Una pioggia di elettroni causa le aurore a raggi X di Mercurio.

Le aurore di Mercurio sono perfettamente coerenti con il suo carattere. Mentre la temperata Terra offre spettacoli di luce celeste sopra i suoi poli, l'inferno di Mercurio ottiene invisibili nastri di radiazioni X che si aggrappano alla sua superficie colpita dal sole.

Ma per quanto possano sembrare aliene, le aurore di Mercurio a raggi X hanno molto in comune con le luci polari della Terra e con le aurore in tutto il sistema solare.

Ora gli scienziati hanno dimostrato direttamente che le fluttuazioni del campo magnetico di Mercurio possono scagliare gli elettroni verso il pianeta, dove alla fine cadono e causano aurore di luce a raggi X. Questo processo, chiamato precipitazione di elettroni, sembra ora essere praticamente universale nel sistema solare: causa aurore su ogni pianeta con un campo magnetico globale tranne Nettuno, riferiscono i ricercatori il 18 luglio su Nature Communications. Anche Marte, che ha solo campi magnetici localizzati, ha aurore causate dalla pioggia di elettroni (SN: 19/03/15).

Per Mercurio, "questa è davvero la prima volta che si rilevano direttamente questi elettroni", afferma il fisico dello spazio plasma Sae Aizawa dell'Università di Pisa in Italia.

La precipitazione di elettroni di solito avviene a causa delle interazioni tra i campi magnetici dei pianeti e il vento solare, uno sciame di particelle cariche espulse dalla parte superiore dell'atmosfera del sole.

Buffetta dal vento solare, la parte del campo magnetico di un pianeta rivolta verso il sole viene schiacciata, mentre il lato notturno viene spazzato in una lunga "coda magnetica" che si estende dietro il pianeta. Alla fine, la coda magnetica si allunga così tanto che le linee del campo magnetico precedentemente principalmente parallele si spezzano e si riconnettono, inviando alcune linee del campo volando dietro il pianeta e altre verso di esso.

"Le linee del campo magnetico si spezzano e formano nuove", dice il fisico dello spazio Ryan Dewey dell'Università del Michigan ad Ann Arbor, che non ha partecipato allo studio. "E in quel processo, viene rilasciata molta energia".

Tutta quell'energia invia pacchetti di elettroni che volano verso il pianeta, spirando in traiettorie a forma di cavatappi lungo le linee del campo magnetico. Quando questi elettroni colpiscono il pianeta o la sua atmosfera, rilasciano energia sotto forma di luce.

La lunghezza d'onda della luce dipende da ciò che gli elettroni incontrano mentre cadono. Le aurore terrestri brillano in lunghezze d'onda visibili perché gli elettroni in entrata eccitano le molecole di gas non ionizzato nell'atmosfera come ossigeno e azoto, che rilasciano luce visibile quando tornano al loro stato normale. Le aurore di Mercurio brillano in lunghezze d'onda a raggi X perché gli elettroni si decelerano quando colpiscono la superficie rocciosa del pianeta. L'energia persa viene rilasciata come raggi X.

I ricercatori hanno per la prima volta rilevato aurore a raggi X mercuriane nei dati inviati dalla sonda MESSENGER, che ha orbitato attorno a Mercurio dal 2011 al 2015 (SN: 30/04/15). Ma mentre gli scienziati hanno dedotto che gli elettroni devono cadere su Mercurio per causare il suo bagliore a raggi X, MESSENGER non aveva gli strumenti adatti per misurare le particelle precipitanti.

La sonda spaziale BepiColombo dell'Agenzia Spaziale Europea li ha. Analizzando i dati del primo sorvolo di Mercurio effettuato dalla sonda nel 2021, Aizawa e i suoi colleghi hanno individuato segni caratteristici di questo processo.

Una prova è che mentre BepiColombo volava attraverso la magnetosfera di Mercurio, osservava improvvise esplosioni di elettroni veloci seguite da diverse onde successive di elettroni progressivamente più lenti e a bassa energia. "Questo è esattamente ciò che descriveremmo come una firma di precipitazione", dice Aizawa, che ha svolto il lavoro mentre era presso l'Istituto di Ricerca in Astrofisica e Planetologia di Tolosa, in Francia.

Ottieni un grande giornalismo scientifico, dalla fonte più affidabile, consegnato alla tua porta.

Per Dewey, la nuova scoperta è uno sguardo affascinante alle scoperte che attendono di essere fatte su Mercurio una volta che BepiColombo entrerà in orbita nel 2025. Entro allora, sarà passato un decennio da quando gli scienziati hanno avuto una sonda in orbita continua intorno a Mercurio.

"Per me, è molto eccitante vedere quanto possiamo imparare anche solo con un breve passaggio attraverso la magnetosfera", dice. "È uno sguardo".

La nostra missione è quella di fornire notizie accurate e coinvolgenti sulla scienza al pubblico. Tale missione non è mai stata così importante come oggi.

Come organizzazione di notizie non a scopo di lucro, non possiamo farlo senza di te.

Il tuo supporto ci consente di mantenere i nostri contenuti gratuiti e accessibili per la prossima generazione di scienziati e ingegneri. Investi nel giornalismo scientifico di qualità donando oggi.