Fino al 2008, solo una navicella spaziale aveva mai visitato il pianeta Mercurio, e non durò a lungo. La missione Mariner 10 della NASA ha sorvolato il minuscolo mondo tre volte negli anni '70, dando all'umanità una visione utile ma limitata del pianeta più interno del sistema solare. Il Mariner 10 ha ripreso circa il 45 percento della superficie di Mercurio e ha scoperto il suo campo magnetico interno, tra l'altro.

Decenni passati con l'esplorazione di Mercurio in pausa, fino al lancio del MESSENGER (MERcury Surface, Ambiente spaziale, geochimica, e Ranging) nel 2004. In orbita attorno a Mercurio più di 4, 000 volte, la navicella spaziale MESSENGER ha offerto agli scienziati il ​​primo, e finora, solo:immagine globale di Mercurio. Ha rivelato strane caratteristiche superficiali, indizi esposti sulla sua storia geologica, mappato un campo magnetico diverso da qualsiasi cosa avessimo visto prima, e fece innumerevoli altre scoperte. Dopo aver orbitato attorno a Mercurio per più di quattro anni, la navicella ha esaurito il gas; senza propellente, la sua distanza di avvicinamento più vicino scese sempre più in basso fino a quando la sonda si schiantò finalmente sulla superficie del pianeta il 30 aprile, 2015.

Ora, dopo aver passato in rassegna l'enorme quantità di dati restituiti dalla navicella spaziale, alcuni dei migliori scienziati di MESSENGER hanno pubblicato un libro che descrive in dettaglio le principali lezioni della missione. Intitolato Mercury:The View After MESSENGER, il libro è co-curato da Sean Solomon, che ha guidato la missione ed è ora direttore del Lamont-Doherty Earth Observatory all'interno dell'Earth Institute della Columbia.

Nell'intervista qui sotto, Salomone condivide alcuni dei risultati chiave discussi nel libro, perché sono importanti per noi terrestri, e come i dati MESSENGER informeranno una nuova missione che è già in viaggio verso Mercurio.

La conversazione è stata modificata e condensata.

Cosa ti ha spinto a mettere insieme questo libro?

Avevamo scritto centinaia di documenti, ma volevamo sintetizzare tutte quelle informazioni mentre eravamo ancora insieme come una squadra, e descrivere ai nostri colleghi scientifici ciò che avevamo appreso su Mercurio dalla missione MESSENGER.

Ciò che il libro trasmette è che stavamo guardando un pianeta complicato, e tutti i suoi elementi e processi, per la prima volta a livello mondiale. Il libro riflette il fatto che avevamo un team scientifico molto ampio che stava affrontando solo una vasta gamma di domande su scala planetaria, dall'interno profondo del pianeta a come funziona l'atmosfera e come il pianeta interagisce con il vento solare e il tempo spaziale. È stata un'esperienza meravigliosa far parte di una squadra che stava affrontando una così ampia gamma di domande tutte in una volta.

Cosa ha inizialmente catturato il tuo interesse per Mercurio?

Nel nostro sistema solare abbiamo quattro laboratori naturali per esplorare come si sono formati e si sono evoluti i pianeti di roccia e metallo:Terra, Marte, Venere, e Mercurio. Ora sappiamo che ci sono centinaia di quei laboratori intorno ad altre stelle, ma solo quattro sono alla portata dell'attuale navicella spaziale. Mercurio completa l'inventario degli esperimenti sulla formazione e l'evoluzione dei pianeti, uno dei quali ha prodotto il nostro pianeta e tre dei quali hanno prodotto pianeti molto diversi.

