Como você explora o interior de um planeta sem nunca tocar nele? Comece observando a forma como o planeta gira, em seguida, meça como sua espaçonave orbita - muito, muito cuidado. Isso é exatamente o que os cientistas planetários da NASA fizeram, usando dados da antiga missão da agência em Mercúrio.

Há muito se sabe que Mercúrio e a Terra têm núcleos metálicos. Como a Terra, O núcleo externo de Mercúrio é composto de metal líquido, mas houve apenas indícios de que o núcleo mais interno de Mercúrio é sólido. Agora, em um novo estudo, cientistas do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland encontrou evidências de que o núcleo interno de Mercúrio é realmente sólido e tem quase o mesmo tamanho do núcleo interno da Terra.

Alguns cientistas comparam Mercúrio a uma bala de canhão porque seu núcleo de metal ocupa quase 85% do volume do planeta. Este grande núcleo - enorme em comparação com os outros planetas rochosos de nosso sistema solar - há muito é um dos mistérios mais intrigantes sobre Mercúrio. Os cientistas também se perguntaram se Mercúrio poderia ter um núcleo interno sólido.

As descobertas do núcleo interno sólido de Mercúrio, descrito em Cartas de pesquisa geofísica , certamente contribui para uma melhor compreensão de Mercúrio, mas existem ramificações maiores. Quão semelhante, e quão diferente, os núcleos dos planetas podem nos dar pistas sobre como o sistema solar se formou e como os planetas rochosos mudam com o tempo.

"O interior de Mercúrio ainda está ativo, devido ao núcleo derretido que alimenta o fraco campo magnético do planeta, em relação à Terra, "disse Antonio Genova, um professor assistente da Universidade Sapienza de Roma que liderou a pesquisa enquanto estava na NASA Goddard. "O interior de Mercúrio esfriou mais rapidamente do que o do nosso planeta. Mercúrio pode nos ajudar a prever como o campo magnético da Terra mudará à medida que o núcleo esfria."

Para descobrir de que é feito o núcleo de Mercúrio, Genova e seus colegas tiveram que obter, figurativamente, mais próximo. A equipe usou várias observações do MESSENGER (Mercury Surface, Ambiente Espacial, GEochemistry and Ranging) missão para sondar o interior de Mercúrio. Os pesquisadores olharam, mais importante, na rotação e gravidade do planeta.

A nave espacial MESSENGER entrou em órbita ao redor de Mercúrio em março de 2011, e passou quatro anos observando este planeta mais próximo ao nosso Sol até que foi deliberadamente trazido para a superfície do planeta em abril de 2015.

As observações de rádio do MESSENGER foram usadas para determinar as anomalias gravitacionais (áreas de aumentos ou diminuições locais de massa) e a localização de seu pólo rotacional, que permitiu aos cientistas entender a orientação do planeta.

Cada planeta gira em um eixo, também conhecido como pólo. Mercúrio gira muito mais devagar do que a Terra, com seu dia durando cerca de 58 dias terrestres. Os cientistas costumam usar pequenas variações na maneira como um objeto gira para revelar pistas sobre sua estrutura interna. Em 2007, observações de radar feitas da Terra revelaram pequenas mudanças na rotação de Mercúrio, chamadas librações, isso provou que parte do núcleo de Mercúrio deve ser metal líquido derretido. Mas as observações da taxa de rotação por si só não foram suficientes para fornecer uma medida clara de como era o núcleo interno. Poderia haver um núcleo sólido escondido por baixo, cientistas se perguntaram?

A gravidade pode ajudar a responder a essa pergunta. "A gravidade é uma ferramenta poderosa para observar o interior profundo de um planeta porque depende da estrutura de densidade do planeta, "disse Sander Goossens, um pesquisador Goddard que trabalhou com Genova neste estudo.

Enquanto MESSENGER orbitava Mercúrio ao longo de sua missão, e ficou cada vez mais perto da superfície, os cientistas registraram como a espaçonave acelerou sob a influência da gravidade do planeta. A estrutura de densidade de um planeta pode criar mudanças sutis na órbita de uma espaçonave. Nas partes posteriores da missão, MESSENGER voou cerca de 120 milhas acima da superfície, e menos de 65 milhas durante seu último ano. As órbitas finais de baixa altitude forneceram os melhores dados até agora, e permitiu que Genova e sua equipe fizessem as medições mais precisas sobre a estrutura interna de Mercúrio já feitas.

Genova e sua equipe colocaram dados do MESSENGER em um programa de computador sofisticado que lhes permitiu ajustar os parâmetros e descobrir como deve ser a composição do interior de Mercúrio para combinar com a forma como ele gira e como a espaçonave acelerou em torno dele. Os resultados mostraram que, para a melhor combinação, Mercúrio deve ter um grande, núcleo interno sólido. Eles estimaram que o sólido, núcleo de ferro é cerca de 1, 260 milhas (cerca de 2, 000 quilômetros) de largura e constitui cerca de metade de todo o núcleo de Mercúrio (cerca de 2, 440 milhas, ou quase 4, 000 quilômetros, ampla). Em contraste, O núcleo sólido da Terra tem cerca de 1, 500 milhas (2, 400 quilômetros) de diâmetro, ocupando um pouco mais de um terço de todo o núcleo deste planeta.

"Tivemos que reunir informações de vários campos:geodésia, geoquímica, mecânica orbital e gravidade para descobrir qual deve ser a estrutura interna de Mercúrio, "disse o cientista planetário de Goddard, Erwan Mazarico, que também ajudou Genova a revelar o núcleo sólido de Mercúrio.

O fato de os cientistas precisarem se aproximar de Mercúrio para descobrir mais sobre seu interior destaca o poder de enviar espaçonaves a outros mundos. Essas medições precisas do giro e da gravidade de Mercúrio simplesmente não eram possíveis de serem feitas da Terra. Adicionalmente, este resultado usou dados coletados pela MESSENGER ao longo de vários anos, informações que estão disponíveis para todos os cientistas usarem. Novas descobertas sobre Mercúrio são praticamente garantidas que estarão esperando nos arquivos da MESSENGER, com cada descoberta sobre nossa vizinhança planetária local nos dando uma melhor compreensão do que está além.

"Cada nova informação sobre nosso sistema solar nos ajuda a entender o universo maior, "disse Genova.