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MESSENGER DESCOBRE NOVAS EVIDÊNCIAS DE ÁGUA GELADA NOS PÓLOS DE MERCÚRIO
4 de Dezembro de 2012

 

Novas observações pela sonda MESSENGER providenciam apoio convincente para a hipótese de longa-data que Mercúrio contém água gelada em abundância e outros materiais voláteis congelados nas suas crateras polares permanentemente à sombra.

Três linhas independentes sustentam esta conclusão: as primeiras medições do excesso de hidrogénio no pólo norte de Mercúrio com o espectrómetro de neutrões da MESSENGER, as primeiras medições da reflectância dos depósitos polares de Mercúrio em comprimentos de onda próximos do infravermelho com o seu altímetro laser (MLA, Mercury Laser Altimeter), e os primeiros modelos detalhados das temperaturas à superfície e à sub-superfície das regiões polares norte que utilizam topografia real da superfície de Mercúrio estudada pelo MLA. As conclusões foram publicadas online na revista Science Express.

Dada a sua proximidade com o Sol, Mercúrio parece ser um local improvável para encontrar gelo. Mas a inclinação do eixo de rotação de Mercúrio é quase zero - menos de um grau - por isso existem zonas nos pólos do planeta que nunca vêm a luz solar. Os cientistas sugeriram há décadas atrás que poderia haver água gelada e outros compostos voláteis congelados presos nos pólos de Mercúrio.

A ideia recebeu um impulso em 1991, quando o radiotelescópio de Arecibo em Porto Rico detectou manchas invulgarmente brilhantes através de radar nos pólos de Mercúrio, manchas que reflectiam ondas de rádio como seria de esperar se houvesse água gelada. Muitas destas manchas correspondiam à posição de grandes crateras de impacto mapeadas pela sonda Mariner 10 na década de 1970. Mas dado que a Mariner mapeou menos de 50% do planeta, os cientistas planetários não tinham um diagrama completo dos pólos para comparar com as imagens.

Isso mudou com a chegada da MESSENGER a Mercúrio no ano passado. As imagens obtidas em 2011 pelo instrumento MDIS (Mercury Dual Imaging System) a bordo da sonda confirmaram que as características brilhantes em radar nos pólos norte e sul de Mercúrio estavam dentro das regiões à sombra da superfície de Mercúrio, resultados que são consistentes com a hipótese de água gelada.

Agora, os novos dados da MESSENGER indicam fortemente que a água gelada é o constituinte principal dos depósitos no pólo norte de Mercúrio, que o gelo está exposto à superfície no mais frio dos referidos depósitos, mas que o gelo está enterrado sob um material excepcionalmente escuro na maior parte dos depósitos, áreas onde as temperaturas são um pouco quentes para o gelo ficar estável à própria superfície.

A sonda MESSENGER usa espectroscopia de neutrões para medir as concentrações médias de hidrogénio dentro das regiões brilhantes [em radar] de Mercúrio. As concentrações de água gelada são obtidas a partir das medições do hidrogénio. "Os dados indicam que os depósitos, brilhantes no radar, contêm, em média, uma camada rica em hidrogénio com uma espessura superior a dezenas de centímetros por baixo de uma camada superficial de 10 a 20 centímetros, menos rica em hidrogénio," escreve David Lawrence, cientista da MESSENGER, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins e autor principal de um dos artigos. "A camada enterrada tem um teor de hidrogénio consistente com água gelada quase pura."

Os dados do MLA da MESSENGER - que já disparou mais de 10 milhões de pulsos laser para Mercúrio para obter mapas detalhados da topografia planetária - corroboram os resultados de radar e as medições do espectrómetro de neutrões da região polar de Mercúrio, esclarece Gregory Neumann do Centro Aeroespacial Goddard da NASA. Num segundo artigo, Neumann e colegas relatam que as primeiras medições das regiões polar norte à sombra pelo MLA revelaram depósitos irregulares, escuros e brilhantes, em comprimentos de onda perto do infravermelho.

