Campo magnético de mercurio
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Magnetosfera de Mercurio
Campo magnético de mercurio NASA.jpg
Gráfico que muestra la fuerza relativa del campo magnético de Mercurio.
Descubrimiento [1]
Descubierto porMarinero 10
Fecha de descubrimientoAbril de 1974
Campo interno [2] [3]
Radio de Mercurio2.439,7 ± 1,0 kilometros
Momento magnético2 a 6 × 10 12 T • m 3
Intensidad de campo ecuatorial300 nT
Inclinación dipolo0,0 ° [4]
Parámetros del viento solar [5]
Velocidad400 km / s
Parámetros magnetosféricos [6] [7]
EscribeIntrínseco
Distancia de magnetopausa1.4  R M
Longitud de la cola magnética10–100  R M
Iones principalesNa + , O + , K + , Mg + , Ca + , S + , H 2 S +
Fuentes de plasmaViento solar
Energía máxima de partículashasta 50 keV
Aurora

El campo magnético de Mercurio es aproximadamente un dipolo magnético (lo que significa que el campo tiene solo dos polos magnéticos) [8] aparentemente global, [9] en el planeta Mercurio . [10] Los datos del Mariner 10 llevaron a su descubrimiento en 1974; la nave espacial midió la fuerza del campo como 1,1% de la del campo magnético de la Tierra . [11] El origen del campo magnético se puede explicar mediante la teoría de la dínamo . [12] El campo magnético es lo suficientemente fuerte cerca del arco de choque para ralentizar el viento solar , que induce una magnetosfera . [13]

Fuerza

Ver también: Intensidad del campo magnético

El campo magnético es aproximadamente un 1,1% más fuerte que el de la Tierra . [11] En el ecuador de Hermean, la fuerza relativa del campo magnético es de alrededor de 300 nT , que es más débil que la de Ganímedes, la luna de Júpiter . [14] El campo magnético de Mercurio es más débil que el de la Tierra porque su núcleo se había enfriado y solidificado más rápidamente que el de la Tierra. [15] Aunque el campo magnético de Mercurio es mucho más débil que el campo magnético de la Tierra, todavía es lo suficientemente fuerte como para desviar el viento solar , induciendo una magnetosfera . Debido a que el campo magnético de Mercurio es débil mientras que el campo magnético interplanetario con la que interactúa en su órbita es relativamente fuerte, la presión dinámica del viento solar en la órbita de Mercurio es también tres veces mayor que en la Tierra.

Si el campo magnético cambió en algún grado significativo entre la misión Mariner 10 y la misión MESSENGER sigue siendo una pregunta abierta. Una revisión de 1988 de JEP Connerney y NF Ness de los datos magnéticos de Mariner señaló ocho artículos diferentes en los que se ofrecían no menos de quince modelos matemáticos diferentes del campo magnético derivados del análisis armónico esférico de los dos sobrevuelos cercanos de Mariner 10 , con un dipolo magnético centrado informado. momentos que van desde 136 a 350 nT-R M 3 (R Mes un radio de Mercurio de 2436 km). Además, señalaron que "las estimaciones del dipolo obtenidas de las posiciones de arco de choque y / o magnetopausa (solamente) van desde aproximadamente 200 nT-R M 3 (Russell 1977) hasta aproximadamente 400 nT-R M 3 (Slavin y Holzer 1979b) . " Concluyeron que "la falta de acuerdo entre los modelos se debe a limitaciones fundamentales impuestas por la distribución espacial de las observaciones disponibles". [16] Anderson y col. 2011, utilizando datos MESSENGER de alta calidad de muchas órbitas alrededor de Mercurio, a diferencia de unos pocos sobrevuelos de alta velocidad, se encontró que el momento dipolar es 195 ± 10 nT-R M 3 . [17]

Descubrimiento

Los datos de Mariner 10 llevaron al descubrimiento del campo magnético de Mercurio.

Antes de 1974, se pensaba que Mercurio no podía generar un campo magnético debido a su diámetro relativamente pequeño y a la falta de atmósfera . Sin embargo, cuando el Mariner 10 hizo un sobrevuelo de Mercurio (en algún lugar alrededor de abril de 1974), detectó un campo magnético que era aproximadamente 1/100 de la magnitud total del campo magnético de la Tierra . Pero estos pases proporcionaron restricciones débiles sobre la magnitud del campo magnético intrínseco, su orientación y su estructura armónica, en parte porque la cobertura del campo planetario era pobre y debido a la falta de observaciones simultáneas de la densidad y velocidad del número del viento solar. [3] Desde el descubrimiento, el campo magnético de Mercurio ha recibido mucha atención, [18] principalmente debido al pequeño tamaño de Mercurio y su lenta rotación de 59 días.

Se cree que el campo magnético en sí se origina en el mecanismo de la dínamo , [12] [19] aunque esto es incierto todavía.

Orígenes

Ver también: teoría del dínamo

Los orígenes del campo magnético se pueden explicar mediante la teoría de la dínamo ; [12] es decir, por convección de hierro fundido eléctricamente conductor en el núcleo exterior del planeta . [20] Una dínamo es generada por un gran núcleo de hierro que se ha hundido hasta el centro de masa de un planeta , no se ha enfriado a lo largo de los años, un núcleo externo que no se ha solidificado completamente y circula por el interior. Antes del descubrimiento de su campo magnético en 1974, se pensaba que debido al pequeño tamaño de Mercurio, su núcleo se había enfriado con el paso de los años. Todavía existen dificultades con esta teoría de la dinamo, incluido el hecho de que Mercurio tiene una rotación lenta de 59 días que no podría haber hecho posible generar unacampo magnético .

