Per decenni, il litio è stato un fantasma nell'esaustiva ricerca scientifica su Mercurio. Gli scienziati sospettavano da tempo la sua presenza nella sottilissima atmosfera del pianeta, o esosfera, ma ogni tentativo di individuarlo si era rivelato un buco nell'acqua. Oggi, una nuova ricerca pubblicata su Nature Communications ha finalmente messo un punto fermo sulla questione, confermando l'esistenza del litio attraverso un metodo indiretto ma incredibilmente efficace. Invece di "vedere" direttamente gli atomi di litio, i ricercatori ne hanno rilevato la firma elettromagnetica, un'impronta inconfondibile lasciata dagli ioni di litio mentre venivano catturati e trascinati via dal vento solare.
Questa scoperta non è solo la prima prova concreta della presenza di litio su Mercurio, ma fornisce anche un indizio sul fatto che la superficie del pianeta sia ancora chimicamente attiva e costantemente modellata dal bombardamento di meteoroidi. L'esosfera di Mercurio è un ambiente estremamente rarefatto, dove gli atomi sono così distanti tra loro da interagire solo di rado. Missioni storiche come il Mariner 10 e MESSENGER avevano già confermato la presenza di elementi come idrogeno, sodio, potassio e ferro. Essendo il litio parte della stessa famiglia dei metalli alcalini di sodio e potassio, la sua presenza era considerata altamente probabile, sebbene in concentrazioni talmente basse da renderne quasi impossibile il rilevamento con gli strumenti tradizionali.
Il team di ricercatori, guidato da Daniel Schmid dell'Accademia Austriaca delle Scienze, ha quindi deciso di affrontare il problema da una prospettiva diversa. Invece di cercare gli atomi stessi, hanno studiato l'interazione degli ioni di litio con il vento solare. Quando i meteoroidi colpiscono la superficie di Mercurio, vaporizzano parti della crosta, rilasciando atomi di litio neutri. Questi atomi, esposti all'intensa radiazione ultravioletta del Sole, perdono rapidamente elettroni, trasformandosi in ioni di litio con carica positiva. È a questo punto che si verifica il fenomeno chiave: la cattura di questi ioni da parte del vento solare innesca un disturbo elettromagnetico noto come onde ioniche ciclotroniche (ICW).
Queste onde vibrano a una frequenza specifica che dipende dalla massa e dalla carica dello ione coinvolto, quasi come una stazione radio sintonizzata esclusivamente sul litio. Analizzando quattro anni di dati raccolti dalla sonda MESSENGER, gli scienziati hanno identificato 12 eventi distinti, della durata di poche decine di minuti ciascuno, in cui apparivano queste onde specifiche. Questi eventi non erano casuali, ma associati a impatti di meteoroidi con un raggio stimato tra 13 e 21 centimetri e un peso tra 28 e 120 chilogrammi, che si schiantano sul pianeta a velocità fino a 110 chilometri al secondo. Sorprendentemente, un singolo impatto può vaporizzare una quantità di materiale 150 volte superiore alla massa del meteoroide stesso.
Questa scoperta rafforza l'idea che il bombardamento costante di meteoroidi arricchisca continuamente la superficie del pianeta, agendo come un servizio di consegna per nuovi elementi e rilasciando quelli esistenti nello spazio. Lo stesso metodo di rilevamento basato sulle onde potrebbe essere applicato per studiare altri corpi celesti con atmosfere sottili o assenti, come la Luna, Marte e persino gli asteroidi.
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