Come si esplora l'interno di un pianeta senza mai toccarlo? Inizia osservando il modo in cui il pianeta gira, quindi misurare come la tua navicella orbita attorno ad essa, molto, molto attentamente. Questo è esattamente ciò che hanno fatto gli scienziati planetari della NASA, utilizzando i dati della precedente missione dell'agenzia su Mercurio.

È noto da tempo che Mercurio e la Terra hanno nuclei metallici. Come la Terra, Il nucleo esterno di Mercurio è composto da metallo liquido, ma ci sono stati solo accenni che il nucleo più interno di Mercurio sia solido. Ora, in un nuovo studio, scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Il Maryland ha trovato prove che il nucleo interno di Mercurio è davvero solido e che ha quasi le stesse dimensioni del nucleo interno della Terra.

Alcuni scienziati paragonano Mercurio a una palla di cannone perché il suo nucleo metallico riempie quasi l'85% del volume del pianeta. Questo grande nucleo, enorme rispetto agli altri pianeti rocciosi del nostro sistema solare, è stato a lungo uno dei misteri più intriganti su Mercurio. Gli scienziati si erano anche chiesti se Mercurio potesse avere un nucleo interno solido.

Le scoperte del solido nucleo interno di Mercurio, descritto in Lettere di ricerca geofisica , aggiunge sicuramente a una migliore comprensione di Mercurio, ma ci sono ramificazioni maggiori. quanto simile, e quanto diverso, i nuclei dei pianeti possono darci indizi su come si è formato il sistema solare e su come i pianeti rocciosi cambiano nel tempo.

"L'interno di Mercurio è ancora attivo, a causa del nucleo fuso che alimenta il debole campo magnetico del pianeta, rispetto a quello terrestre, " disse Antonio Genova, un assistente professore all'Università La Sapienza di Roma che ha guidato la ricerca mentre era alla NASA Goddard. "L'interno di Mercurio si è raffreddato più rapidamente di quello del nostro pianeta. Mercurio può aiutarci a prevedere come cambierà il campo magnetico terrestre man mano che il nucleo si raffredda".

Per capire di cosa è fatto il nucleo di Mercurio, Genova e i suoi colleghi hanno dovuto ottenere, figuratamente, più vicino. Il team ha utilizzato diverse osservazioni del MESSENGER (Mercury Surface, Ambiente spaziale, GEochemistry and Ranging) per sondare l'interno di Mercurio. I ricercatori hanno guardato, più importante, alla rotazione e alla gravità del pianeta.

La navicella spaziale MESSENGER è entrata in orbita attorno a Mercurio nel marzo 2011, e ha trascorso quattro anni osservando questo pianeta più vicino al nostro Sole fino a quando non è stato deliberatamente portato sulla superficie del pianeta nell'aprile 2015.

Le osservazioni radio di MESSENGER sono state utilizzate per determinare le anomalie gravitazionali (aree di aumenti o diminuzioni locali di massa) e la posizione del suo polo di rotazione, che ha permesso agli scienziati di comprendere l'orientamento del pianeta.

Ogni pianeta gira su un asse, detto anche palo. Mercurio gira molto più lentamente della Terra, con il suo giorno della durata di circa 58 giorni terrestri. Gli scienziati usano spesso piccole variazioni nel modo in cui un oggetto ruota per rivelare indizi sulla sua struttura interna. Nel 2007, le osservazioni radar effettuate dalla Terra hanno rivelato piccoli spostamenti nella rotazione di Mercurio, chiamate librai, che ha dimostrato che parte del nucleo di Mercurio deve essere metallo fuso liquido. Ma le osservazioni della velocità di rotazione da sole non erano sufficienti per dare una chiara misurazione di come fosse il nucleo interno. Potrebbe esserci un nucleo solido in agguato sotto, si chiedevano gli scienziati?

La gravità può aiutare a rispondere a questa domanda. "La gravità è uno strumento potente per osservare l'interno profondo di un pianeta perché dipende dalla struttura della densità del pianeta, "ha detto Sander Goossens, un ricercatore Goddard che ha lavorato con Genova su questo studio.

Mentre MESSENGER orbitava attorno a Mercurio nel corso della sua missione, e si avvicinava sempre di più alla superficie, gli scienziati hanno registrato come il veicolo spaziale ha accelerato sotto l'influenza della gravità del pianeta. La struttura della densità di un pianeta può creare sottili cambiamenti nell'orbita di un veicolo spaziale. Nelle parti successive della missione, MESSENGER volò a circa 120 miglia sopra la superficie, e meno di 65 miglia durante il suo ultimo anno. Le orbite finali a bassa quota hanno fornito i dati migliori finora, e ha permesso a Genova e al suo team di effettuare le misurazioni più accurate sulla struttura interna di Mercurio finora prese.

Genova e il suo team hanno inserito i dati di MESSENGER in un sofisticato programma per computer che ha permesso loro di regolare i parametri e capire come doveva essere la composizione interna di Mercurio per adattarsi al modo in cui ruota e al modo in cui la navicella spaziale ha accelerato attorno ad esso. I risultati hanno mostrato che per la migliore corrispondenza, Mercurio deve avere un grande, nucleo interno solido. Hanno stimato che il solido, nucleo di ferro è di circa 1, 260 miglia (circa 2, 000 chilometri) di larghezza e costituisce circa la metà dell'intero nucleo di Mercurio (circa 2, 440 miglia, o quasi 4, 000 chilometri, largo). In contrasto, Il nucleo solido della Terra è di circa 1, 500 miglia (2, 400 chilometri) di diametro, occupando poco più di un terzo dell'intero nucleo di questo pianeta.

"Abbiamo dovuto raccogliere informazioni da molti campi:geodesia, geochimica, meccanica orbitale e gravità per scoprire quale deve essere la struttura interna di Mercurio, " ha detto lo scienziato planetario Goddard Erwan Mazarico, che ha anche aiutato Genova a rivelare il nucleo solido di Mercurio.

Il fatto che gli scienziati avessero bisogno di avvicinarsi a Mercurio per saperne di più sul suo interno evidenzia il potere di inviare veicoli spaziali in altri mondi. Non era semplicemente possibile effettuare misurazioni così accurate della rotazione e della gravità di Mercurio dalla Terra. Inoltre, questo risultato ha utilizzato i dati raccolti da MESSENGER in diversi anni, informazioni che possono essere utilizzate da tutti gli scienziati. È praticamente garantito che nuove scoperte su Mercurio ti aspettano negli archivi di MESSENGER, con ogni scoperta sul nostro vicinato planetario locale che ci dà una migliore comprensione di ciò che c'è oltre.

"Ogni nuova informazione sul nostro sistema solare ci aiuta a capire l'universo più grande, " ha detto Genovese.