MESSENGER confirma que hay hielo en Mercurio

Desde que en marzo de 2011 la sonda MESSENGER comenzó su misión en órbita de Mercurio, uno de sus objetivos ha sido la confirmación de la presencia de hielo en los polos del planeta más cercano al Sol. Un año y medio más tarde, el equipo de la misión ha anunciado el descubrimiento de hielo polar en Mercurio. Un hecho realmente histórico.

La existencia de hielo en los polos de Mercurio no es una idea nueva. Desde 1974, cuando la sonda Mariner 10 estudió por primera vez la torturada superficie de este planeta, ya se empezó a jugar seriamente con la posibilidad de que en el fondo de los cráteres polares -sometidos a una oscuridad perpetua- pudiera acumularse hielo cometario hasta formar grandes depósitos. La teoría sufrió un importante espaldarazo cuando en 1991 un equipo del JPL y el Caltech dirigido por Duane Muhleman realizó el primer mapa de radar de Mercurio usando el radiotelescopio de Arecibo en el que se podía ver claramente una fuerte reflexión de radar en el polo norte del planeta, muy parecido al observado al procedente de las capas polares de Marte, ricas en hielo de agua.

Mapa original de Mercurio en radar de 1991 en el que se ven dos zonas muy brillantes en los polos (NASA).

En 1999 se llevaron a cabo más estudios mediante radar de la mano de un equipo dirigido por John Harmon. En esta ocasión se usó el potente haz de microondas de Arecibo para emitir una señal cuyo eco sería registrado por las antenas del VLA. Las observaciones confirmaron que en los polos de Mercurio debía haber algún material muy eficiente a la hora de reflejar las ondas de radar, como podía ser el hielo de agua. Pero el radar es muy traicionero y no sólo el hielo era capaz de explicar esta huella de radar. El azufre u otros compuestos también pueden reflejar las ondas de radar de igual forma.

Mapa de radar del polo norte de Mercurio. Las zonas brillantes podrían ser depósitos de hielo (NASA).
Las zonas brillantes al radar del mapa de Arecibo superpuestas en un mapa del polo norte de Mercurio realizado con fotografías de la MESSENGER (NASA).

Como el caso de la Luna ha demostrado, buscar hielo en los cráteres en sombra de los cuerpos celestes no es nada fácil. La idílica imagen de prístinos campos de hielo puro descansando en la superficie polar es una ilusión. De existir, el hielo debe encontrarse mezclado con el regolito -polvo superficial- a diferentes profundidades, complicando cualquier intento de detección. De hecho, después de lanzar varias misiones espaciales como la LCROSS, Lunar Reconnaissance Orbiter, Kaguya o la Chandrayaan aún no sabemos exactamente cuánto hielo hay en los polos lunares.

El equipo de la sonda MESSENGER es consciente de todas estas dificultades y por eso ha sido extremadamente meticuloso -y lento- en confirmar la presencia de hielo en los polos mercurianos. Y eso a pesar que desde el principio de la misión se observaron evidencias bastante convincentes. Entonces, ¿cómo podemos estar seguros de que existe hielo en Mercurio? Básicamente, por tres métodos independientes. Primero tenemos la prueba directa, que es la observación en el infrarrojo de depósitos inusualmente brillantes e inusualmente oscuros en los cráteres polares (en la longitud de onda de 1064 micras) mediante el altímetro láser MLA de la sonda. Ambos tipos de depósitos se corresponden con los observados mediante radar desde la Tierra. Las zonas brillantes parecen ser hielo expuesto, ¿pero y los oscuros? Los investigadores creen que se trata de hielo mezclado con sustancias orgánicas resultado de la exposición del hielo y otros compuestos a la radiación solar. Estos depósitos de sustancias orgánicas servirían además como mantas protectoras para el hielo puro que podría encontrarse debajo.

En rojo, las regiones del polo norte de Mercurio en sombra perpetua. En amarillo, las regiones brillantes al radar (NASA).

Repitámoslo una vez más: ¡sustancias orgánicas en el infierno de Mercurio! Ciertamente una sorpresa que además corrobora la hipótesis de que el hielo mercuriano procede del impacto de cometas, ricos en estos compuestos. Mientras en Marte el pobre Curiosity se contentaría con toparse con alguna molécula orgánica, MESSENGER ha encontrado toneladas en el lugar más insospechado. ¿Pero de qué tipo de sustancias orgánicas se trata? No lo sabemos. Es un misterio que sólo podrá resolverse cuando una sonda visite la superficie de Mercurio.