"Estas anomalias de reflectância estão concentradas na direcção dos pólos e estão espacialmente colocadas em áreas de alto retroespalhamento de radar, postuladas como o resultado de água gelada perto da superfície," escreve Neumann. "A correlação da reflectância observada com as temperaturas modeladas indica que as regiões opticamente brilhantes são consistentes com água gelada à superfície."

O MLA também registou manchas escuras com uma menor reflectância, de acordo com a teoria de que o gelo nessas áreas está coberto por uma camada de isolamento térmico. Neumann sugere que os impactos de cometas ou asteróides ricos em materiais voláteis poderiam ter fornecido tanto os depósitos escuros como os brilhantes, uma descoberta confirmada num terceiro artigo científico liderado por David Paige, da Universidade da Califórnia, Los Angeles, EUA.

Paige e colegas forneceram os primeiros modelos detalhados das temperaturas à superfície e à sub-superfície das regiões polares norte de Mercúrio, que utilizam a topografia real da superfície do planeta medida pelo MLA. As medições "mostram que a distribuição espacial das regiões de alto retroespalhamento por radar coincide com a distribuição prevista da água gelada termicamente estável," escreve.

De acordo com Paige, o material escuro é provavelmente uma mistura de compostos orgânicos complexos entregues a Mercúrio por impactos de cometas e asteróides ricos em materiais voláteis, os mesmos objectos que provavelmente distribuíram água ao planeta mais interior do Sistema Solar. O material orgânico pode ter sido obscurecido pela dura radiação à superfície de Mercúrio, mesmo em áreas permanentemente à sombra.

Este material escuro e isolante é um novo problema para a história, afirma Sean Solomon do Observatório Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, investigador principal da missão MESSENGER. "Por mais de 20 anos o júri tem deliberado sobre se o planeta mais próximo do Sol contém água gelada em abundância nas suas regiões polares permanentemente à sombra. A MESSENGER fornece um veredicto unânime e afirmativo."

"Mas as novas observações também levantam novas questões," realça Solomon. "Será que os materiais escuros nos depósitos polares consistem principalmente de compostos orgânicos? Por que tipo de reacções químicas passaram estes materiais? Será que existem regiões sobre ou dentro de Mercúrio que podem ter água líquida e compostos orgânicos? Só com a exploração contínua de Mercúrio podemos esperar fazer progressos sobre estas novas questões."

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
2012/03/27 - Sonda MESSENGER fornece novos dados sobre Mercúrio
2011/06/17 - Sonda MESSENGER fornece novos dados sobre Mercúrio
2011/03/15 - Sonda MESSENGER prepara-se para entrar em órbita de Mercúrio
2008/10/08 - MESSENGER envia imagens de um Mercúio nunca antes visto
2008/10/04 - MESSENGER regressa a Mercúrio
2008/07/05 - Superfície de Mercúrio dominada por actividade vulcânica 
2008/02/06 - Os mistérios de Mercúrio, velhos e novos
2008/01/26 - Mercúrio visto pela sonda MESSENGER 
2008/01/16 - Sonda MESSENGER passa por Mercúrio 
2008/01/12 - Sonda MESSENGER fará histórico voo rasante por Mercúrio
2005/06/07 - MESSENGER fotografa Terra e Lua
2004/04/03 - MESSENGER com destino a Mercúrio

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (comunicado de imprensa)
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Sonda MESSENGER:
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Mercúrio:
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Região polar norte de Mercúrio obtida pelo Observatório Arecibo.
Crédito: Centro Nacional de Astronomia e Ionosfera
(clique na imagem para ver versão maior)


Mosaico de imagens do pólo norte de Mercúrio obtidas pela sonda MESSENGER.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Instituto Carnegie de Washington/Centro Nacional de Astronomia e Ionosfera, Observatório de Arecibo
(clique na imagem para ver versão maior)


Crateras polares permanentemente à sombra.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Instituto Carnegie de Washington/Centro Nacional de Astronomia e Ionosfera, Observatório de Arecibo
(clique na imagem para ver versão maior)

 
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