Dei quattro pianeti interni, La Terra è diventata un po' più grande, l'unico che oggi ha gli oceani, che oggi ha un clima suscettibile agli organismi che vi abitano, e che sappiamo era una sede per l'origine della vita. E così la Terra sembra speciale, soprattutto a noi perché è casa nostra. Ma è un prodotto degli stessi processi che hanno prodotto i nostri pianeti fratelli, e quindi vorremmo capire quali caratteristiche hanno portato all'ambiente che chiamiamo casa, e come piccoli cambiamenti nelle condizioni di partenza o nella distanza dalla stella ospite o altri eventi possano aver avviato la Terra in una direzione leggermente diversa dai suoi pianeti fratelli. Quanto vulnerabile significa che il nostro pianeta è a lungo termine, e quanto è probabile che pianeti simili alla Terra attorno ad altre stelle possano avere risultati simili a quelli del nostro pianeta?

Perché Mercurio è l'ultimo di quei quattro ad essere esplorato a fondo?

Mercurio è più difficile da raggiungere di Venere e Marte, ed è più lontano. È molto più vicino al Sole, quindi l'ambiente è molto più duro:il Sole è fino a 11 volte più luminoso di quanto non sia nell'orbita terrestre, e la radiazione è più alta perché sei molto più vicino al Sole. Quindi è sempre stata una sfida inviare una navicella spaziale su Mercurio.

L'umanità ha inviato più di tre dozzine di veicoli spaziali su Venere e più di quattro dozzine su Marte. MESSENGER è stata solo la seconda navicella spaziale a visitare il pianeta più interno. Ciò nonostante, ci ha dato una visione globale della composizione della superficie, l'interno, e l'ambiente spaziale. Quindi stiamo sicuramente raggiungendo il punto in cui si trovava l'esplorazione di Marte circa 40 anni fa, e dove si trovava l'esplorazione di Venere circa 25 anni fa. Recupero:sì; preso:no.

Quali sono state alcune delle scoperte chiave emerse dalla missione MESSENGER?

Di tutti i pianeti interni, Mercurio è fatto delle cose più dense, di gran lunga. Sappiamo da circa 70 anni che è principalmente—forse due terzi—metal, e c'erano idee sul perché. Un'idea era che Mercurio fosse ricco di metalli perché si condensava solo da quei materiali che erano solidi molto vicini al Sole, che avrebbe incluso il ferro. Un'altra idea era che all'inizio fosse forse il doppio della sua dimensione attuale, e poi il calore straordinario della nebulosa di gas e polvere intorno al primo Sole attivo ne vaporizzò la porzione esterna. Una terza idea era che Mercurio avesse avuto dimensioni simili a quelle di Marte, e in seguito un grosso oggetto si scontrò con esso e espulse la maggior parte del guscio roccioso, lasciando dietro di sé un oggetto ricco di metallo che era più piccolo forse di un fattore due. Tutte queste teorie prevedevano che Mercurio avrebbe dovuto esaurirsi in elementi che possono essere facilmente rimossi dalle alte temperature, i cosiddetti elementi volatili. Abbiamo realizzato le prime mappe chimiche della superficie, e una delle più grandi sorprese della missione è stata la presenza di quegli elementi volatili, e sono presenti in grande abbondanza. Quindi nessuna delle teorie sul perché Mercurio fosse ricco di metalli è corretta. Sono stati tutti falsificati dal telerilevamento geochimico. Ciò significa che abbiamo bisogno di una nuova teoria su come assemblare i pianeti interni.

Un'altra sorpresa è arrivata quando abbiamo misurato il campo magnetico di Mercurio. Abbiamo avuto una supposizione che, come il campo terrestre, sarebbe stato prevalentemente dipolare, come il campo di una barra magnetica, e lo era. La grande sorpresa è stata che, a differenza della Terra, il campo magnetico di Mercurio non ha lo stesso centro del pianeta. È spostato verso il polo nord di circa il 20% del raggio del pianeta. Non c'erano modelli che prevedessero quel risultato prima della missione, e ha importanti implicazioni sulla Terra. La polarità della Terra di tanto in tanto si inverte, e quelle inversioni magnetiche forniscono la base per elaborare gran parte della storia della Terra. Il metodo presuppone che il dipolo magnetico terrestre sia sempre stato al centro, ma trovare un pianeta gemello dove ciò non è vero mette almeno in discussione questa ipotesi sul nostro pianeta.

