Nel 19 ° secolo, l'orbita di Mercurio iniziò a turbare gli astronomi del mondo. Il percorso del pianeta attorno al sole ruotava, o precedeva, ad un ritmo che non poteva essere spiegato usando le teorie della gravità di Newton. Molti scienziati arrivarono a credere che un pianeta interno più piccolo e sconosciuto da turbare Mercurio. Ma dopo il 1916, quando Albert Einstein pubblicò la sua teoria della relatività generale, gli astronomi si resero conto che l'enorme massa del sole deformava il tessuto dello spaziotempo, inviando il vicino Mercurio su un sentiero rotolante attorno alla nostra stella.
Fino ad oggi, Mercurio continua a confondere gli scienziati planetari. Il piccolo mondo caldo rimane il pianeta roccioso meno esplorato nel sistema solare, anche se non per molto più tempo. Una missione congiunta dell'Agenzia spaziale europea (ESA) e dell'Agenzia giapponese di esplorazione aerospaziale (JAXA) lancerà insieme due veicoli spaziali su Mercurio, in programma per decollare dal porto spaziale dell'ESA fuori Kourou, nella Guyana francese, venerdì 19 ottobre.
Le due imbarcazioni sono collettivamente conosciute come BepiColombo, dal nome dello scienziato e matematico italiano Giuseppe "Bepi" Colombo, che ha proposto la prima manovra interplanetaria di assistenza alla gravità negli anni '70. L'astronave BepiColombo misurerà la composizione e il campo magnetico di Mercurio, tenterà di conoscere la formazione del grande nucleo del pianeta, la ricerca di segni di vulcanismo tra i crateri e le valli - e più di un secolo dopo il fatto, misurerà l'orbita di Mercurio per testare la relatività di Einstein con più precisione che mai.
"Il nostro obiettivo è quello di caratterizzare il pianeta nel miglior modo possibile", afferma Johannes Benkhoff, scienziato del progetto BepiColombo dell'ESA. “Vogliamo imparare molte cose grazie al suo ruolo nella formazione del nostro sistema solare. Crediamo che Mercurio sia un pezzo molto importante del puzzle. "
La missione di BepiColombo richiederà circa sette anni per arrivare a Mercurio. Viaggiare nel sistema solare molto interno è in realtà molto più complicato che inviare un veicolo spaziale nei regni esterni, e l'imbarcazione dovrà fare buon uso degli assist di gravità per i quali Giuseppe Colombo è noto. Più di un anno dopo il lancio, BepiColombo oscillerà sulla Terra per essere spinto verso l'interno, volare due volte su Venere e piombare su Mercurio sei volte in una complessa danza orbitale che gli permetterà di entrare in orbita attorno al pianeta alla fine del 2025. All'arrivo, l'ESA Mercury Planetary Orbiter (MPO) e Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) di JAXA si separeranno dai pannelli solari montati e dai propulsori ionici che li hanno portati lì, il Mercury Transfer Module (MTM).
Il concetto di artista di Bepi Colombo si avvicina a Mercurio. I due veicoli spaziali si separeranno al raggiungimento di Mercurio nel dicembre del 2025. (Airbus Defence and Space) BepiColombo si baserà sul lavoro dell'unica altra navicella spaziale in orbita attorno a Mercurio, la sonda MESSENGER della NASA. Quella missione ha rivelato un mondo che assomiglia un po 'alla nostra luna, a cratere e sterile con depositi di ghiaccio d'acqua vicino ai poli. Ma a differenza della luna, Mercurio è caldo come un forno, geologicamente attivo e ha grandi depositi di zolfo che punteggiano il paesaggio roccioso.
Lo zolfo presenta un mistero interessante, dice Benkhoff, poiché il materiale più leggero avrebbe dovuto essere spazzato via dal vento solare. Questi inspiegabili flussi di zolfo suggeriscono i processi vulcanici sotto la superficie, che potrebbero produrre gas di zolfo come sulla Terra.
