Agua en Mercurio

Mercurio ha sido uno de los planetas más desconocidos del sistema solar hasta hace relativamente poco. Debido a la cercanía de Mercurio a nuestra estrella se hace muy difícil verlo en buenas condiciones con un telescopio, además de arriesgado, dado que es muy fácil arruinar la óptica de nuestro telescopio si lo exponemos a la luz solar directa. Además, Mercurio es pequeño y a la vez distante por lo que desde nuestro planeta apenas puede observarse durante la puesta del sol y difícilmente se pueden identificar rasgos en su superficie, más allá de zonas oscuras o de alto albedo.

Por otro lado para poder enviar orbitadores o aterrizadores se requieren potentes cohetes o complicadas maniobras orbitales además de que las misiones deben llevar un gran aislamiento térmico y componentes muy resistentes a las altas temperaturas.

No fue hasta principios de la década de los 70 cuando pudimos contemplar su superficie de cerca gracias a la nave espacial estadounidense Mariner 10, primera misión de la NASA en visitar Mercurio, destino que sobrevoló en tres ocasiones en su misión. Guarda un gran parecido a nuestra Luna, un cuerpo rocoso plagado de cráteres y sin atmósfera. Al igual que nuestra Luna y a diferencia de nuestro planeta, Mercurio apenas está inclinado respecto al Sol. De todos los planetas de nuestro sistema solar Mercurio es el menos oblicuo de todos. Si nuestras estaciones están determinadas por la inclinación axial, en Mercurio la determina la elipticidad de su órbita. Mientras en nuestro planeta, cada uno de los polos recibe luz diurna durante seis meses seguidos, en Mercurio siempre tienen el Sol en el horizonte, en el límite entre el día y la noche, justo como nuestra Luna, que apenas está inclinada un 1,4º respecto al Sol.

Debido a que tanto Mercurio como la Luna tienen muchos cráteres incluso en los polos, es en los cráteres lo suficientemente profundos y cerca del polo donde amplias zonas de la superficie nunca reciben luz solar directa. Al no recibir luz solar lo suficientemente energética, los posibles átomos o moléculas de agua, hidrógeno, oxígeno, metano, amoníaco o nitrógeno pueden permanecer ocultos y a salvo de escapar de la débil gravedad del planeta, además de otros materiales de cometas y asteroides que hayan podido chocar en el pasado del planeta. Es en estas regiones permanentemente a la sombra donde el frío puede mantener los posibles depósitos de hielo durante millones de años.

En 1991 usando el radiotelescopio de Arecibo se detectaron señales de radar en el polo norte compatibles con el reflejo de superficies de hielo. Dos décadas después llegaría por fin a su órbita alrededor de Mercurio la sonda Messenger de la NASA, lanzada en agosto de 2004 y primera en orbitar el planeta en marzo de 2011. Con su gran instrumental científico, la sonda consiguió datos muy valiosos sobre el planeta durante los cuatro años de misión en órbita del planeta. Los datos del espectrómetro de neutrones NS de la sonda mostraban un exceso de hidrógeno en algunas zonas del polo norte. El altímetro láser MLA determinó la posible existencia de agua gracias a la reflectividad captada en los mismos lugares a longitudes de onda cercanas al infrarrojo.

Los modelos detallados de las temperaturas superficiales del planeta muestran que los cráteres mantienen un ambiente permanentemente frío. Todos estos datos y los obtenidos por la cámara MDIS de la Messenger corroboran la existencia de enormes depósitos de agua congelada en los fondos de los cráteres polares en sombra permanente. Además de tratarse de hielo muy puro, la sorpresa es que, además, están recubiertos por una capa más oscura formada por compuestos orgánicos alterados por la radiación.

Estas zonas o trampas de frío polares mantienen una temperatura de entre -150ºC y -50ºC bastante superior a la del hielo expuesto a -170ºC. Las teorías sobre la formación de estas sustancias orgánicas apuntan a que se crearon directamente en el fondo de estos cráteres debido a la interacción de los iones energéticos atrapados en la magnetosfera del planeta y los rayos cósmicos con los hielos descubiertos. Es posible que parte del hielo también provenga de la interacción de Mercurio con el Sol. Los protones provenientes del viento solar chocarían con los átomos de hidrógeno presentes en la superficie del planeta pudiendo generar moléculas de agua. A falta de atmósfera para retener el agua, se condensaría pasando a estado gaseoso y bien podrían escaparse y perderse en el espacio o caer de nuevo hacia los polos donde de nuevo se congelaría y formaría parte de los actuales depósitos fotografiados por la Messenger.

Este pequeño detalle hace que crezca el interés del potencial astrobiológico del planeta. Mercurio, con unas temperaturas que en el día alcanzan los 430ºC y la noche los -180ºC, mantiene en su polo norte los depósitos de hielo más abundantes del sistema solar interior tras nuestro planeta y Marte y la reserva de sustancias orgánicas complejas de mayor tamaño más cercanas al Sol.

La investigación de estos extremos continuará. La misión Bepi-Colombo actualmente en ruta a la órbita de Mercurio, está compuesta por dos orbitadores, el MPO europeo (Mercury Planetary Orbiter) y el Mio japonés (Mercury Magnetospheric Orbiter). Entrarán en la órbita del planeta a finales de 2025 y con sus dieciséis instrumentos seguirán estudiando la superficie, la composición y dinámica de la atmósfera residual e investigar el origen y las características de la magnetosfera del planeta.

En abril de 2022 la comunidad científica norteamericana publicó el nuevo Decadal Survey 2023-2032, una guía de recomendaciones científicas para futuras misiones de la NASA. En dicha guía incluía el aterrizaje en la superficie de Mercurio como una de las seis prioridades científicas para misiones flagship (las más ambiciosas y por tanto más caras) junto a misiones como una sonda de aterrizaje en la luna Europa de Júpiter, un “orbilander” a la luna Encélado de Saturno o un orbitador con cápsula atmosférica al planeta Urano entre otros. El informe no es vinculante, pero sin duda el descubrimiento de hielo de agua en los cráteres de las zonas de sombra permanente en los polos del planeta ha hecho crecer el interés de la comunidad internacional por este pequeño planeta. Si bien no es tan atractivo como Marte y Venus, es clave para entender la formación de nuestro sistema solar y por tanto de la Tierra misma. ¿A quién no le gustaría conocer la superficie del planeta?