DPS15: Mercurio bersagliato dalla polvere di cometa

Mercurio è stato regolarmente coinvolto in piogge meteoriche.
I risultati saranno presentati questa settimana al 47° incontro annuale della Division for Planetary Sciences ( DPS15) della American Astronomical Society, in corso a Washington D.C.

Sulla Terra è un fatto piuttosto usuale riuscire a vedere della polvere cometaria bruciare in atmosfera sotto forma di meteore o "stelle cadenti". In alcuni periodi dell'anno, quando il nostro pianeta attraversa la scia di detriti lasciata da una cometa o da un asteroide., il fenomeno si intensifica, creando dei veri e propri sciami meteorici o piogge meteoriche.

Le Perseidi del mese di agosto, che hanno origine dalla cometa Swift-Tuttle, sono tra le più note.
Tuttavia, la Terra non è l'unico mondo del Sistema Solare a muoversi tra la polvere cometaria. Lo scorso anno avevo seguito assiduamente il passaggio ravvicinato della cometa Siding Spring su Marte, al quale hanno assistito i rover e gli orbiter ( Mars Express, MRO e MAVEN, MOM) con un grande lavoro di squadra.
Ma anche la sonda della NASA MESSENGER ( MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging), durante la sua storica missione che si è conclusa il 30 aprile 2015, ha identificato strane variazioni di calcio nella debole esosfera di Mercurio.

Rosemary Killen, scienziato planetario del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt (Maryland), aveva scoperto questi picchi regolari da quando la sonda era entrata in orbita attorno al pianeta fino al 18 marzo del 2011, pubblicando un primo documento sulla rivista Icarus.
Ora, collaborando con Joe Hahn dello Space Science Institute di Austin (Texas), Killen ha trovato l'evidenza che le molecole di calcio vengono liberate a seguito di piccoli impatti sulla superficie, quando Mercurio solca la cosiddetta nuvola zodiacale di polvere interplanetaria attorno al Sole (la nuvola di granuli dispersi lungo il piano del Sistema Solare).

Tuttavia, la sola polvere interplanetaria non era sufficiente a spiegare gli insoliti picchi nelle emissioni di calcio osservati subito dopo il passaggio di Mercurio al perielio (il punto più vicino al Sole lungo la sua orbita). L'elemento mancante poteva essere la cometa Encke, una cometa periodica scoperta nel 18° secolo, che ha lasciato diversi campi di detriti nel Sistema Solare interno, dando origine sulla Terra alle Tauridi nel mese di novembre e alle Beta Tauridi tra giugno e luglio. Encke ha il più breve periodo di qualsiasi cometa, con un ritorno al perielio ogni 3,3 anni, a quasi 50 milioni di chilometri dal Sole.

Sembrava una buona idea eppure la coincidenza non era perfetta perché, in realtà, Encke ha il suo massimo avvicinamento a Mercurio circa una settimana dopo il picco di calcio osservato.
I ricercatori hanno perciò ipotizzato che il flusso di polveri si fosse in qualche modo spostato nel corso di migliaia di anni rispetto all'attuale orbita della cometa. Grazie ad una simulazione computerizzata, che ha permesso di tornare indietro nel tempo a migliaia di anni prima della sua scoperta, il team ha trovato che la polvere di Encke più che essersi spostata, si deve essere spalmata lungo la sua orbita, formando un vero ruscello di polvere cometaria che incontra Mercurio periodicamente. Inoltre, la pressione della luce solare può interagire sui grani portando a cambiamenti significati della loro orbita nel corso del tempo. Il modello ha anche mostrato l'importanza della dimensione dei grani: la migliore tempistica è stata ottenuta considerando polveri di un millimentro o poco più, spulse da Encke tra i 10.000 e i 20.000 anni fa.

"Sapevamo già che gli impatti sono stati importanti nella formazione delle esosfere", ha detto Killen. "Quello che non sapevamo era l'importanza dei flussi cometari oltre la polvere zodiacale. A quanto pare, i flussi della polvere delle comete possono avere un enorme effetto periodico".

The meteoroid stream of comet Encke at Mercury: Implications for MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging observations of the exosphere [abstract]
We test the hypothesis that an annually repeatable Ca emission excess in Mercury's exosphere at a True Anomaly Angle (TAA) of 25° ± 5° is due to particles from comet 2P/Encke impacting the surface. By simulating the dynamical evolution of Encke particles under planetary perturbations and Poynting-Robertson drag, we find that millimeter-sized grains ejected 1-2 ×10⁴ years ago encounter Mercury at TAA = 350°-30°. The timing of the excess emission is consistent with a major dust release episode 20 kyr ago, possibly due to Encke progenitor breakup. The emission mechanism is likely the direct injection of impact-liberated Ca into sunlight rather than nightside surface adsorption for subsequent release at dawn. The timing of dust release from the comet depends on this mechanism; a 10 kyr age is implied by the direct-injection scenario.