Радарно изображение на северната полярна област на Меркурий е показано насложено върху мозайка от MESSENGER изображения от същата област. Кредит: Лаборатория по приложна физика на НАСА / Джон Хопкинс / Институт Карнеги от Вашингтон / Национален център за астрономия и йоносфера, Обсерватория Аречибо
Преди повече от 20 години в северната полярна област на Меркурий бяха наблюдавани радарни материали и оттогава учените постулират, че водният лед може да се крие там в постоянно засенчени региони. Последните данни от космическия кораб MESSENGER - който сега обикаля около орбитата на най-близката до Слънцето планета - потвърждават, че Меркурий наистина държи воден лед, както и органичен материал в постоянно засенчени кратери на северния му полюс. Учените днес заявиха, че Меркурий може да задържи между 100 милиарда до 1 трилион тона воден лед на двата полюса, а ледът може да бъде на дълбочина до 20 метра. В допълнение, интригуващият тъмен материал, който покрива леда, може да побере други летливи вещества, като органични.
Екипът на MESSENGER публикува три статии тази седмица в списанието Science, които представят три нови линии от доказателства, че водният лед доминира над компонентите вътре в кратерите на северния полюс на Меркурий.
„Водният лед премина три предизвикателни теста и не знаем за друго съединение, което да отговаря на характеристиките, които сме измерили с космическия кораб MESSENGER“, каза на брифинг днес главният следовател на MESSENGER Шон Соломон. "Тези открития разкриват много важна глава от историята за това как водите лед са били доставяни на вътрешните планети от комети и богати на вода астероиди във времето."
MESSENGER пристигна в Меркурий миналата година и за наблюденията на северния полюс на планетата бяха използвани данни от неутронния спектрометър и лазерен висотомер на космическия кораб.
Слой воден лед с дебелина няколко метра е илюстриран в бяло. Обилните водородни атоми в леда спират неутроните да избягат в космоса. Подписване на повишени концентрации на водород (и, по заключение, воден лед) е намаляване на скоростта на откриване на MESSENGER на неутроните от планетата. Кредит: Лаборатория по приложна физика на НАСА / Джон Хопкинс / Институт Карнеги от Вашингтон
Нейтронната спектроскопия измерва средните концентрации на водород в ярките радарни райони на Меркурий и учените успяха да извлекат концентрациите на водния лед от измерванията на водорода.
„Данните за неутроните показват, че ярките полярни отлагания на Меркурий съдържат средно богат на водород слой с дебелина повече от десетки сантиметри под повърхностния слой с дебелина 10 до 20 сантиметра, който е по-малко богат на водород“, казва Дейвид Лоурънс, MESSENGER Участващ учен със седалище в лабораторията за приложна физика на университета Джон Хопкинс и водещ автор на един от документите. „Погребаният слой има съдържание на водород, съответстващ на почти чист воден лед.“
Това изображение показва слънчева светлина, която достига до пода и ръба на кратера Прокофиев. Частите на джантата и вътрешността, обърнати на север, остават в вечна сянка, както и тези на много други кратери. Кликнете върху изображението, гледайте филм, който симулира приблизително половината от слънчевия ден на Меркурий (176 земни дни) и използва цифровия модел на терена, получен от измерванията на MLA. Кредит: Център за космически полети на НАСА Годард / Масачузетски технологичен институт / Лаборатория по приложна физика на университета Джон Хопкинс / Институт Карнеги от Вашингтон.
Данните от Мерсенерския лазерен висотомер (MLA) на MESSENGER - който е изстрелял повече от 10 милиона лазерни импулса в Меркурий, за да направи подробни карти на топографията на планетата - потвърждава резултатите от радарите и измерванията на неутронния спектрометър на полярния регион на Меркурий. Грегъри Нойман от центъра за полети на НАСА Годдард, водещият автор на втората книга, каза, че екипът е използвал топографски данни за разработване на модели за осветяване на северните полярни кратери на Меркурий, разкривайки нередовни тъмни и ярки отлагания на близка до инфрачервената дължина на вълната близо до северния полюс на Меркурий.
