Ha surgido un progreso importante en la ciencia planetaria con la primera detección confirmada de litio en la exosfera del mercurio. Este hallazgo innovador no fue logrado por métodos convencionales de análisis de partículas, sino mediante el uso de técnicas innovadoras dirigidas al análisis de golf electromagnético. El estudio, que se muestra en una publicación reciente en Nature Communications, fue dirigido por Daniel Schmid y su equipo de investigación de la Academia de Ciencias de Austria. Utilizaron datos de la nave espacial Messenger, dirigidas a años de mediciones de campo magnético para descubrir la presencia temporal de litio en el planeta interno de nuestro sistema solar.
La exosfera del mercurio es una capa extremadamente delgada de atmósfera, formada a partir de átomos e iones que se liberan de la superficie del planeta. Los métodos tradicionales tienen dificultades para identificar elementos traza debido a la baja densidad de esta atmósfera, lo que hace que la presencia de litio hasta la fecha sea especulativa. El equipo de Schmid se centró específicamente en «ondas de ciclotrón iónicos» (ICWS), generados cuando los átomos ionizados nuevos interactúan con el viento solar. Estas ondas crean firmas electromagnéticas únicas relacionadas con una «huella digital» magnética, lo que permite a los investigadores aislar la presencia de litio.
«Durante nuestra investigación sobre los datos de campo magnético de Messenger, identificamos firmas de ondas de ciclotrón de iones que podrían atribuirse al litio recién ionizado», señaló Schmid en una entrevista. Con este enfoque, el equipo pudo determinar doce eventos diferentes en cuatro años, cada uno de los minutos duraderos, con ondas específicas de litio.
La naturaleza de estas detecciones planteó preguntas intrigantes. El rendimiento esporádico y corto de los investigadores de litio para excluir procesos más lentos, como calefacción solar o devanado. En cambio, identificaron meteoroides de alta velocidad como el catalizador probable. Cuando los micrometeoroides chocan con mercurio a velocidades de casi 110 km/s, la energía liberada puede evaporar tanto el meteorito como las partes de la superficie del mercurio, creando plumas que se remontan a litio en la exosfera.
«Este descubrimiento sugiere que la superficie del mercurio se ha enriquecido con elementos volátiles a través de efectos continuos de meteoritos, que también facilitan su liberación en la exosfera», declaró Schmid. Este hallazgo indica que estos efectos hacen más que introducir nuevos elementos; También evaporan los materiales existentes, liberando conexiones volátiles como el litio en el entorno espacial circundante. La relación entre los efectos de meteoroides y la liberación de litio sugiere un ciclo dinámico y continuo de suministro atmosférico en el mercurio.
Este avance desafía las creencias a largo plazo sobre la formación del planeta. Los investigadores han teorizado que el mercurio, con su alta densidad y su núcleo sustancial de hierro, formado en condiciones térmicas extremas, lo que hace posible perder la mayoría de las sustancias volátiles en una gran colisión. Hallazgos previos de elementos como sodio, potasio e hidrógeno insinuaron en una historia geoquímica más compleja. La identificación del litio, ahora asociada con los efectos externos y la evaporación de la superficie, agrega ideas críticas al pasado fugaz del mercurio.
«Los detectores de partículas anteriores en misiones como Mariner 10 y Messenger, así como los telescopios basados en el suelo, no pudieron confirmar la presencia de litio, aunque otros elementos volátiles indicados por su existencia», explicó Schmid, que enfatizó que los métodos de detección alternativos juegan en la ciencia planetaria. Los datos de campo magnético de archivo de Messenger tienen inesperadamente complejidad química en la superficie del mercurio, lo que refuerza la importancia de los enfoques científicos innovadores al revelar los misterios de nuestro sistema solar.
