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Onde Mercúrio conseguiu seu gelo de água? Talvez devido ao impacto lento de um único asteroide
Um único impacto colossal pode ter espalhado rapidamente a água por Mercúrio e trancado grande parte dela em crateras polares permanentemente sombreadas – tudo no espaço de um único dia mercuriano, ou 176 dias terrestres, de acordo com um novo estudo.
Sendo o planeta mais próximo do sol, Mercúrio parece ser o último lugar no sistema solar onde a água gelada deveria sobreviver. O sol parece quase três vezes maior no céu de Mercúrio do que na Terra, enquanto temperaturas diurnas no mundo chamuscado pode subir acima de 800 graus Fahrenheit (427 graus Celsius).
No entanto, as observações dos telescópios baseados na Terra na década de 1990, mais tarde confirmado pela sonda MESSENGER da NASA, revelou vastas bolsas de água congelada escondidas dentro de crateras profundas perto dos pólos de Mercúrio que nunca recebem luz solar direta. Exatamente como esse gelo se formou, no entanto, permanece um mistério.
Uma hipótese importante sugere que o gelo polar foi entregue durante um impacto relativamente recente de um cometa ou asteróide rico em água – possivelmente em escala e idade para aquele que esculpiu Cratera Hokusaiuma cratera proeminente de 97 quilômetros de largura no hemisfério norte de Mercúrio. Hokusai é conhecida pelos seus raios brilhantes de detritos que se estendem por milhares de quilómetros através do planeta, criados quando o material explodido abaixo da superfície de Mercúrio foi lançado para fora durante o impacto.
“Como a água é transportada e redistribuída após um impacto em Mercúrio?” os pesquisadores escrevem no novo artigo. “Os resultados aqui apresentados indicam que a resposta depende em parte da escala do impacto”.
Para investigar a ideia de que grande parte do gelo atual de Mercúrio pode ter sido produzido por uma grande colisão rica em voláteis, uma equipe co-liderada pelo cientista Parvathy Prem do Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins, em Maryland, realizou simulações de computador recriando um impacto semelhante ao Hokusai.
A colisão simulada correspondeu a um impactor de aproximadamente 17 quilómetros de largura que se chocou contra Mercúrio a velocidades de até 30 quilómetros por segundo, gerando uma atmosfera densa e temporária rica em vapor de água em torno do planeta, relata a equipa no novo estudo.
“Pouco mais de uma hora após o impacto, o vapor de água gerado pelo impacto expandiu-se para envolver inteiramente o planeta”, observa o estudo, acrescentando que “a maior parte da deposição de gelo ocorre dentro de um dia solar (176 dias terrestres)”.
A propagação surpreendentemente rápida da água foi possível porque a atmosfera densa e gerada pelo impacto protegeu-se eficazmente da intensa radiação ultravioleta do Sol, de acordo com o estudo.
A nuvem temporariamente espessa de vapor de água agiu como um escudo, dizem os investigadores, retardando a quebra das moléculas de água e permitindo que quantidades muito maiores de água sobrevivessem o tempo suficiente para migrar para as crateras polares permanentemente sombreadas de Mercúrio.
As descobertas sugerem que o gelo de Mercúrio foi depositado rapidamente, em vez de fornecido gradualmente durante longos períodos de tempo – um cenário que também ajuda a explicar a aparente pureza dos depósitos de gelo, observa o estudo.
Os cientistas esperam que as próximas observações da missão conjunta europeu-japonesa BepiColombo forneçam novas pistas sobre a origem do gelo polar de Mercúrio. A espaçonave de US$ 1,8 bilhão – apenas a segunda missão enviada à órbita de Mercúrio depois da MESSENGER – sofreu um atraso de 11 meses após um falha no propulsor forçou os engenheiros a redesenhar parte de sua trajetória para compensar o empuxo reduzido.
BepiColombo é agora programado para entrar em órbita em torno de Mercúrio em Novembro, quando as duas sondas da missão se separarão e começarão a estudar o planeta a partir de órbitas diferentes.
Esta pesquisa está descrita em um papel publicado em 12 de maio no Journal of Geophysical Research: Planets.
