Il sorvolo ravvicinato di Mercurio del 19 giugno 2023, condotto dalla missione spaziale BepiColombo, ha rivelato dettagli affascinanti sul campo magnetico del pianeta più interno del Sistema Solare. Questo evento, seppur breve, ha offerto un’anteprima delle scoperte scientifiche che ci attendono quando la sonda entrerà in orbita permanente nel 2026. La missione, un progetto congiunto tra l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA), è destinata a fornire una comprensione senza precedenti delle dinamiche magnetiche di Mercurio, una delle più misteriose e complesse del nostro sistema planetario.
Un campo magnetico enigmatico
Nonostante le dimensioni ridotte e l’eccezionale vicinanza al Sole, Mercurio possiede un campo magnetico, anche se è circa cento volte più debole rispetto a quello terrestre. Tuttavia, la sua magnetosfera, una bolla creata dal campo magnetico che agisce come scudo contro il vento solare, rappresenta un’area di forte interesse scientifico. A causa della vicinanza del pianeta alla nostra stella, la magnetosfera di Mercurio è soggetta a interazioni molto più intense rispetto a quella della Terra. Le osservazioni raccolte da BepiColombo durante i sorvoli sono cruciali per studiare le dinamiche di queste interazioni e le particelle che popolano tale regione, una delle chiavi per comprendere come il pianeta resista all’incessante impatto del vento solare.
Come spiegato da Lina Hadid, ex ricercatrice dell’ESA e attualmente presso il Laboratoire de Physique des Plasmas dell’Osservatorio di Parigi, “Questi sorvoli sono rapidi; abbiamo attraversato la magnetosfera di Mercurio in circa 30 minuti, passando dal crepuscolo all’alba e avvicinandoci fino a soli 235 km dalla superficie del pianeta.” Hadid, che ha utilizzato la suite di strumenti del Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), è riuscita a tracciare il complesso paesaggio magnetico del pianeta in un tempo straordinariamente breve.
La strategia di avvicinamento e il contributo di BepiColombo
BepiColombo utilizza una serie di manovre di assist gravitazionale per entrare in orbita intorno a Mercurio, sfruttando i sorvoli di Terra, Venere e del pianeta stesso. Il sorvolo del giugno 2023 rappresentava il terzo di sei incontri pianificati con Mercurio, ciascuno pensato per regolare la velocità e la traiettoria della navicella in preparazione all’ingresso in orbita nel 2026.
Una volta raggiunta l’orbita finale, BepiColombo si separerà in due orbiter distinti: il Mercury Planetary Orbiter (MPO) guidato dall’ESA e il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, o Mio) sviluppato dalla JAXA. Questa configurazione sarà fondamentale per fornire misurazioni scientifiche complete, consentendo di ottenere una visione dettagliata delle complessità del campo magnetico e della magnetosfera del pianeta.
Durante i sorvoli, gli strumenti scientifici a bordo della navicella hanno già cominciato a fornire anticipazioni delle future scoperte. Grazie a queste brevi finestre temporali, gli scienziati possono osservare aree di Mercurio che non saranno facilmente accessibili durante la fase orbitale.
Caratteristiche del paesaggio magnetico
Uno dei principali obiettivi del sorvolo di giugno era la mappatura del paesaggio magnetico di Mercurio attraverso la rilevazione delle particelle che popolano la magnetosfera. Dominique Delcourt, ex responsabile dello strumento Mass Spectrum Analyser (MSA), che ha lavorato a stretto contatto con Lina Hadid, ha sottolineato l’importanza della sensibilità dello strumento. “Abbiamo rilevato uno strato di confine a bassa latitudine, definito da una regione di plasma turbolento ai margini della magnetosfera, e qui abbiamo osservato particelle con una gamma di energie molto più ampia rispetto a quanto mai visto su Mercurio.”
Queste osservazioni sono state rese possibili proprio grazie alla progettazione avanzata del MSA, specificamente pensato per affrontare l’ambiente unico e complesso del pianeta. Dominique ha inoltre aggiunto: “BepiColombo sarà in grado di determinare la composizione ionica della magnetosfera di Mercurio in modo più dettagliato che mai.”
Una delle sorprese più rilevanti è stata la rilevazione di ioni caldi energetici vicini al piano equatoriale e a bassa latitudine, intrappolati nella magnetosfera. Questo fenomeno, secondo Lina Hadid, potrebbe essere spiegato dalla presenza di una corrente ad anello parziale o completa. Tuttavia, la natura di questa corrente resta una questione dibattuta, poiché le condizioni su Mercurio, con una magnetosfera schiacciata contro la superficie del pianeta, rendono difficile immaginare come le particelle possano restare intrappolate in modo efficace.
Scoperte inaspettate e promesse future
Le scoperte non si limitano solo alle particelle intrappolate. Quando la navicella attraversa l’ombra di Mercurio, essa diventa in grado di rilevare un “mare di ioni di plasma freddo“, che durante l’esposizione alla luce solare viene respinto a causa della carica elettrica della navicella stessa. Questi ioni, compresi ossigeno, sodio e potassio, sono probabilmente il risultato di impatti con micro-meteoriti o interazioni tra la superficie del pianeta e il vento solare.
Dominique Delcourt ha spiegato l’importanza di questa scoperta con entusiasmo: “È come se stessimo vedendo improvvisamente la composizione della superficie ‘esplosa’ in 3D attraverso la sottilissima atmosfera del pianeta, conosciuta come esosfera.”
Le osservazioni finora raccolte rappresentano solo una parte del potenziale scientifico di BepiColombo. Secondo Go Murakami, scienziato del progetto BepiColombo della JAXA, “In questo raro passaggio dal crepuscolo all’alba attraverso la struttura su larga scala della magnetosfera di Mercurio, abbiamo assaporato la promessa di future scoperte.”
Anche Geraint Jones, scienziato del progetto per l’ESA, ha sottolineato l’importanza dei due orbiter complementari nel raccontare l’intera storia: “Le osservazioni sottolineano la necessità dei due orbiter e dei loro strumenti complementari per costruire un quadro completo di come l’ambiente magnetico e di plasma cambia nel tempo e nello spazio.”
Il futuro di BepiColombo su Mercurio
BepiColombo si prepara ora a completare altri due sorvoli ravvicinati di Mercurio, previsti per il 1° dicembre 2024 e l’8 gennaio 2025. Nel frattempo, gli scienziati stanno analizzando i dati del quarto sorvolo, avvenuto di recente. Le attese per i prossimi incontri sono alte, poiché ogni nuovo passaggio offrirà una maggiore comprensione delle complessità di Mercurio, preparando il terreno per la raccolta dei dati finali una volta in orbita.
Con ogni nuova scoperta, BepiColombo sta riscrivendo ciò che sappiamo sulla magnetosfera di Mercurio e il suo complesso ambiente spaziale, e il meglio deve ancora venire.
