Le librazioni raccontano l'interno di Mercurio

Grazie ai dati della sonda della NASA MESSENGER, gli scienziati hanno ottenuto nuove informazioni sulla rotazione e librazione di Mercurio.

Mercurio ha una rotazione piuttosto movimentata, sperimentando fluttuazioni di velocità durante il suo moto di rivoluzione di 88 giorni terrestri intorno al Sole. Queste oscillazioni, o librazioni, sono causate dalla vicinanza con la nostra stella che accelera o rallenta la rotazione del pianeta mentre percorre la sua orbita ellittica.

La sonda della NASA MESSENGER, che prima di terminare la missione il 30 aprile 2015 aveva orbitato intorno a Mercurio per otre quattro anni, aveva potuto rilevare questi dati da vicino per la prima volta.

Rispetto alle precedenti misurazioni terrestri, le nuove informazioni mostrano che Mercurio ruota sul proprio asse circa 9 secondi più velocemente di quanto calcolato in precedenza.
"Non è una differenza enorme ma inaspettata", ha detto Jean-Luc Margot, scienziato planetario dell'Università della California, co-autore dello studio pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters.

First MESSENGER orbital observations of mercury's librations [abstract]

We have co-registered laser altimeter profiles from three years of MESSENGER orbital observations with stereo digital terrain models to infer the rotation parameters for the planet Mercury. In particular, we provide the first observations of Mercury's librations from orbit. We have also confirmed available estimates for the orientation of the spin axis and the mean rotation rate of the planet. We find a large libration amplitude of 38.9 ± 1.3 arc sec and an obliquity of the spin axis of 2.029 ± 0.085 arc min, results confirming that Mercury possesses a liquid outer core. The mean rotation rate is observed to be (6.13851804 ± 9.4 × 10−7)°/d (a spin period of 58.6460768 days ± 0.78 s), significantly higher than the expected resonant rotation rate. As a possible explanation we suggest that Mercury is undergoing long-period librational motion, related to planetary perturbations of its orbit.

Altri studi avevano già determinato che Mercurio ruota tre volte sul proprio asse ogni due rivoluzioni intorno al Sole ma la recente ricerca dimostra che il movimento di rotazione del pianeta è molto più complesso.

Gli scienziati ritengono che la differenza rilevata potrebbe dipendere da veri e propri strattoni causati dal campo gravitazionale di Giove che sarebbe in grado di modificare la distanza di Mercurio dal Sole e l'influenza stessa della stella sul pianeta. Gli autori suggeriscono che gli effetti di Giove, che impiega circa 12 anni per compiere un'orbita completa, si sovrappongono alle librazioni di Mercurio nel lungo periodo, causando il leggero incremento e la diminuzione della velocità di rotazione osservata.

Secondo Margot, però, questa è solo una possibile spiegazione per il fenomeno rilevato e la prossima sonda dell'ESA, BepiColombo, che verrà lanciata nel 2017, potrà svelare il mistero.

Il nuovo studio ha anche confermato una grande ampiezza di librazione durante il moto di rivoluzione di Mercurio.
Questo dato, in accordo con le rilevazioni terrestri, è circa due volte più grande rispetto a quello che ci si aspetterebbe se il pianeta fosse interamente solido. Sembra quindi confermare che Mercurio possiede un un nucleo fuso, un mantello e una crosta che sperimentano grandi oscillazioni in risposta alla forza di attrazione gravitazionale del Sole.