Ya es difícil de creer que haya hielo en Mercurio, donde las temperaturas diurnas alcanzan los 400 grados Celsius, o 750 grados Fahrenheit. Ahora, un próximo estudio dice que el calor de Vulcano en el planeta más cercano al sol probablemente ayude a producir algo de ese hielo.

Al igual que con la Tierra, los asteroides entregaron la mayor parte del agua de Mercurio, el consenso científico se mantiene. Pero el calor diurno extremo podría combinarse con el frío de menos 200 grados Celsius en los rincones de los cráteres polares que nunca ven la luz del sol para actuar como un laboratorio de química de fabricación de hielo gigantesco. dicen los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia.

La química no es demasiado complicada. Pero el nuevo estudio lo modela en condiciones complejas en Mercurio, incluidos los vientos solares que azotan el planeta con partículas cargadas, muchos de los cuales son protones clave para esa química. El modelo presenta un camino factible para que el agua surja y se acumule como hielo en un planeta plagado de todos los componentes necesarios.

"Esto no es extraño, fuera de la idea del campo izquierdo. El mecanismo químico básico se ha observado decenas de veces en estudios desde finales de la década de 1960, "dijo Brant Jones, investigador de la Escuela de Química y Bioquímica de Georgia Tech y primer autor del artículo. "Pero eso fue en superficies bien definidas. Aplicar esa química a superficies complicadas como las de un planeta es una investigación innovadora".

Caliente, química simple

Los minerales en la superficie del suelo de Mercurio contienen los llamados grupos hidroxilo (OH), que son generados principalmente por los protones. En el modelo, el calor extremo ayuda a liberar los grupos hidroxilo y luego los energiza para chocar entre sí para producir moléculas de agua e hidrógeno que se elevan desde la superficie y se desplazan por todo el planeta.

Algunas moléculas de agua son degradadas por la luz solar o se elevan muy por encima de la superficie del planeta. pero otras moléculas aterrizan cerca de los polos de Mercurio en sombras permanentes de cráteres que protegen el hielo del sol. Mercurio no tiene atmósfera y, por lo tanto, no tiene aire que conduzca el calor, por lo que las moléculas se convierten en parte del hielo glacial permanente alojado en las sombras.

"Es un poco como la canción Hotel California. Las moléculas de agua pueden llegar a las sombras, pero nunca pueden irse, "dijo Thomas Orlando, profesor de la Facultad de Química y Bioquímica de Georgia Tech e investigador principal del estudio. Orlando cofundó el Georgia Tech Center for Space Technology and Research.

"La cantidad total que postulamos que se convertiría en hielo es 10 ¹³ kilogramos (10, 000, 000, 000, 000 kg o 11, 023, 110, 000 toneladas) durante un período de aproximadamente 3 millones de años, Jones dijo. "El proceso fácilmente podría representar hasta el 10 por ciento del hielo total de Mercurio".

Los investigadores publicarán sus resultados en Cartas de revistas astrofísicas los lunes, 16 de marzo 2020. La investigación fue financiada por el programa del Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA (SSERVI) y el programa de Atmósferas Planetarias de la NASA.

Nave espacial confirma hielo

En 2011, una sonda de la NASA comenzó a orbitar Mercurio y confirmó las señales típicas del hielo glacial cerca de los polos. El MENSAJERO (superficie de mercurio, Medio ambiente espacial, Geoquímica, and Ranging) envió imágenes y datos que corroboraban las firmas anteriores del hielo recogido años antes por un radar terrestre.

El hielo estaba sucio y acechaba en sombras permanentes en los cráteres polares de Mercurio, que está picado por las cicatrices de meteoritos y asteroides al igual que la luna de la Tierra. De hecho, similitudes entre los dos orbes, incluyendo sus tamaños, han llevado a muchas comparaciones, incluyendo la probabilidad de hielo de agua en ambos.

Los seres humanos han encontrado leves signos de posible hielo en la luna, pero han encontrado hielo con una certeza casi absoluta y en abundancia comparativa en Mercurio. Eso ha provocado algunos rasguños en la cabeza:si los asteroides, cometas y los meteoritos golpearon a Mercurio y a la luna con agua, ¿Qué explica la diferencia en el hielo presente? ¿Mercurio recibió algo de agua de una manera que no funcionaría en la luna?

"El proceso de nuestro modelo no sería ni de lejos tan productivo en la Luna. Por un lado, no hay suficiente calor para activar significativamente la química, "Dijo Jones.

En un proyecto separado, El laboratorio de Orlando está diseñando un sistema basado en la misma química para crear agua en la luna para que las futuras estaciones de astronautas se ubiquen allí.

'Grandes tornados magnéticos'

Los protones de los vientos solares abundan más en Mercurio que en la Tierra, donde un poderoso campo magnético azota las partículas del viento solar, incluidos los protones, volver al espacio. El campo de Mercurio es solo un 1 por ciento más fuerte, y hace girar protones hacia la superficie.

"Son como grandes tornados magnéticos, y provocan enormes migraciones de protones en la mayor parte de la superficie de Mercurio con el tiempo, "Dijo Orlando.

Los protones se implantan en el suelo de todo el planeta a unos 10 nanómetros de profundidad, formando en los minerales los grupos hidroxilo (OH), que se difunden a la superficie, donde el calor hace el resto.

"Admitiría que gran parte del agua de Mercurio fue entregada al impactar asteroides, ", Dijo Jones." Pero también está la cuestión de dónde los asteroides cargados de agua obtienen esa agua. Procesos como estos podrían haber ayudado a lograrlo ".

"Un cometa o asteroide en realidad no necesita transportar agua porque la colisión por sí sola con un planeta o la luna también puede producir agua, ", Dijo Orlando." Mercurio y la luna siempre están siendo golpeados por pequeños meteoroides, así que esto está sucediendo todo el tiempo ".