El antiguo campo magnético de Mercurio probablemente evolucionó con el tiempo

Una imagen en color del terreno de Mercurio tomada por MESSENGER. Crédito: NASA / JHU Laboratorio de Física Aplicada / Carnegie Inst. Washington.

Los antiguos polos magnéticos de Mercurio estaban lejos de la ubicación de sus polos hoy, lo que implica que su campo magnético, como el de la Tierra, cambió con el tiempo, según un nuevo estudio. 

Algunos planetas tienen núcleos líquidos metálicos. Los científicos generalmente creen que el campo magnético de un planeta proviene de los movimientos fluidos de su núcleo metálico. El campo magnético crea una magnetosfera que rodea el planeta. La magnetosfera de la Tierra bloquea mucha radiación cósmica y solar, permitiendo que exista vida. 

Mercurio es el otro cuerpo en el Sistema Solar además de la Tierra con un núcleo fundido confirmado capaz de generar un campo magnético. 

En una nueva investigación publicada en el Journal of Geophysical Research de AGU: Descubre que en los antiguos polos magnéticos de planeta en Mercurio, los llamados paleopolos, han cambiado a lo largo de su pasado. El nuevo estudio también sugiere que el legado magnético de Mercurio puede ser más complicado de lo que se pensaba. 

Estudiar los campos magnéticos de otros planetas ayuda a los científicos a comprender cómo evolucionan los campos magnéticos, incluso en la Tierra. Observar el comportamiento de otros núcleos metálicos ayuda a los científicos a comprender más sobre la formación inicial y la maduración posterior de los planetas en el Sistema Solar. 

Los científicos saben que Mercurio evolucionó con el tiempo, pero no pueden decir definitivamente cómo fue, dijo Joana S. Oliveira, astrofísica del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial de la Agencia Espacial Europea en Noordwijk, Países Bajos, y autora principal del estudio. 

Agitación magnética en el Sistema Solar 

Los cambios en el campo magnético no son específicos de Mercurio. El Polo Norte magnético de la Tierra se desplaza aproximadamente de 55 a 60 kilómetros (34 a 37 millas) por año, mientras que su Polo Sur magnético se desplaza aproximadamente de 10 a 15 kilómetros (seis a nueve millas). Su orientación de campo magnético ha cambiado más de 100 veces en el transcurso de sus 4.500 millones de años. 

Los científicos usan rocas para estudiar cómo evolucionan los campos magnéticos de los planetas. Las rocas ígneas, creadas a partir de la lava que se enfría, pueden preservar un registro de cómo se veía el campo magnético en el momento en que las rocas se enfriaron asumiendo que contenían materiales magnéticos. El material magnético de enfriamiento de las rocas se alinea con el campo del núcleo. Este proceso se llama magnetización termorremanente. Los geólogos analizaron rocas ígneas para determinar el último giro del campo magnético de la Tierra fue hace aproximadamente 780.000 años. 

La Tierra y la Luna son los únicos estudios de caso que los científicos tienen sobre los cambios en los polos magnéticos de los cuerpos planetarios, porque no hay muestras de rocas de otros planetas. 

"Si queremos encontrar pistas del pasado, haciendo una especie de arqueología del campo magnético, entonces las rocas deben ser magnetizadas de forma más permanente", dijo Oliveira. 

La trayectoria de descenso del MESSENGER a través de la superficie de Mercurio, con ubicaciones de cráteres rodeadas de blanco. Crédito: AGU.

Uso de la arqueología planetaria para descubrir la historia magnética de Mercurio 

Investigaciones anteriores estudiaron el campo magnético actual de Mercurio, pero no había forma de estudiar el campo magnético de la corteza sin observaciones a baja altitud. Luego, en 2015, la nave espacial MESSENGER comenzó a descender a la superficie de Mercurio. Recopiló tres meses de información a baja altitud sobre Mercurio durante su descenso. Parte de esa información reveló detalles sobre la magnetización de la corteza de Mercurio. El nuevo estudio examinó estas diferentes regiones de la corteza para extrapolar la antigua estructura magnética del núcleo de Mercurio. 

"Hay varios modelos de evolución del planeta, pero nadie ha utilizado el campo magnético de la corteza para obtener la evolución del planeta", dijo Oliveira. 

Los datos de baja altitud de MESSENGER de su trayectoria de descenso detectaron cráteres antiguos con diferentes firmas magnéticas que la mayoría del terreno que MESSENGER observó. Los investigadores creían que los cráteres, que se formaron hace aproximadamente 4,1 a 3,8 mil millones de años, podrían tener pistas sobre los paleópolos de Mercurio. 

Es más probable que los cráteres tengan rocas magnetizadas termorremanentes. Durante su formación, la energía de un impacto hace que el suelo se derrita, dando al material magnético la oportunidad de realinearse con el campo magnético actual del planeta. A medida que ese material se solidifica, conserva la dirección y la posición del campo magnético del planeta como una instantánea en el tiempo. 

Oliveira y sus colegas utilizaron observaciones de naves espaciales de cinco cráteres con irregularidades magnéticas. Sospechaban que esos cráteres se formaron durante un tiempo con una orientación de campo magnético diferente a la de hoy. Modelaron el antiguo campo magnético de Mercurio basado en los datos del cráter para estimar las ubicaciones potenciales para los paleópolos de Mercurio. El área que MESSENGER pasó y registró durante su desaparición fue limitada, por lo que los científicos solo podían usar mediciones durante el vuelo de parte del hemisferio norte. 

Sorpresas 

Los investigadores encontraron que los antiguos polos magnéticos de Mercurio estaban lejos del Polo Sur geográfico actual del planeta y podrían haber cambiado a lo largo del tiempo, lo cual fue inesperado. Esperaban que los polos se agruparan en dos puntos más cercanos al eje de rotación de Mercurio en el norte geográfico y sur del planeta. Sin embargo, los polos se distribuyeron aleatoriamente y se encontraron en el hemisferio sur. 

Los paleopolos no se alinean con el polo norte magnético actual de Mercurio o el sur geográfico, lo que indica que el campo magnético dipolar del planeta se ha movido. Los resultados refuerzan la teoría de que la evolución magnética de Mercurio fue muy diferente a la de la Tierra o incluso a otros planetas del Sistema Solar. También sugieren que el planeta puede haber cambiado a lo largo de su eje, en un evento llamado desplazamiento polar verdadero donde cambian las ubicaciones geográficas de los polos Norte y Sur. 

La Tierra tiene un campo dipolar con dos polos, pero Mercurio tiene un campo dipolar-cuadrupolar con dos polos y un desplazamiento en el ecuador magnético. Según Oliveira, su antiguo campo magnético podría haberse parecido a cualquiera de estos, o incluso haber sido multipolar con "líneas de campo como espagueti". No hay forma de saberlo sin múltiples muestras físicas de rocas de Mercurio, dijo. 

Oliveira espera que la nueva misión de Mercurio, BepiColombo, recopile más datos de campo magnético y posiblemente reduzca las conclusiones del estudio 

Fuente: American Geophysical Union, Abigail Eisenstadt,