Atmosfera di Mercurio

L’esosfera di Mercurio consiste in una varietà di specie provenienti dal vento solare o dalla crosta planetaria. I primi costituenti scoperti furono l’idrogeno atomico (H), l’elio (He) e l’ossigeno atomico (O), che furono osservati dal fotometro a radiazione ultravioletta della sonda spaziale Mariner 10 nel 1974. Le concentrazioni vicino alla superficie di questi elementi sono state stimate variare da 230 cm-3 per l’idrogeno a 44.000 cm-3 per l’ossigeno, con una concentrazione intermedia di elio. Nel 2008 la sonda MESSENGER ha confermato la presenza di idrogeno atomico, anche se la sua concentrazione sembrava più alta della stima del 1974. Si ritiene che l’idrogeno e l’elio esosferici di Mercurio provengano dal vento solare, mentre l’ossigeno è probabilmente di origine crostale.

Ca e Mg nella coda

La quarta specie rilevata nell’esosfera di Mercurio è il sodio (Na). Fu scoperto nel 1985 da Drew Potter e Tom Morgan, che osservarono le sue linee di emissione Fraunhofer a 589 e 589,6 nm. La densità media della colonna di questo elemento è di circa 1 × 1011 cm-2. Si osserva che il sodio si concentra vicino ai poli, formando macchie luminose. La sua abbondanza è anche maggiore vicino al terminatore dell’alba rispetto al terminatore del tramonto. Alcune ricerche hanno sostenuto una correlazione dell’abbondanza di sodio con alcune caratteristiche della superficie come Caloris o i punti luminosi radio; tuttavia questi risultati rimangono controversi. Un anno dopo la scoperta del sodio, Potter e Morgan hanno riportato che anche il potassio (K) è presente nell’esosfera di Mercurio, sebbene con una densità di colonna di due ordini di grandezza inferiore a quella del sodio. Le proprietà e la distribuzione spaziale di questi due elementi sono altrimenti molto simili. Nel 1998 un altro elemento, il calcio (Ca), è stato rilevato con una densità di colonna tre ordini di grandezza inferiore a quella del sodio. Le osservazioni della sonda MESSENGER nel 2009 hanno mostrato che il calcio si concentra principalmente vicino all’equatore, contrariamente a quanto si osserva per il sodio e il potassio. Ulteriori osservazioni di Messenger riportate nel 2014 notano che l’atmosfera è integrata da materiali vaporizzati dalla superficie da meteore sia sporadiche che in una pioggia di meteoriti associate alla cometa Encke.

Nel 2008 il Fast Imaging Plasma Spectrometer (FIPS) della sonda MESSENGER ha scoperto molti ioni molecolari e diversi nelle vicinanze di Mercurio, compresi H2O+ (vapore acqueo ionizzato) e H2S+ (idrogeno solforato ionizzato). Le loro abbondanze relative al sodio sono circa 0,2 e 0,7, rispettivamente. Sono presenti anche altri ioni come H3O+ (idronio), OH (idrossile), O2+ e Si+. Durante il suo flyby del 2009, il canale Ultraviolet and Visible Spectrometer (UVVS) del Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer (MASCS) a bordo della navicella MESSENGER ha rivelato per la prima volta la presenza di magnesio nell’esosfera mercuriana. L’abbondanza vicino alla superficie di questo costituente appena rilevato è approssimativamente paragonabile a quella del sodio.

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