Ci furono molte altre scoperte, ma l'ultimo che citerò riguarda i depositi polari di Mercurio. Questi depositi sono stati visti per la prima volta decenni fa dai radar terrestri come aree luminose all'interno di crateri da impatto vicino ai poli nord e sud. Queste aree sono in ombra permanente e sono state abbastanza fredde da intrappolare il ghiaccio d'acqua per miliardi di anni. MESSENGER ha confermato che i depositi polari sono principalmente acqua ghiacciata, ma abbiamo scoperto qualcos'altro. Nei crateri a più di pochi gradi dai poli, il ghiaccio era ricoperto da un materiale straordinariamente scuro. È più scuro di qualsiasi altra cosa su Mercurio, quindi non è materiale Mercury. È associato solo ai depositi polari, quindi forse è lì a causa degli stessi processi che hanno inviato il ghiaccio a Mercurio. La congettura del nostro team è che il materiale oscuro sia materia organica del tipo che ricopre gli oggetti nel sistema solare esterno, e che avrebbe potuto essere trasportato insieme al ghiaccio d'acqua dagli impatti di comete e asteroidi. Una delle idee su come è stata acquisita l'acqua della Terra è che provenga dagli impatti degli oggetti del sistema solare esterno. E quindi potrebbe essere che, conservata nelle gelate profonde di questi crateri polari, Mercurio fornisce un archivio del processo mediante il quale l'acqua e il materiale organico sono stati consegnati alla Terra primordiale.

Cosa verrà dopo l'esplorazione di Mercurio?

Sono sicuro che ci sono più scoperte da fare dai dati MESSENGER. Abbiamo terabyte di dati che sono stati raccolti, e ora ci sono persone che scrivono articoli sull'analisi di quei dati. Ci aspettiamo che gli studenti di Mercurio si riverseranno su quei dati per anni e anni.

Inoltre, ci sono due veicoli spaziali in rotta verso Mercurio in questo momento come parte di una missione congiunta dell'Agenzia spaziale europea e dell'Agenzia di esplorazione aerospaziale giapponese chiamata BepiColombo. Il veicolo spaziale dovrebbe entrare in orbita attorno a Mercurio alla fine del 2025. Fino ad allora, i dati MESSENGER sono i migliori disponibili per rispondere a domande a cui non è stata ancora data risposta, e impostare le domande a cui BepiColombo risponde. Quindi ci aspettiamo che i dati MESSENGER siano una risorsa molto importante, certamente per i prossimi sette anni, e senza dubbio dopo.

Quali misteri speri che BepiColombo possa risolvere?

BepiColombo farà molto per far progredire ulteriormente la nostra comprensione di Mercurio.

MESSENGER aveva un'orbita ellittica intorno a Mercurio, quindi abbiamo dovuto scegliere un emisfero per l'approccio più vicino, e abbiamo scelto il nord. Quindi BepiColombo otterrà osservazioni migliori dell'emisfero australe di quelle che abbiamo fatto noi, ed è destinato a migliorare la nostra comprensione delle differenze emisferiche. Una delle domande che ho è:possiamo vedere qualcosa in superficie, nella storia o composizione geologica, ad esempio, che ci dà un indizio sul motivo per cui il campo magnetico è fuori centro?

Sarà anche interessante scoprire se possiamo vedere cambiamenti superficiali da quando MESSENGER era lì, indicando processi geologici in corso, variazioni del campo magnetico, o altre modifiche che non possiamo nemmeno anticipare in questa fase.

Una volta che BepiColombo inizia a inviare i dati, prevedi di creare un'altra edizione del tuo libro?

Penso che probabilmente lascerò il prossimo libro a quei ragazzi.