fatto ampio affidamento sui dati raccolti dal veicolo spaziale MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry e Ranging) della NASA. Ha orbitato attorno a Mercurio dal 2011 al 2015 ed è stato il primo veicolo spaziale ad orbitare attorno al pianeta.
Uno degli strumenti di MESSENGER era un magnetometro che misurava in dettaglio il campo magnetico di Mercurio. L'orbita ellittica del veicolo spaziale lo portò a una distanza di 200 km dalla superficie. MESSENGER ha acquisito dati che mostrano deboli anomalie magnetiche nella superficie crustale di Mercurio associate a crateri da impatto.
Gli autori hanno ipotizzato che queste anomalie fossero dovute al ferro negli impattatori che hanno creato i crateri. Presumevano anche che mentre questo materiale fuso si raffreddava, era modellato dal campo magnetico di Mercurio.
Gli scienziati sanno che mentre la roccia ignea si raffredda, conserva una registrazione del campo magnetico del pianeta in quel momento. Finché quelle rocce contenevano materiale magnetico, si allineeranno con il campo del pianeta. Si chiama "magnetizzazione termoremanente". Mentre diverse rocce in diverse posizioni sulla Terra si raffreddavano in momenti diversi, ha creato una registrazione storica dei poli alla deriva della Terra. È così che sappiamo che i poli della Terra si sono capovolti in passato, l'ultima volta quasi 800.000 anni fa.
La chiave di tutto ciò è la magnetizzazione termoremanente. Come ha detto l'autore principale Oliviera in un comunicato stampa, "Se vogliamo trovare indizi del passato, facendo una sorta di archeologia del campo magnetico, allora le rocce devono essere magnetizzate termoremanenti".
Gli scienziati sono stati in grado di studiare il campo magnetico di Mercurio, ma non sono mai stati raccolti campioni di roccia. Nessun veicolo spaziale è mai atterrato su Mercurio. Per ovviare a questo, gli autori di questo studio si sono concentrati su cinque crateri da impatto sulla superficie e sui dati magnetici che MESSENGER ha raccolto quando si è avvicinato alla superficie di Mercurio.
Cinque crateri mostravano firme magnetiche diverse rispetto a MESSENGER misurate in tutto il mercurio. Questi crateri sono antichi, tra 3,8 e 4,1 miliardi di anni. I ricercatori hanno pensato che potrebbero contenere indizi sulla posizione degli antichi poli di Mercurio e su come sono cambiati nel tempo.
"Esistono diversi modelli di evoluzione del pianeta, ma nessuno ha utilizzato il campo magnetico crostale per ottenere l'evoluzione del pianeta", ha detto Oliveira.
Questi impatti hanno fuso la roccia e, man mano che la roccia si è raffreddata, ha conservato una registrazione del campo magnetico del pianeta. Hanno usato i dati magnetici di quei cinque crateri da impatto per modellare il campo magnetico di Mercurio nel tempo. Da ciò, sono stati in grado di stimare la posizione degli antichi poli magnetici di Mercurio, o "paleopoli".
I loro risultati furono sorprendenti e indicano la complicata natura magnetica di Mercurio. Scoprirono che gli antichi poli erano lontani dall'attuale polo magnetico sud e che probabilmente cambiarono nel tempo. Così tanto si aspettavano. Ma si aspettavano anche che i poli si raggruppassero in due punti vicini all'asse di rotazione di Mercurio, proprio come la Terra. Ma i poli furono distribuiti casualmente e, sorprendentemente, erano tutti nell'emisfero meridionale del pianeta.
Come dice il comunicato stampa, "I paleopoli non si allineano all'attuale polo nord magnetico di Mercurio o al sud geografico, indicando che il campo magnetico dipolare del pianeta si è spostato". Questa prova supporta l'idea che la storia magnetica di Mercurio sia molto diversa da quella terrestre. Supporta anche l'idea che Mercurio si sia spostato lungo il suo asse. Questo si chiama un vero vagabondo polare, quando cambiano le posizioni geografiche dei poli nord e sud.
Mentre la Terra ha un campo magnetico dipolare con un polo nord distinto e un polo sud, Mercurio è diverso. Attualmente ha un campo magnetico dipolare-quadrupolare con due poli e uno spostamento nell'equatore magnetico. Nei tempi antichi, secondo questo studio, potrebbe aver avuto lo stesso campo. Oppure, potrebbe aver avuto un campo multipolare, con "linee di campo magnetiche contorte come gli spaghetti" secondo Oliviera.
È qui che la nostra conoscenza delle linee del campo magnetico di Mercurio rappresenta per ora. Ciò che gli scienziati devono davvero fare è studiare più campioni di roccia di Mercurio. Ma nessun veicolo spaziale è mai atterrato lì, e non sono previsti atterraggi.
Il mercurio è un luogo difficile per un'astronave da visitare e orbitare, tanto meno atterrare. La sua vicinanza al Sole significa che qualsiasi missione su Mercurio deve fare i conti con la potente attrazione gravitazionale del Sole. Ci vuole molto combustibile per fare molto di più che sorvolare rapidamente Mercury, e solo due veicoli spaziali hanno mai visitato il pianeta: MESSENGER e Mariner 10.
Per ora, gli scienziati stanno aspettando BepiColombo, la prima missione dell'ESA a visitare Mercurio. Arriverà a Mercurio nel 2025 e trascorrerà lì uno o due anni. In realtà sono due orbiter in uno, ma non c'è nessun lander.
Uno degli orbiter è chiamato MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter.) Come suggerisce il nome, il suo ruolo è studiare il campo magnetico di Mercurio, che è raro tra i pianeti. I dati di quella missione potrebbero benissimo basarsi su studi come questo e potrebbero far luce sulla complicata storia magnetica di Mercurio.
Di Più:
- Comunicato stampa: l'antico campo magnetico di Mercurio si è probabilmente evoluto nel tempo
- NASA: MESSENGER
- Research Paper: Vincolare la storia antica del mercurio e la sua core dinamo studiando il campo magnetico crostale
- Wikipedia: Esplorazione del mercurio