L'unica attività tettonica di Mercurio è un altro segno di un mondo dinamico. A differenza delle molte piastre della Terra che si spostano e si sfregano insieme, Mercurio ha solo una piastra che circonda il pianeta. Di conseguenza, il piccolo mondo si contrae, facendo aprire profonde crepe e voragini in superficie. Queste contrazioni si verificano quando il mercurio si raffredda, anche se il motivo per cui il pianeta si sta raffreddando è una questione molto dibattuta nella comunità scientifica planetaria. Il mercurio si sta raffreddando da miliardi di anni, un processo che continua ancora oggi, ma si prevedeva che questo sfogo di calore avrebbe rallentato dopo la formazione del pianeta.
"Mercury ha questa serie di difetti che mostrano in modo piuttosto chiaro che il pianeta si è contratto per un certo periodo di tempo", afferma Tom Watters, scienziato senior presso il Smithsonian Center for Earth and Planetary Studies e un membro del team MESSENGER. "Una delle cose più affascinanti per me è che qui c'è un pianeta, molto più piccolo della Terra, il più piccolo del sistema solare, che ci sta mostrando come un corpo più piccolo esprimerà la sua contrazione senza il beneficio della tettonica a zolle".
Sotto la crosta di roccia esterna avvizzita, si ritiene che il nucleo di metallo liquido di Mercurio sia massiccio, con un possibile nucleo solido al centro. Gli scienziati stimano che il 70-80 percento del mercurio sia costituito dal suo nucleo, rendendolo il secondo pianeta più denso del sistema solare dopo la Terra. E una composizione metallica così ampia conferisce a Mercurio un'altra caratteristica notevole: un forte campo magnetico.
"La scoperta del campo magnetico negli anni '70 è stata totalmente inaspettata", afferma Benkhoff.
Mentre le MPO europee orbitano vicino alla superficie per studiare la geologia del mercurio, il MMO giapponese si sposterà più lontano per studiare il campo magnetico del pianeta. Sebbene il pianeta abbia solo un terzo delle dimensioni della Terra, Mercurio ha un campo magnetico simile. Per anni, gli scienziati si sono chiesti se i meccanismi interni del pianeta guidano il magnetismo o se ciò è dovuto alle interazioni con il sole vicino.
La connessione tra lo zolfo sulla superficie, il cracking e il raffreddamento della crosta e il campo magnetico attivo fornisce suggerimenti sulla formazione di Mercurio. Molti oggetti nel sistema solare non vivevano sempre nelle loro posizioni attuali, formandosi più lontano e migrando verso l'interno, e Mercurio potrebbe essere uno di questi oggetti. Sia che venga spinto da altri pianeti o che sia sempre confinato nelle immediate vicinanze del sole, la storia di Mercurio è considerata fondamentale per capire se gli astronomi devono mai imparare come è nato il nostro sistema solare.
Ma qualunque cosa sia successa a Mercurio in passato, il pianeta presenta ancora alcune strane domande oggi. Se è attivo, setacciando zolfo e ghiaccio acquoso, potrebbe esserci qualcosa di biologico in superficie?
"Da un lato hai una temperatura di 450 gradi F come un forno per pizza", afferma Benkhoff. “Allora hai del ghiaccio d'acqua nei crateri; questo è affascinante. Immagina se fossimo i primi a trovare marcatori biologici in questi crateri. Mentre tutte le altre persone stanno guardando su Marte e [la luna di Giove] Europa, forse è su Mercurio! ”
Dopo oltre un decennio di attesa, ESA e JAXA sono in procinto di iniziare il loro lungo viaggio verso Mercurio. Questo fine settimana, BepiColombo intraprende una ricerca per comprendere meglio non solo uno dei pianeti più enigmatici, ma come il nostro piccolo quartiere nello spazio si sia unito miliardi di anni fa.
Un mosaico di due immagini dell'arto dell'emisfero sud di Mercurio scattate dall'astronave MESSENGER nel 2012. (NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington)
