Mercúrio foi durante muito tempo considerado a exceção à regra de que os planetas magnéticos possuem cinturas de radiação semelhantes às cinturas de Van Allen da Terra, mas um novo estudo realizado pela Faculdade de Engenharia da Universidade de Michigan e pela Universidade da Califórnia, em Berkeley, sugere o contrário - Mercúrio possui, ocasionalmente, uma camada de radiação no seu campo magnético.

A cintura de radiação está presente em cerca de 50% do tempo em que Mercúrio se encontra mais afastado do Sol na sua órbita oblonga e em cerca de 20% do tempo quando se encontra a distâncias mais próximas. Cada cintura dura normalmente menos de 8 a 12 horas, mas pode persistir durante vários dias terrestres, afirmam os investigadores.

Descobertas através da análise de interferências nos instrumentos da sonda MESSENGER, estas conclusões poderão ajudar os cientistas a planear as operações em futuras missões a Mercúrio, incluindo a BepiColombo, uma missão conjunta europeia e japonesa que deverá entrar na órbita de Mercúrio em novembro deste ano.

"Quando pensamos na futura exploração do espaço e nos instrumentos que enviamos para Mercúrio, temos de estar cientes desta cintura de radiação e tomar as precauções adequadas, bem como conceber os projetos tendo-a em conta", afirmou Ryan Dewey, investigador assistente da Universidade de Michigan nas áreas das ciências climáticas e espaciais e da engenharia, e coautor principal do estudo, publicado na revista Nature Astronomy e financiado pela NASA e pela NSF (National Science Foundation).

Uma fotografia de Mercúrio tirada pela sonda espacial MESSENGER entre 2011 e 2015. Crédito: NASA/JHUAPL/Instituto Carnegie

Mercúrio já não é uma exceção

Todos os outros planetas do nosso Sistema Solar com campos magnéticos - a Terra, Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno - possuem cinturas de radiação. Os instrumentos que têm de atravessar essas cinturas são concebidos com proteção contra a radiação, e as missões tripuladas minimizam o tempo que os astronautas passam nas cinturas.

No entanto, os cientistas não pensavam que o campo magnético relativamente fraco de Mercúrio pudesse reter radiação, uma vez que este é constantemente desintegrado pelo vento solar, o fluxo de gás eletricamente condutor que emana do Sol. Dado que Mercúrio está tão próximo do Sol, a pressão do vento solar é 6 a 30 vezes superior à da Terra, e o campo magnético solar - capaz de romper os campos magnéticos planetários - é 4 a 10 vezes mais forte.

"Os eventos extremos do clima espacial que ocorrem na Terra são, na verdade, normais em Mercúrio", afirmou Weijie Sun, físico, investigador assistente no Laboratório de Ciências Espaciais da UC Berkeley e autor correspondente do estudo. "Mercúrio constitui um laboratório natural para inferir como poderá ser a radiação noutros planetas que orbitam perto das suas estrelas, bem como em planetas distantes durante fenómenos eventos extremos do clima espacial".

Apesar do turbulento ambiente espacial de Mercúrio, os investigadores descobriram que o planeta consegue, por vezes, manter uma cintura de radiação. É mais provável que o campo magnético de Mercúrio retenha radiação quando se encontra mais afastado do Sol na sua órbita oblonga. Nessa zona, o vento solar sopra com menos intensidade, o que alivia a pressão sobre o campo magnético de Mercúrio. Por sua vez, o campo magnético expande-se, proporcionando mais espaço para que a radiação do vento solar se acumule. Quando Mercúrio está mais perto do Sol, o campo magnético contrai-se e a radiação é expulsa.

"O campo magnético de Mercúrio tem apenas cerca de 1% da intensidade do da Terra, pelo que não há muito espaço para que os eletrões energéticos que compõem a radiação sobrevivam antes de serem ejetados para o espaço ou de colidirem com o planeta", afirmou Dewey.

Dados ruidosos revelam as cinturas de radiação

Os investigadores descobriram as cinturas de radiação de Mercúrio ao analisarem dados antigos recolhidos pela sonda MESSENGER, que orbitou Mercúrio entre 2011 e 2015. A sonda ajudou os investigadores a descobrir quais os elementos presentes na crosta de Mercúrio, medindo raios gama e neutrões com um instrumento que os convertia em luz.

Mas, por vezes, o instrumento detetava raios X produzidos quando a sua estrutura metálica era atingida por níveis elevados de radiação. O instrumento também convertia esses raios X em luz, mas estes só podiam aparecer em determinados canais.

Ao monitorizar quando e com que frequência o sinal se elevava nesses canais, os investigadores conseguiram determinar quando e onde as cinturas de radiação de Mercúrio apareciam. Em seguida, os investigadores compararam as suas medições com uma simulação computacional da radiação a mover-se no interior do campo magnético de Mercúrio, o que proporcionou informações sobre como a cintura de radiação se formava e desaparecia.

Informações para futuras missões a Mercúrio

Ainda não é claro se a radiação na cintura de Mercúrio é suficientemente forte para danificar os instrumentos a bordo da BepiColombo, uma vez que os investigadores dispõem apenas de medições indiretas. No entanto, o estudo ajudará a equipa da BepiColombo a saber quando desligar os instrumentos sensíveis e quando ligar os instrumentos concebidos para compreender melhor os níveis de radiação de Mercúrio.

"Não sabemos qual é a intensidade da radiação neste momento, mas isso é algo que a missão BepiColombo poderá esclarecer", afirmou Jiutong Zhao, investigador de pós-doutoramento no Laboratório de Ciências Espaciais da Universidade da Califórnia em Berkeley e coautor principal do estudo.

// Universidade de Michigan (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Quer saber mais?

Mercúrio:
NASA
Wikipedia

Cinturas de Van Allen:
NASA
Wikipedia

BepiColombo:
ESA
JAXA
Wikipedia

MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging):
NASA 
JHUAPL
Wikipedia