La segunda prueba proviene del espectrómetro de neutrones de la nave, que ha observado una disminución del flujo de neutrones procedentes del polo norte en las regiones donde se encuentran los misteriosos depósitos. Dicha disminución se puede explicar con la presencia de agua, aunque no necesariamente en forma de depósitos de hielo. Sin embargo, estos datos permiten asegurar que los depósitos oscuros y brillantes observados en el visible son efectivamente hielo y no otra cosa completamente distinta. La disminución del flujo de neutrones es consistente con la presencia de una capa de hielo de más de 10 centímetros de espesor situada bajo otra capa de 10-20 centímetros formada por hielo mezclado con regolito y sustancias orgánicas. En total, se calcula que podría haber 2 × 1013 o 1015 kg de hielo en los polos de Mercurio (!). Claro que también podría haber mucho menos.

La tercera evidencia es más teórica, pero no menos importante. Usando los datos del altímetro láser (MLA) de la nave, los investigadores han creado un modelo en tres dimensiones de la superficie de Mercurio con una precisión sin precedentes. Con este modelo se ha podido comprobar cómo los depósitos de hielo están efectivamente situados en el fondo de cráteres y, mayoritariamente, en las paredes de los mismos que están orientadas hacia los polos (por lo tanto, las zonas más frías y oscuras). Además, los modelos térmicos realizados a partir de los datos MLA confirman que en estas regiones la temperatura nunca será lo suficientemente alta como para permitir la sublimación del hielo.

Datos del MLA de las regiones polares. En rojo, el perfil de la superficie. En negro, la reflectividad. Se aprecia como en el fondo del cráter hay sustancias más oscuras (NASA).

Las observaciones del hielo polar son tan difíciles de llevar a cabo porque la inclinación de la órbita de la sonda (83,5º) impide que el instrumento MLA apunte hacia abajo en las zonas polares, motivo por el cual la sonda ha debido maniobrar para poder iluminar estas regiones con el haz láser. Por separado ninguna de estas pruebas es convincente, pero en conjunto nos permiten asegurar que sí, que existe hielo en Mercurio. Ahora bien, si la experiencia de la Luna sirve de algo, no debemos apresurarnos a considerar estos datos como inamovibles. Los datos del MLA tienen un grado de error considerable. Es muy posible que posteriores observaciones o análisis rebajen o aumenten de forma significativa las estimaciones que han aparecido en los artículos científicos del equipo de MESSENGER.

Vale, ¿y ahora qué? La presencia de volátiles -así es como los científicos llaman a los hielos en los cuerpos planetarios rocosos- en Mercurio nos permitirá entender mejor la tormentosa historia de este planeta. Pero, ¿podría servir este hielo para asegurar la supervivencia de una base tripulada en Mercurio? Evidentemente sí, pero hay una pega: su cercanía al Sol hace de Mercurio el planeta más difícil de alcanzar. Y es que resulta tremendamente sacrificado en términos energéticos acceder a la superficie de este pequeño planeta. No obstante, si alguna vez algún explorador humano recorre las planicies de Mercurio, no me cabe duda de que visitará los hielos polares y sus misteriosas sustancias orgánicas.

Referencias:



29 Comentarios

  1. Que bárbaro, un explorador viviendo y estudiando el hielo perenne en las oscuras y gélidas faldas de un cráter mercuriano se asoma por el borde del cráter a contemplar el sol y se achicharra al instante, ¿Cómo sería ver al sol desde tan corta distancia? Supongo que ocuparía casi todo el horizonte… descartando el tropel de viento solar cargado con todo eso que nuestro astro rey le gusta escupir.

    1. No tiene porque ser así, las temperaturas en la luna también difieren mucho entre la noche y el dia, pero hay dos ventajas tanto en mercurio como en la luna. Ninguno de los dos posee atmosfera, con lo cual la temperatura no es conducida por el aire, y los dos rotan muy muy lento, con lo cual se puede estar horas y horas cerca del terminador.

    1. Por favor perdonad mi «agnoia». Je, je, tengo los apuntes de filosofía delante. En la wiki pone que se escribe diferente, pero yo me ciño a lo que dice mi profe. 🙂 ¿Se supone que las moléculas de agua estarían atrapadas entre el regolito?

      Acabo de ver la frase:»en estas regiones la temperatura nunca será lo suficientemente alta como para permitir la sublimación del hielo».
      ¿Cómo de baja es la temperatura para no dejar que el hielo sublime?

    2. El calor latente de vaporizacion del agua es muy grande( 9,72 kcal/mol ) y la presión de vapor a unos -160ºC es ínfima así la sublimación posible del hielo es insignificante y las masas de aguas en los polos de Mercurio o la Luna disminuirian muy despacio.

    3. No estamos hablando de vaporización sino de sublimación. Por favor lo que yo quiero son los datos reales de presión y temperatura. Anónimo primero, como decia mi profe de física, estás confundiendo el tocino con la velocidad. De todas formas gracias.

