En 2012, los científicos estaban encantados de descubrir que dentro de las regiones polares de Mercurio, se detectaron grandes cantidades de hielo de agua. Si bien la existencia de hielo de agua en esta región permanentemente sombreada había sido objeto de especulación durante aproximadamente 20 años, fue solo después de que la nave espacial Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging (MESSENGER) estudió la región polar que se confirmó esto .
Según los datos del MENSAJERO, se estimó que Mercurio podría tener entre 100 mil millones y 1 billón de toneladas de hielo de agua en ambos polos, y que el hielo podría tener hasta 20 metros de profundidad en algunos lugares. Sin embargo, un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Brown indica que podría haber tres cráteres grandes adicionales y muchos más pequeños en la región polar norte que también contienen hielo.
El estudio, titulado "Nueva evidencia de hielo de agua superficial en trampas frías a pequeña escala y en tres grandes cráteres en la región polar norte de Mercurio del Mercury Laser Altímetro", se publicó recientemente en el Cartas de investigación geofísica. Dirigido por Ariel Deutsch, miembro de la NASA ASTAR y candidato a doctorado en la Universidad de Brown, el equipo consideró cómo los depósitos a pequeña escala podrían aumentar drásticamente la cantidad total de hielo en Mercurio.
A pesar de ser el planeta más cercano al Sol, y experimentar temperaturas de superficie abrasadoras en su lado orientado hacia el Sol, la baja inclinación axial de Mercurio significa que sus regiones polares están permanentemente sombreadas y experimentan temperaturas promedio de aproximadamente 200 K (-73 ° C; -100 ° F). La idea de que podría existir hielo en estas regiones se remonta a la década de 1990, cuando los telescopios de radar terrestres detectaron puntos altamente reflectantes dentro de los cráteres polares.
Esto se confirmó cuando la nave espacial MESSENGER detectó señales de neutrones del polo norte del planeta que eran consistentes con el hielo de agua. Desde ese momento, ha sido el consenso general de que el hielo superficial de Mercurio estaba confinado a siete grandes cráteres. Pero como explicó Ariel Deutsch en un comunicado de prensa de la Universidad de Brown, ella y su equipo trataron de mirar más allá de ellos:
“Se ha supuesto que el hielo superficial en Mercurio existe predominantemente en grandes cráteres, pero también mostramos evidencia de estos depósitos a menor escala. Agregar estos depósitos a pequeña escala a los depósitos grandes dentro de los cráteres aumenta significativamente el inventario de hielo superficial en Mercurio ”.
En aras de este nuevo estudio, Deutsch se unió a Gregory A. Neumann, un científico investigador del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y James W. Head. Además de ser profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias de Brown, Head también fue coinvestigador de las misiones MESSENGER y Lunar Reconnaissance Orbiter.
Juntos, examinaron los datos del instrumento Altímetro láser de mercurio (MLA) de MESSENGER. MESSENGER utilizó este instrumento para medir la distancia entre la nave espacial y Mercurio, y los datos resultantes se utilizaron para crear mapas topográficos detallados de la superficie del planeta. Pero en este caso, el MLA se utilizó para medir la reflectancia de la superficie, lo que indicaba la presencia de hielo.
Como especialista en instrumentos con la misión MESSENGER, Neumann fue responsable de calibrar la señal de reflectancia del altímetro. Estas señales pueden variar en función de si las mediciones se toman desde arriba o en ángulo (la última de las cuales se denomina lecturas "fuera del nadir"). Gracias a los ajustes de Neumann, los investigadores pudieron detectar depósitos de alta reflectancia en tres cráteres más grandes que eran consistentes con el hielo de agua.
Según sus estimaciones, estos tres cráteres podrían contener capas de hielo que miden aproximadamente 3.400 kilómetros cuadrados (1313 mi²). Además, el equipo también observó el terreno que rodea estos tres grandes cráteres. Si bien estas áreas no eran tan reflectantes como las capas de hielo dentro de los cráteres, eran más brillantes que la reflectancia superficial promedio del Mercurio.
Más allá de esto, también analizaron los datos del altímetro para buscar evidencia de depósitos a menor escala. Lo que encontraron fueron cuatro cráteres más pequeños, cada uno con diámetros de menos de 5 km (3 millas), que también eran más reflectantes que la superficie. A partir de esto, dedujeron que no solo había depósitos de hielo más grandes que antes no se habían descubierto, sino que probablemente también había muchas "trampas frías" más pequeñas donde el hielo también podría existir.
Entre estos tres depósitos grandes recientemente descubiertos, y lo que podrían ser cientos de depósitos más pequeños, el volumen total de hielo en Mercurio podría ser considerablemente más de lo que pensábamos anteriormente. Como dijo Deutsch:
“Sugerimos que esta firma de reflectancia mejorada sea impulsada por parches de hielo a pequeña escala que se extienden por todo este terreno. La mayoría de estos parches son demasiado pequeños para resolverlos individualmente con el instrumento altímetro, pero colectivamente contribuyen a la reflectancia mejorada general ... Estos cuatro fueron los que pudimos resolver con los instrumentos MESSENGER. Creemos que probablemente hay muchos, muchos más de estos, que varían en tamaños desde un kilómetro hasta unos pocos centímetros ".
En el pasado, los estudios de la superficie lunar también confirmaron la presencia de hielo de agua en sus regiones polares con cráteres. La investigación adicional indicó que fuera de los cráteres más grandes, pequeñas "trampas frías" también podrían contener hielo. Según algunos modelos, la contabilidad de estos depósitos más pequeños podría efectivamente duplicar las estimaciones sobre las cantidades totales de hielo en la Luna. Lo mismo podría ser cierto para Mercurio.
Pero como indicó Jim Head (quien también se desempeñó como asesor de Ph.D. de Deutsch para este estudio), este trabajo también agrega una nueva perspectiva a la pregunta crítica de dónde proviene el agua en el Sistema Solar. "Una de las principales cosas que queremos entender es cómo se distribuye el agua y otros volátiles a través del Sistema Solar interno, incluida la Tierra, la Luna y nuestros vecinos planetarios", dijo. "Este estudio abre nuestros ojos a nuevos lugares para buscar evidencia de agua, y sugiere que hay mucho más en Mercurio de lo que pensábamos".
Además de indicar que el Sistema Solar puede ser más acuoso de lo que se sospechaba anteriormente, la presencia de abundante hielo en Mercurio y la Luna ha reforzado las propuestas para construir puestos avanzados en estos cuerpos. Estos puestos avanzados podrían ser capaces de convertir depósitos locales de hielo de agua en combustible de hidrazina, lo que reduciría drásticamente los costos de montar misiones de largo alcance en todo el Sistema Solar.
En el lado menos especulativo de las cosas, este estudio también ofrece nuevos conocimientos sobre cómo se formó y evolucionó el Sistema Solar. Si hoy el agua es mucho más abundante de lo que sabíamos, indicaría que había más presencia durante las primeras épocas de formación planetaria, presumiblemente cuando se distribuía en todo el Sistema Solar por asteroides y cometas.