Esta dínamo es probablemente más débil que la de la Tierra porque está impulsada por la convección de termocomposición asociada con la solidificación del núcleo interno. El gradiente térmico en el límite entre el núcleo y el manto es subadiabático y, por lo tanto, la región exterior del núcleo líquido está estratificada de manera estable con la dínamo operando solo a profundidad, donde se genera un campo fuerte. [21] Debido a la lenta rotación del planeta, el campo magnético resultante está dominado por componentes de pequeña escala que fluctúan rápidamente con el tiempo. Debido al débil campo magnético generado internamente, también es posible que el campo magnético generado por las corrientes de magnetopausa exhiba una retroalimentación negativa en los procesos de dínamo, lo que hace que el campo total se debilite. [22] [23]

Polos magnéticos y medición magnética

El campo magnético de Mercurio tiende a ser más fuerte en el ecuador que en otras áreas de Mercurio.

Como el de la Tierra, el campo magnético de Mercurio está inclinado, [10] [24] lo que significa que los polos magnéticos no están ubicados en la misma área que los polos geográficos. Como resultado de la asimetría norte-sur en el campo magnético interno de Mercurio, la geometría de las líneas del campo magnético es diferente en las regiones polares norte y sur de Mercurio. [25] En particular, el "casquete polar" magnético donde las líneas de campo están abiertas al medio interplanetario es mucho más grande cerca del polo sur. Esta geometría implica que la región del polo sur está mucho más expuesta que en el norte a partículas cargadas calentadas y aceleradas por las interacciones del viento solar y la magnetosfera. La fuerza del momento cuadripolar y la inclinación del momento dipolar son completamente ilimitadas.[3]

Ha habido varias formas de medir el campo magnético de Mercurio. En general, el campo dipolo interno equivalente inferido es más pequeño cuando se estima sobre la base del tamaño y la forma de la magnetosfera (~ 150-200 nT R 3 ). [26] Las recientes mediciones de radar terrestres de la rotación de Mercurio revelaron un ligero movimiento oscilante que explica que el núcleo de Mercurio está al menos parcialmente fundido, lo que implica que la "nieve" de hierro ayuda a mantener el campo magnético. [27] Se esperaba que la nave espacial MESSENGER hiciera más de 500 millones de mediciones del campo magnético de Mercurio utilizando su magnetómetro sensible . [20] Durante sus primeros 88 días en órbita alrededor de Mercurio, MESSENGERrealizó seis conjuntos diferentes de mediciones de campo magnético a su paso por la magnetopausa de Mercurio. [28]

Características de campo

La nave espacial MESSENGER notó que el campo magnético de Mercurio es responsable de varios "tornados" magnéticos - haces retorcidos de campos magnéticos que conectan el campo planetario con el espacio interplanetario - que tienen unos 800 km de ancho o un tercio del radio total del planeta.

Los científicos notaron que el campo magnético de Mercurio puede ser extremadamente "con fugas", [29] [30] [31] porque MESSENGER encontró "tornados" magnéticos durante su segundo sobrevuelo el 6 de octubre de 2008, que posiblemente podrían reponer la atmósfera (o " exosfera ", como se refiere a los astrónomos). Cuando el Mariner 10 hizo un sobrevuelo de Mercurio en 1974, sus señales midieron el arco de choque, la entrada y salida de la magnetopausa, y que la cavidad magnetosférica es ~ 20 veces más pequeña que la de la Tierra, todo lo cual presumiblemente se había descompuesto durante la Sobrevuelo del MENSAJERO . [32] Aunque el campo es un poco más del 1% más fuerte que el de la Tierra,su detección por Mariner 10fue tomado por algunos científicos como una indicación de que el núcleo externo de Mercurio todavía estaba líquido , o al menos parcialmente líquido con hierro y posiblemente otros metales . [33]

Misión BepiColombo

BepiColombo es una misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) a Mercurio. [34] Se lanza en octubre de 2018. [35] Parte de los objetivos de su misión será dilucidar el campo magnético de Mercurio. [36] [37]

Referencias

  1. ^ "Los datos de MESSENGER de Mercury Orbit confirma teorías, ofrece sorpresas" . Las torres de vigilancia . 2011-06-06. Archivado desde el original el 4 de febrero de 2013 . Consultado el 26 de julio de 2011 .
  2. ↑ Russell, CT (3 de diciembre de 1992). "Campos magnéticos de los planetas terrestres" (PDF) . UCLA - IGPP . Consultado el 26 de julio de 2011 .
  3. ^ a b c C. T. Russell; JG Luhmann. "Mercurio: campo magnético y magnetósfera" . Universidad de California, Los Ángeles . Consultado el 18 de julio de 2011 .
  4. ^ Williams, David, R. "Dr." . Hojas de datos planetarios . Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA. Archivado desde el original el 28 de marzo de 2014 . Consultado el 6 de septiembre de 2016 .
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