Já é difícil acreditar que haja gelo em Mercúrio, onde as temperaturas diurnas chegam a 400 graus Celsius, ou 750 graus Fahrenheit. Agora, um próximo estudo diz que o calor vulcano no planeta mais próximo do sol provavelmente ajuda a fazer parte desse gelo.

Tal como acontece com a Terra, asteróides entregaram a maior parte da água de Mercúrio, o consenso científico se mantém. Mas o calor diurno extremo pode estar se combinando com o frio de 200 graus Celsius negativos em recantos de crateras polares que nunca vêem a luz do sol para atuar como um gigantesco laboratório de química de fabricação de gelo, dizem pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia.

A química não é muito complicada. Mas o novo estudo o modela em condições complexas em Mercúrio, incluindo ventos solares que bombardeiam o planeta com partículas carregadas, muitos dos quais são prótons essenciais para essa química. O modelo apresenta um caminho viável para a água surgir e se acumular como gelo em um planeta repleto de todos os componentes necessários.

"Isso não é estranho, fora da ideia de campo esquerdo. O mecanismo químico básico foi observado dezenas de vezes em estudos desde o final dos anos 1960, "disse Brant Jones, pesquisador da Escola de Química e Bioquímica da Georgia Tech e o primeiro autor do artigo. "Mas isso foi em superfícies bem definidas. Aplicar essa química a superfícies complicadas como as de um planeta é uma pesquisa inovadora."

Quente, química simples

Os minerais na superfície do solo de Mercúrio contêm os chamados grupos hidroxila (OH), que são gerados principalmente pelos prótons. No modelo, o calor extremo ajuda a liberar os grupos hidroxila e então os energiza para se chocarem uns com os outros para produzir moléculas de água e hidrogênio que se erguem da superfície e se espalham pelo planeta.

Algumas moléculas de água são quebradas pela luz do sol ou sobem muito acima da superfície do planeta, mas outras moléculas pousam perto dos pólos de Mercúrio em sombras permanentes de crateras que protegem o gelo do sol. Mercúrio não tem uma atmosfera e, portanto, nenhum ar que conduza calor, então as moléculas se tornam parte do gelo glacial permanente alojado nas sombras.

"É um pouco como a música Hotel California. As moléculas de água podem entrar nas sombras, mas nunca podem sair, "disse Thomas Orlando, professora da Escola de Química e Bioquímica da Georgia Tech e principal investigadora do estudo. Orlando é cofundador do Georgia Tech Center para Tecnologia e Pesquisa Espacial.

"A quantidade total que postulamos que se tornaria gelo é 10 ¹³ quilogramas (10, 000, 000, 000, 000 kg ou 11, 023, 110, 000 toneladas) ao longo de um período de cerca de 3 milhões de anos, "Jones disse." O processo poderia facilmente responder por até 10 por cento do gelo total de Mercúrio. "

Os pesquisadores publicarão seus resultados em Cartas de jornal astrofísico na segunda-feira, 16 de março, 2020. A pesquisa foi financiada pelo programa do Instituto Virtual de Pesquisa de Exploração do Sistema Solar da NASA (SSERVI) e pelo programa de Atmosferas Planetárias da NASA.

Nave espacial confirma gelo

Em 2011, uma sonda da NASA começou a orbitar Mercúrio e confirmou sinais típicos de gelo glacial perto dos pólos. O MENSAGEIRO (Superfície de MErcúrio, Ambiente Espacial, GEoquímica, e Ranging) a espaçonave enviou de volta imagens e dados que corroboraram assinaturas anteriores de gelo captadas anos antes por radares baseados na Terra.

O gelo estava encardido e se escondia em sombras permanentes nas crateras polares de Mercúrio, que é marcado por meteoritos e cicatrizes de asteróides, muito parecido com a lua da Terra. Na verdade, semelhanças entre os dois orbes, incluindo seus tamanhos, levaram a muitas comparações, incluindo a probabilidade de gelo de água em ambos.

Os humanos encontraram tênues sinais de possível gelo na lua, mas encontraram gelo com certeza quase absoluta e em abundância comparativa em Mercúrio. Isso desencadeou alguns arranhões na cabeça:se asteróides, cometas, e meteoritos golpearam Mercúrio e a lua com água, o que explica a diferença no gelo presente? Mercúrio recebeu um pouco de água de uma forma que não funcionaria na lua?

"O processo em nosso modelo não seria nem de perto tão produtivo na lua. não há calor suficiente para ativar significativamente a química, "Jones disse.

Em um projeto separado, O laboratório de Orlando está projetando um sistema baseado na mesma química para criar água na lua para futuras estações de astronautas que serão localizadas lá.

'Grandes tornados magnéticos'

Prótons dos ventos solares são mais abundantes em Mercúrio do que na Terra, onde um poderoso campo magnético chicoteia as partículas do vento solar, incluindo prótons, de volta ao espaço. O campo de Mercúrio é apenas cerca de 1 por cento tão forte, e ele gira prótons para baixo na superfície.

"São como grandes tornados magnéticos, e eles causam enormes migrações de prótons na maior parte da superfície de Mercúrio ao longo do tempo, "Orlando disse.

Os prótons se implantam no solo em todo o planeta a cerca de 10 nanômetros de profundidade, formando nos minerais os grupos hidroxila (OH), que se difundem para a superfície, onde o calor faz o resto.

"Eu admitiria que grande parte da água em Mercúrio foi distribuída por asteróides impactantes, - disse Jones. - Mas também há a questão de onde asteróides carregados de água conseguiram essa água. Processos como esses poderiam ter ajudado a fazer isso. "

"Um cometa ou asteróide realmente não precisa carregar água porque a colisão sozinha com um planeta ou lua também pode produzir água, "Orlando disse." Mercúrio e a lua estão sempre sendo atingidos por pequenos meteoróides, então isso está acontecendo o tempo todo. "