Durante il quinto sorvolo di Mercurio, eseguito l’1 dicembre 2024, la missione BepiColombo dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dell’Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA) ha osservato per la prima volta nella storia il pianeta più piccolo e meno esplorato del nostro Sistema Solare nella lunghezza d’onda del medio infrarosso.
Oltre a scattare alcune foto del pianeta e a misurare particelle e campi elettromagnetici nello spazio circostante, infatti, questo sorvolo, che ha portato BepiColombo a 37 628 km dalla superficie di Mercurio, ha segnato anche la prima volta in cui è stato utilizzato lo strumento MERTIS.
MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Imaging Spectrometer) è un radiometro e spettrometro termico a infrarossi, di progettazione tedesca, le cui immagini già rivelano variazioni di temperatura e composizione sulla superficie ricoperta di crateri di Mercurio.
Perché Mercurio è così scuro?
Di cosa è fatta la superficie di Mercurio è uno dei suoi tanti misteri. MERTIS e altri strumenti sul Mercury Planetary Orbiter, la sonda europea della missione BepiColombo, forniranno una migliore accuratezza e risoluzione della composizione elementare rispetto ai dati della missione Messenger della NASA.
Messenger ha rivelato che la superficie contiene relativamente poco ferro, nonostante il nucleo di ferro-nichel del pianeta sia insolitamente grande. E che, sebbene Mercurio orbiti vicino al Sole, alcuni elementi chimici che evaporano facilmente sono presenti in concentrazioni insolitamente elevate.
Un mistero direttamente collegato a queste considerazioni è il motivo per cui il pianeta appare così scuro. A prima vista, la superficie polverosa e piena di crateri di Mercurio può sembrare simile alla Luna, ma la sua superficie riflette solo circa due terzi della luce della Luna.
Guardare Mercurio “con occhi nuovi”
La prima immagine di Mercurio di MERTIS rivela quali parti della superficie brillano più intensamente nella luce infrarossa media rispetto ad altre, con una risoluzione al suolo di circa 26-30 km. Copre una parte del bacino Caloris, e parti di una grande pianura vulcanica nell’emisfero settentrionale.
MERTIS è sensibile alla luce infrarossa media con lunghezze d’onda di 7-14 micrometri, un intervallo noto per essere particolarmente adatto per distinguere i minerali che formano le rocce.
Di seguito, uno slider mostra le osservazioni. I colori indicano quanta radiazione irradia la superficie di Mercurio con una lunghezza d’onda di 8.45 micrometri. La quantità dipende dai minerali di cui è fatta la superficie, dalla rugosità della superficie e dalla temperatura. Le lacune che compaiono regolarmente sulla mappa sono dovute al ciclo di calibrazione sullo strumento. L’immagine di sfondo in scala di grigi, invece, mostra la superficie di Mercurio come osservata dalla missione Messenger della NASA, nella luce visibile. Credits: MERTIS/DLR/Università di Münster e NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution di Washington
L’immagine evidenzia il cratere da impatto di Bashō, una caratteristica già vista dalla missione Mariner 10 e osservata in dettaglio da Messenger. Le immagini in luce visibile mostrano che il cratere da impatto di Bashō contiene materiale sia molto scuro che molto luminoso. Le osservazioni del sorvolo MERTIS rivelano che il cratere si distingue anche nella luce infrarossa.
Verso la missione in orbita
In preparazione dell’arrivo di BepiColombo in orbita attorno a Mercurio, previsto per il 2026, il team MERTIS ha testato in laboratorio numerosi materiali e miscele minerali diversi, riscaldandoli a diverse temperature e misurandone la luminosità nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso medio.
Infatti, per poter interpretare le misurazioni di MERTIS, è necessario sapere esattamente come i diversi minerali brillano nella luce infrarossa media e come questa varia con la temperatura. Il lato di Mercurio illuminato dal Sole può diventare molto caldo: il radiometro MERTIS ha misurato temperature fino a 420 °C durante il sorvolo.
Poiché la superficie di Mercurio è povera di ferro, il team ha testato minerali naturali e sintetici privi di ferro, includendo anche minerali che formano rocce, per simulare di cosa potrebbe essere fatta la superficie di Mercurio.
Finché BepiColombo non arriverà su Mercurio nel 2026, i due orbiter scientifici di cui è composta, il Mercury Planetary Orbiter dell’ESA e il Mercury Magnetospheric Orbiter della JAXA, rimarranno “impilati” insieme, perciò una parte dello strumento MERTIS rimarrà bloccata. Grazie a una riprogrammazione intelligente del software dello strumento, è stato possibile utilizzarlo comunque per alcune osservazioni mirate durante il quinto sorvolo di Mercurio.
Dopo l’inserimento in orbita, una volta che il Mercury Planetary Orbiter dell’ESA si muoverà in maniera indipendente, MERTIS potrà lavorare senza impedimenti. Il suo obbiettivo è fornire una mappa globale della distribuzione dei minerali sulla superficie di Mercurio, con una risoluzione fino a 500 m.