„Истинската изненада е, че имаше тъмни райони около светли области, които бяха по-разпространени от светлите радарни зони“, заяви Нойман на брифинг в четвъртък. „Те са одеяло, което предпазва ярките летливи вещества, които се намират под тях.“
Нойман каза, че въздействието на комети или богати на летливи астероиди може да осигури както тъмните, така и светлите отлагания, находка, потвърдена в трета книга, ръководена от Дейвид Пейдж от Калифорнийския университет в Лос Анджелис.
Пейдж и неговите колеги предоставиха първите подробни модели за температурата на повърхността и близостта на повърхността на северните полярни райони на Меркурий, които използват действителната топография на повърхността на Меркурий, измерена чрез MLA. Измерванията „показват, че пространственото разпределение на регионите с висока радарна задна повърхност е добре съпоставено с прогнозираното разпределение на термично стабилен воден лед“, каза той.
Карта на "вечна замръзване" на Меркурий, показваща изчислените дълбочини под повърхността, на която се предвижда, че водният лед е термично стабилен. Сивите зони са райони, които са твърде топли на всички дълбочини за стабилен воден лед. Оцветените участъци са достатъчно студени, за да е стабилен подземният лед, а белите участъци са достатъчно студено изложени на повърхността лед, за да бъдат стабилни. Резултатите от термичния модел предсказват наличието на повърхностен и подземен воден лед на едни и същи места, където те се наблюдават от радари на Земята и наблюдения на MLA. Кредит: НАСА / UCLA / Университет по приложна физика на НАСА / UCLA / Институт Карнеги от Вашингтон
Според Пейдж, тъмният материал вероятно е смесица от сложни органични съединения, доставени в Меркурий от въздействието на комети и богати на летливи астероиди, същите обекти, които вероятно доставят вода до най-вътрешната планета. Органичният материал може да е потъмнял допълнително от излагане на силно излъчване на повърхността на Меркурий, дори в места с постоянно засенчване.
Този тъмен изолационен материал е ново и интригуващо парче от историята на Меркурий, която MESSENGER се стреми да разгадае, каза Соломон и повдига въпроси за това какви видове органика може да се намери там. Соломон добави, че сега Меркурий може да се превърне в обект на интерес за астробиологията, но каза несигурно, че никой от учените не смята, че има живот на Меркурий. Това обаче би могло да предостави информация за възхода на органиката на Земята.
Освен това ученият каза, че има нулев шанс за течна вода на Меркурий, въпреки че температурите в някои региони биха допринесли за течната вода. Но без атмосфера на Меркурий, водата няма да се задържа дълго. „Ще бъде лед или пари наистина бързи“, каза Пейдж.
Тази схема на орбитата на MESSENGER илюстрира някои от предизвикателствата пред получаването на наблюдения на северния полярен регион на Меркурий. Кредит: Лаборатория по приложна физика на НАСА / Джон Хопкинс / Институт Карнеги от Вашингтон
Соломон каза, че получаването на тези измервания не е било лесно и не е било бързо. „Дори и на най-високите географски ширини, достигнати от MESSENGER, космическият кораб трябва да гледа под наклонен ъгъл, за да гледа северните полярни региони“, каза той.
По време на основната си орбитална мисия MESSENGER беше в 12-часов орбита и беше на височина между 244 и 640 км в най-северната точка на своята траектория. От април 2012 г. MESSENGER е в 8-часова орбита, показана по-горе, и се намира на надморска височина между 311 и 442 км в най-северната точка на своята траектория. Дори от тези географски ширини полярните находища на Меркурий запълват само малка част от зрителното поле на много от инструментите на MESSENGER.
Но въпреки предизвикателствата, каза Соломон, годината и половина на MESSENGER в орбита сега даде ясни резултати.
Източници: MESSENGER, НАСА
