Още през 2012 г. учените с удоволствие откриха, че в полярните райони на Меркурий са открити огромни количества воден лед. Докато съществуването на воден лед в този трайно засенчен регион беше обект на спекулации в продължение на около 20 години, едва след като космическият кораб на Меркурий, Космическа среда, Геохимия и Далечност (MESSENGER) проучи полярния регион, това беше потвърдено ,
Въз основа на данните на MESSENGER беше изчислено, че Меркурий може да има между 100 милиарда до 1 трилион тона воден лед на двата полюса и че ледът може да бъде на дълбочина до 20 метра (65,5 фута) на места. Ново проучване на екип от изследователи от Браунския университет показва, че в северния полярен регион може да има три допълнителни големи кратера и още много по-малки, които също съдържат лед.
Изследването, озаглавено „Нови доказателства за лед на повърхностни води в дребни студени капани и в три големи кратера в Северния полярен район на Меркурий от Меркурийския лазерометър“, беше публикувано наскоро в Геофизични изследователски писма, Воден от Ариел Дойч, член на НАСА ASTAR и кандидат на докторант в университета Браун, екипът прецени как дребномащабните находища могат драстично да увеличат общото количество лед върху Меркурий.
Въпреки че е най-близката планета до Слънцето и изпитва парещи повърхностни температури от страната си, обърната към Слънцето, ниският аксиален наклон на Меркурий означава, че полярните му региони са постоянно засенчени и изпитват средни температури от около 200 К (-73 ° С; -100 ° F). Идеята, че ледът може да съществува в тези региони, датира от 90-те години на миналия век, когато радарните телескопи на Земята откриват силно отразяващи петна в полярните кратери.
Това беше потвърдено, когато космическият апарат MESSENGER откри неутронни сигнали от северния полюс на планетата, които бяха в съответствие с водния лед. Оттогава насам общият консенсус е, че повърхностният лед на Меркурий е бил ограничен до седем големи кратера. Но както Ариел Дойч обясни в съобщение за пресата на Браун университет, тя и нейният екип се стремяха да надхвърлят:
„Предположението е, че повърхностният лед върху Меркурий съществува предимно в големи кратери, но ние показваме доказателства и за тези по-малки мащаби. Добавянето на тези дребномащабни находища към големите находища в кратерите значително увеличава инвентаризацията на повърхностния лед на Меркурий. "
За целта на това ново изследване към Deutsch се присъединиха Грегъри А. Нойман, изследовател от Центъра за космически полети на Годард на НАСА, и Джеймс У. Ръководител. В допълнение към професора на катедрата по земни, екологични и планетарни науки в Браун, Хед е бил и съ-изследовател на мисиите MESSENGER и Lunar Reconnaissance Orbiter.
Заедно те разгледаха данни от инструмента на MESSENGER с живачен лазер висотомер (MLA). Този инструмент се използва от MESSENGER за измерване на разстоянието между космическия кораб и Меркурий, като получените данни след това се използват за създаване на подробни топографски карти на повърхността на планетата. Но в този случай MLA се използва за измерване на повърхностната отражателност, което показва наличието на лед.
Като специалист по инструменти с мисията MESSENGER, Нойман е отговорен за калибрирането на отражателния сигнал на височината. Тези сигнали могат да варират в зависимост от това дали измерванията са направени отгоре или под ъгъл (последният от които е определян като "отвъдно" показания). Благодарение на корекциите на Нойман, изследователите успяха да открият отлагания с висока отразяваща способност в още три големи кратера, които бяха в съответствие с водния лед.
Според техните оценки, тези три кратера могат да съдържат ледени покривки, които са с размер около 3400 квадратни километра (1313 мили²). Освен това екипът разгледа и терена около тези три големи кратера. Въпреки че тези зони не бяха толкова отразителни, колкото ледените покривки вътре в кратерите, те бяха по-ярки от средното отразяване на повърхността на Меркурий.
Отвъд това те също разгледаха данни за височината, за да търсят доказателства за по-малки мащабни отлагания. Те откриха четири по-малки кратера, всеки с диаметър по-малък от 5 км (3 мили), които също бяха по-отразяващи от повърхността. От това те стигат до извода, че има не само по-големи залежи от лед, които преди това са били неоткрити, но вероятно и много по-малки „студени капани“, където може да съществува и лед.
Между тези три новооткрити големи находища и това, което може да бъде стотици по-малки находища, общият обем лед върху Меркурий може да бъде значително повече, отколкото предполагахме по-рано. Както каза Дойч:
„Предлагаме, че този подсилен отразяващ подпис се задвижва от малки мащаби от лед, които се разпространяват по този терен. Повечето от тези пластири са твърде малки, за да се разрешат поотделно с висотомерния инструмент, но като цяло те допринасят за цялостната подобрена отразяваща способност ... Тези четири бяха само тези, които бихме могли да разрешим с инструментите MESSENGER. Смятаме, че вероятно има много, много повече от тях, вариращи в размери от километър до няколко сантиметра. "
В миналото проучванията на лунната повърхност също потвърждаваха наличието на воден лед в неговите кретирани полярни райони. Допълнителни изследвания показват, че извън по-големите кратери, малките „студени капани“ също могат да съдържат лед. Според някои модели отчитането на тези по-малки находища би могло ефективно да удвои оценките за общите количества лед на Луната. Приблизително същото може да бъде и за Меркурий.
Но както Джим Хед (който също беше докторски съветник на Дойч за това проучване) посочи, тази работа също добавя ново внимание към критичния въпрос откъде идва водата в Слънчевата система. „Едно от основните неща, които искаме да разберем, е как водата и други летливи вещества се разпределят чрез вътрешната Слънчева система - включително Земята, Луната и нашите планетни съседи“, каза той. „Това проучване отваря очите ни за нови места за търсене на доказателства за вода и предполага, че има много повече от него в Меркурий, отколкото сме мислили.“
В допълнение към това, че Слънчевата система може да е по-водниста, отколкото се предполагаше по-рано, наличието на обилен лед върху Меркурий и Луната са подкрепили предложения за изграждане на аванпости на тези тела. Тези аванпости биха могли да бъдат в състояние да превърнат местните находища воден лед в хидразиново гориво, което би намалило драстично разходите за монтаж на далечни мисии в цялата Слънчева система.
От не толкова спекулативната страна на нещата, това проучване предлага и нови идеи за това как Слънчевата система се е формирала и еволюирала. Ако водата днес е много по-изобилна, отколкото ние знаехме, това би означавало, че повече е присъствало през ранните епохи на планетарното формиране, вероятно, когато се е разпространявало в Слънчевата система от астероиди и комети.
