O antigo campo magnético de Mercúrio provavelmente evoluiu ao longo do tempo

Imagem com cores melhoradas do terreno de Mercúrio, captada pela MESSENGER.

Crédito: NASA/JHUAPL/Instituto Carnegie 

Um novo estudo diz que os antigos polos magnéticos de Mercúrio estavam longe da localização dos seus polos de hoje, implicando que o seu campo magnético, como o da Terra, mudou com o tempo.

Alguns planetas têm núcleos metálicos líquidos. Os cientistas geralmente pensam que o campo magnético de um planeta provém dos movimentos fluídos do seu núcleo metálico. O campo magnético cria uma magnetosfera que rodeia o planeta. A magnetosfera da Terra bloqueia grande parte da radiação cósmica e solar, permitindo que a vida exista.

Mercúrio é o outro corpo do Sistema Solar, além da terra, com um núcleo fundido confirmado capaz de gerar um campo magnético.

Uma nova investigação publicada na revista Journal of Geophysical Research: Planets descobriu que os antigos polos magnéticos de Mercúrio, chamados paleopolos, mudaram ao longo do seu passado. O novo estudo também sugere que o legado magnético de Mercúrio pode ser mais complicado do que se pensava anteriormente.

O estudo dos campos magnéticos dos outros planetas ajuda os cientistas a entender como os campos magnéticos evoluem, inclusive na Terra. A observação do comportamento de outros núcleos metálicos ajuda os cientistas a entender mais sobre a formação inicial e subsequente maturação dos planetas no Sistema Solar.

Os cientistas sabem que Mercúrio evoluiu ao longo do tempo, mas não podem dizer definitivamente como, disse Joana S. Oliveira, astrofísica do ESTEC (European Space Research and Technology Centre) da ESA em Noordwijk, Países Baixos, autora principal do estudo.

Turbulência magnética no Sistema Solar

As alterações no campo magnético não são específicas a Mercúrio. O polo norte magnético da Terra vagueia entre 55 e 60 km por ano enquanto o polo magnético sul da Terra cerca de 10 a 15 km. A orientação do seu campo magnético já inverteu mais de 100 vezes ao longo dos seus 4,5 mil milhões de anos.

Os cientistas usam rochas para estudar como os campos magnéticos dos planetas evoluem. As rochas ígneas, criadas a partir do arrefecimento de lava, podem preservar um registo de como o campo magnético era no momento em que as rochas arrefeceram. O material magnético de arrefecimento das rochas alinha-se com o campo do núcleo. Este processo é chamado de magnetização termo-remanescente. Os geólogos analisaram rochas ígneas para determinar que a última inversão do campo magnético da Terra ocorreu há mais ou menos 780.000 anos atrás.

A Terra e a Lua são os únicos estudos de caso que os cientistas possuem para mudanças nos polos magnéticos dos corpos planetários, porque não há amostras de rochas de outros planetas.

"Se queremos encontrar pistas do passado, fazendo uma espécie de arqueologia do campo magnético, as rochas precisam de ser magnetizadas de maneira mais permanente," disse Oliveira.

Usando a arqueologia planetária para descobrir a história magnética de Mercúrio

Investigações anteriores já tinham estudado o campo magnético atual de Mercúrio, mas não havia como estudar o campo magnético da crosta sem observações a baixa altitude. Então, em 2015, a sonda MESSENGER começou a sua descida até à superfície de Mercúrio. Recolheu três meses de informações a baixa altitude sobre Mercúrio durante a sua descida. Algumas dessas informações revelaram detalhes sobre a magnetização crustal de Mercúrio. O novo estudo examinou essas diferentes regiões crustais para extrapolar a estrutura magnética do núcleo antigo de Mercúrio.

"Existem vários modelos da evolução do planeta, mas ninguém usou o campo magnético da crosta para obter a evolução do planeta," disse Oliveira.

Os dados a baixa altitude da MESSENGER, durante o seu percurso de descida, detetaram crateras antigas com diferentes assinaturas magnéticas do que a maioria dos terrenos observados pela MESSENGER. Os investigadores pensavam que as crateras, formadas há cerca de 4,1 a 3,8 mil milhões de anos, podiam conter pistas sobre os paleopolos de Mercúrio.

As crateras são mais propensas a ter rochas magnetizadas termo-remanescentes. Durante a sua formação, a energia de um impacto faz com que o solo derreta, dando ao material magnético a hipótese de se realinhar com o atual campo magnético do planeta. À medida que esse material solidifica, preserva a direção e a posição do campo magnético do planeta como um instantâneo no tempo.

Oliveira e colegas usaram observações de naves espaciais de cinco crateras com irregularidades magnéticas. Eles suspeitavam que essas crateras tinham sido formadas durante uma altura com uma diferente orientação de campo magnético da de hoje. Eles modelaram o antigo campo magnético de Mercúrio com base nos dados da cratera para estimar as possíveis localizações dos paleopolos de Mercúrio. A área que a MESSENGER sobrevoou e registou durante a sua queda fatídica foi limitada, de modo que os cientistas só puderam usar medições de parte do hemisfério norte.

Surpresas no paleopolo

Os investigadores descobriram que os antigos polos magnéticos de Mercúrio estavam longe do atual polo sul geográfico do planeta e podem ter mudado ao longo do tempo, o que foi inesperado. Eles esperavam que os polos se agrupassem em dois pontos mais próximos do eixo de rotação de Mercúrio no norte e sul geográficos do planeta. No entanto, os polos estavam distribuídos aleatoriamente e eram todos encontrados no polo sul.

Os paleopolos não se alinham com o atual polo norte magnético de Mercúrio ou com o polo geográfico sul, indicando que o campo magnético dipolar do planeta se moveu. Os resultados reforçam a teoria de que a evolução magnética de Mercúrio foi muito diferente da da Terra ou até mesmo de outros planetas no Sistema Solar. Eles também sugerem que o planeta pode ter mudado ao longo do seu eixo, num evento chamado verdadeira caminhada polar, onde as localizações geográficas dos polos norte e sul mudam.

A Terra tem um campo dipolar com dois polos, mas Mercúrio tem um campo dipolar-quadrupolar com dois polos e uma mudança no equador magnético. O seu antigo campo magnético pode ter sido parecido com um destes, ou até mesmo ser multipolar com "linhas de campo parecidas a esparguete," finalizou Oliveira. Não há como saber sem várias amostras físicas de rochas de Mercúrio, concluiu.

Oliveira espera que a nova missão a Mercúrio, BepiColombo, recolha mais dados do campo magnético e potencialmente restrinja as conclusões do estudo.

Fonte: Ccvalg.pt