La abrasadora superficie caliente de Mercurio parece un lugar poco probable para encontrar hielo, pero la investigación de las últimas tres décadas ha sugerido que el agua está congelada en la primera roca del sol, escondido en los suelos de los cráteres que están permanentemente a la sombra de los abrasadores rayos del sol. Ahora, un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Brown sugiere que podría haber mucho más hielo en la superficie de Mercurio de lo que se pensaba anteriormente.

El estudio, publicado en Cartas de investigación geofísica , agrega tres nuevos miembros a la lista de cráteres cerca del polo norte de Mercurio que parecen albergar grandes depósitos de hielo en la superficie. Pero además de esos grandes depósitos, La investigación también muestra evidencia de que los depósitos de menor escala esparcidos alrededor del polo norte de Mercurio, tanto dentro de cráteres como en terreno sombreado entre cráteres. Esos depósitos pueden ser pequeños, pero podrían sumar muchos más hielos previamente desconocidos.

"Se ha supuesto que el hielo de la superficie de Mercurio existe predominantemente en cráteres grandes, pero también mostramos evidencia de estos depósitos de menor escala, "dijo Ariel Deutsch, autor principal del estudio y un Ph.D. candidato en Brown. "Agregar estos depósitos a pequeña escala a los grandes depósitos dentro de los cráteres aumenta significativamente el inventario de hielo en la superficie de Mercurio".

La idea de que Mercurio podría tener agua congelada surgió en la década de 1990, cuando los telescopios de radar basados ​​en la Tierra detectaron regiones altamente reflectantes dentro de varios cráteres cerca de los polos de Mercurio. El eje del planeta no tiene mucha inclinación, por lo que sus polos reciben poca luz solar directa, y los suelos de algunos cráteres no reciben luz solar directa en absoluto. Sin una atmósfera que retenga el calor de las superficies circundantes, Se ha calculado que las temperaturas en esas sombras eternas son lo suficientemente bajas como para que el hielo de agua sea estable. Eso planteó la posibilidad de que estas regiones "con brillo de radar" pudieran ser hielo.

Esa idea recibió un impulso después de que la sonda MESSENGER de la NASA entró en la órbita de Mercurio en 2011. La nave espacial detectó señales de neutrones del polo norte del planeta que eran consistentes con el hielo de agua.

Para este nuevo estudio, Deutsch trabajó con Gregory Neumann del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA para profundizar en los datos devueltos por MESSENGER. Observaron específicamente las lecturas del altímetro láser de la nave espacial. El dispositivo se usa principalmente para mapear la elevación, pero también se puede utilizar para rastrear la reflectancia de la superficie.

Neumann, un especialista en instrumentos para la misión MESSENGER, ayudó a calibrar la señal de reflectancia del altímetro, que puede variar dependiendo de si la medición se toma directamente desde arriba o en un ángulo oblicuo (conocido como "fuera del nadir"). Esa calibración permitió a los investigadores detectar depósitos de alta reflectancia consistentes con la superficie del hielo en tres grandes cráteres para los que solo estaban disponibles las detecciones fuera del nadir.

La adición de esos cráteres al inventario de hielo de Mercurio es significativa. Deutsch estima que el área total de las tres hojas es de aproximadamente 3, 400 kilómetros cuadrados, un poco más grande que el estado de Rhode Island.

Pero otro aspecto importante del trabajo es que los investigadores también analizaron los datos de reflectancia del terreno que rodea esos tres grandes cráteres. Ese terreno no es tan brillante como las capas de hielo dentro de los cráteres, pero es significativamente más brillante que la superficie promedio de Mercurio.

"Sugerimos que esta firma de reflectancia mejorada es impulsada por parches de hielo a pequeña escala que se extienden por todo este terreno, ", Dijo Deutsch." La mayoría de estos parches son demasiado pequeños para resolverlos individualmente con el instrumento altímetro, pero colectivamente contribuyen a la reflectancia mejorada general ".

Para buscar más evidencia de que existen tales depósitos de menor escala, los investigadores analizaron los datos del altímetro en busca de parches que fueran más pequeños que los grandes depósitos basados ​​en cráteres, pero todavía lo suficientemente grande para resolver con el altímetro. Encontraron cuatro cada uno con diámetros de menos de unos 5 kilómetros.

"Estos cuatro fueron solo los que pudimos resolver con los instrumentos MESSENGER, ", Dijo Deutsch." Creemos que probablemente hay muchos, muchos más de estos, que varían en tamaños desde un kilómetro hasta unos pocos centímetros ".

Sabiendo que existen estos depósitos a pequeña escala, y que probablemente sean la fuente de la superficie exterior ligeramente más brillante de los cráteres, podría aumentar drásticamente el inventario de hielo en Mercurio. Se cree que existen depósitos de hielo similares a pequeña escala en los polos de la Luna. Los modelos de investigación han sugerido que la contabilidad de estos depósitos a pequeña escala duplica aproximadamente la cantidad de bienes raíces lunares que podrían albergar hielo. Lo mismo podría ser cierto en Mercurio, dicen los investigadores.

Cómo este hielo polar pudo haber llegado a Mercurio en primer lugar sigue siendo una pregunta abierta, Deutsch dice. La hipótesis principal es que fue provocada por impactos de cometas o asteroides ricos en agua. Otra idea es que el hidrógeno puede haber sido implantado en la superficie por el viento solar, luego se combina con una fuente de oxígeno para formar agua.

Jim Head, Ph.D. de Deutsch asesor y coautor de la investigación, dijo que el trabajo agrega una nueva perspectiva sobre una cuestión crítica en la ciencia planetaria.

"Una de las cosas más importantes que queremos comprender es cómo se distribuyen el agua y otros volátiles a través del sistema solar interior, incluida la Tierra, la Luna y nuestros vecinos planetarios, ", Dijo Head." Este estudio nos abre los ojos a nuevos lugares para buscar evidencia de agua, y sugiere que hay mucho más en Mercurio de lo que pensábamos ".