      Anónimo segundo has comentado donde no es.
      Recuerdo a todos los anónimos de este mundo que donde pone seleccionar perfil, abajo pone: Nombre/URL. Rellenas el nombre y no tenemos que andar con anónimos, que siempre tienen un tufillo a troll.

    4. Mi intención no era causar discordia TITAN. No hay de que disculparse. La URL creo que se puede rellenar con una dirección web, pero yo siempre la dejo vacía y acepta el nombre solo.

      Saludos

  2. Jaja, «el pobre Curiosity se contentaría con alguna molécula», me ha causado gracia la frase.
    Moléculas orgánicas en Mercurio, y por toneladas, qué noticia increíble, del lugar menos esperado. Ojalá un rover más afortunado que Curiosity recorriera esas zonas en el futuro.

    1. Las moléculas orgánicas son mucho mas estables de lo que la gente cree, por ejemplo la adenina, base del ADN, funde a 110ºC y no se descompone hasta 360ºC(puede incluso sublimar a 220ºC sin descomponerse).Su nucleotido, mas complejo, denominado adenosina funde a 235ºC sin problemas.
      Saludos

  3. En las zonas nocturnas creo que la temperatura para que el hielo permanezca estable pone en un articulo de ciencia kanija, seria de -170 c, casi nada.
    Me imagino que perforar eso va a ser casi imposible y lo de aterrizar allí lo mismo, porque no se va a ver nada y segundo el terreno sera caótico.

    saludos jorge m.g.

    1. Indudablemente, el agua es la combinación mas estable (casi única, el peróido de hidrógeno es inestable y los radicales hidroxilo tambien )de dos elementos que abundan bastante, así que el agua es
      abundante en todo el Universo.
      Saludos.

  4. Daniel dejate de hielos y lee con atención:
    El Curiosity ha hallado vida en Marte!!!!!!!!!
    La noticia más esperada por el mundo científico podría estar a punto de convertirse en realidad. John Grotzinger, el investigador principal de la misión Curiosity, acaba de anunciar en una entrevista radiofónica que los instrumentos del rover han realizado un descubrimiento que «cambiará los libros de historia. Los datos son… prometen realmente mucho».

    Sin embargo, el científico aseguró que pasarán aún algunas semanas antes de que la NASA realice uno de los mayores anuncios de su historia. Según declaró el propio Grotzinger a Universe Today, «tendremos una conferencia el próximo 3 de diciembre para discutir nuestros resultados».

    Este descubrimento nos acerca a una misión tripulada a Marte en las próximas décadas…

    Saludos

    1. Perdon que te diga Trollhunter per si tal como parece se han descubierto protobacterias en Marte sería uno de los mayores descubrimientos científicos de la historia, por no decir el mayor.

      Ya sé que no es como encontrarse en Marte una bandera de la Unión Soviética pero para la gente seria, es sin duda un gran descubrimiento.

      Saludos

    2. A mí me encantaría encontrar vida en Marte, te lo aseguro. Estoy a favor de mandar sondas a Titán y Europa en busca de signos de vida. Pero, como ya he dicho, el robot Curiosity NO PUEDE encontrar vida en Marte. Es una cuestión de capacidad. Es como pedir a un ciego que te describa la un cuadro de lejos. No se puede y ya está.
      Te aseguro que para mí sería una de las cosas más emocionantes de mi vida el saber que podría haber vida fuera de nuestro planeta y espero que un día encontremos tal cosa.
      También me habría encantado que el robot Curiosity tuviese la equipación para tales descubrimientos pero NO LA TIENE. No estoy siendo radical, es que a menos que no se le pare un marciano delante no podrá afirmarse el hallazgo de vida en Marte.

      En cuanto a la pregunta de antes, este fin de semana me he pasado por Houston para tomar unas copas con mi colega Grotzinger y me ha dicho que han encontrado un civilización de grandes ojos negros en Marte, pero que en lugar de eso van a publicar no se que chorrada sobre una moléculas nitrogenadas o algo por el estilo.

      Daniel ha escrito mucho sobre el Curiosity. Desafío a todos los anónimos que campan por estos lares a que encuentren una sola herramienta en la equipación del Curiosity capaz de encontrar pruebas sólidas de vida microbiana en Marte.

      No, en serio, os desafío. Por cierto, los trolls sois vosotros. A si, y en mis ratos libres estudio astrobiología.

  5. Por petición popular he borrado varios mensajes (no todos) de nuestro troll anónimo particular (que ahora juega a contestarse a sí mismo. Debe ser bipolar además de cansino). Sin embargo, otros comentarios inocentes han caído como víctimas colaterales de la batalla dialéctica. Siento los perjuicios.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 1 diciembre, 2012
Categoría(s): ✓ Astronomía • NASA • Sistema Solar • sondasesp