La misión BepiColombo ha proporcionado un vistazo a la compleja interacción del campo magnético de Mercurio durante su reciente sobrevuelo en junio de 2023. Este encuentro no solo marca un hito en la investigación del planeta más cercano al Sol, sino que también sienta las bases para el profundo estudio que la misión llevará a cabo una vez que se establezca en órbita en 2026.
Mercurio posee un campo magnético, aunque significativamente más débil que el de la Tierra, siendo alrededor de 100 veces menos intenso en la superficie del planeta. A pesar de esta debilidad, el campo magnético crea una burbuja de espacio conocida como magnetosfera, que actúa como un escudo ante el flujo constante de partículas emitidas por el Sol, conocido como viento solar. Dada la proximidad de Mercurio al Sol, la interacción entre este viento y la magnetosfera es notablemente más intensa que en nuestro planeta, lo que convierte el estudio de estas dinámicas en uno de los objetivos primordiales de la misión BepiColombo.
La nave espacial BepiColombo está diseñada para llegar a Mercurio en 2026, utilizando maniobras de asistencia gravitatoria alrededor de la Tierra, Venus y el propio Mercurio para ajustar su velocidad y trayectoria. Durante este proceso, la nave se separará en dos orbitadores científicos: el Mercury Planetary Orbiter (MPO), liderado por la Agencia Espacial Europea (ESA), y el Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, o Mio), a cargo de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA). Esta configuración permitirá realizar mediciones complementarias que ofrecerán una visión completa del entorno dinámico de Mercurio.
Durante los sobrevuelos, muchos de los instrumentos científicos de la nave pueden captar datos valiosos. En el tercer sobrevuelo de Mercurio, realizado el 19 de junio de 2023, la investigadora Lina Hadid, exbecaria de la ESA y actual integrante del Laboratoire de Physique des Plasmas del Observatorio de París, utilizó el conjunto de instrumentos del Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE) para trazar un detallado mapa del paisaje magnético del planeta en un tiempo récord de solo 30 minutos.
«Durante este breve tiempo, cruzamos la magnetosfera de Mercurio, pasando de la tarde a la mañana a solo 235 km sobre la superficie del planeta», relató Hadid. «Pudimos muestrear el tipo de partículas, su temperatura y movimiento, lo que nos permitió delinear claramente el paisaje magnético».
Al combinar las mediciones de BepiColombo con modelos computacionales, Hadid y su equipo lograron identificar diversas características en la magnetosfera. «Observamos estructuras esperadas como la frontera de ‘shock’ entre el viento solar y la magnetosfera, así como las ‘cuernos’ que flanquean la capa de plasma, una región de gas eléctricamente cargado más caliente y denso que se extiende como una cola en dirección opuesta al Sol», explicó.
Uno de los hallazgos más intrigantes fue la identificación de una capa de límite de baja latitud, caracterizada por plasma turbulento en el borde de la magnetosfera, donde se detectaron partículas con un rango de energías mucho más amplio de lo que se había observado previamente en Mercurio. Esto fue posible gracias a la sensibilidad del Analizador de Espectro de Masa, diseñado específicamente para el entorno complejo de Mercurio.
Hadid añadió que «también observamos iones energéticos atrapados en la magnetosfera cerca del plano ecuatorial, lo que sugiere la existencia de una corriente de anillo, un fenómeno cuya dinámica es objeto de debate entre los científicos».
Una corriente de anillo es una corriente eléctrica transportada por partículas cargadas atrapadas en la magnetosfera. En la Tierra, esta corriente se entiende bien y se encuentra a decenas de miles de kilómetros de la superficie, pero en Mercurio, cómo estas partículas se mantienen atrapadas tan cerca del planeta es un enigma que se espera resolver una vez que los orbitadores MPO y Mio comiencen a recopilar datos de manera continua.
Además, el equipo de investigación observó la interacción directa de la nave espacial con el plasma espacial circundante. Cuando la nave es calentada por el Sol, no puede detectar los iones fríos y pesados debido a que se carga eléctricamente y los repele. Sin embargo, al moverse hacia la sombra nocturna del planeta, esta carga cambia, permitiendo la detección de iones de oxígeno, sodio y potasio, probablemente expulsados de la superficie de Mercurio por impactos de micrometeoritos o interacciones con el viento solar.
«Es como si estuviéramos viendo la composición de la superficie ‘explosionada’ en 3D a través de la exosfera del planeta, que es extremadamente delgada», comentó Dominique Delcourt, quien trabajó en el estudio junto a Hadid. «Es emocionante comenzar a ver la conexión entre la superficie del planeta y su entorno plasmático».
«Esta rápida exploración de la estructura a gran escala de la magnetosfera de Mercurio nos ha permitido vislumbrar las futuras revelaciones científicas que nos esperan», afirmó Go Murakami, científico del proyecto BepiColombo en JAXA.
Los científicos están ansiosos por analizar los datos recopilados durante el cuarto sobrevuelo de Mercurio, mientras los controladores de vuelo se preparan para los últimos dos sobrevuelos programados para el 1 de diciembre de 2024 y el 8 de enero de 2025. La misión BepiColombo promete ser un hito en la comprensión de los campos magnéticos planetarios y la dinámica espacial.
