Ще в 2012 році вчені із задоволенням виявили, що в полярних районах Меркурія виявлено величезну кількість водного льоду. Хоча існування водяного льоду в цьому постійно затіненому регіоні було предметом спекуляцій протягом майже 20 років, лише після того, як космічний корабель Меркурій Поверхня, Космос, Геохімія та Дальність (MESSENGER) вивчив полярну область, це було підтверджено .
На підставі даних MESSENGER було підраховано, що Меркурій може мати від 100 мільярдів до 1 трлн тонн водного льоду на обох полюсах, а лід міг бути глибиною до 20 метрів (65,5 футів). Однак нове дослідження групи дослідників з університету Браун вказує, що в північній полярній області може бути три великих великих кратери та ще багато менших, які також містять лід.
Дослідження під назвою "Нові дані про лід на поверхневій воді у дрібномасштабних холодних пастках та у трьох великих кратерах у північно-полярному регіоні Меркурія з лазерного висоти Ртуть" нещодавно було опубліковано в Геофізичні дослідження. Команда під керівництвом Аріеля Дойча, наукового співробітника NASA ASTAR та кандидата докторів університету Браун, розглядала, як дрібні поклади можуть різко збільшити загальну кількість льоду на Меркурії.
Незважаючи на те, що є найближчою до Сонця планетою і відчуває палючі температури поверхні на її стороні, спрямовані до Сонця, низький осьовий нахил Меркурія означає, що його полярні ділянки постійно затінені та мають середню температуру близько 200 К (-73 ° С; -100 ° Ж). Ідея, що лід може існувати в цих регіонах, бере початок у 90-х роках минулого століття, коли радіолокаційні телескопи на Землі виявили високовідбивні плями в полярних кратерах.
Це було підтверджено, коли космічний апарат MESSENGER виявив сигнали нейтронів із північного полюса планети, які відповідали водяному льоду. З цього часу загальний консенсус вважав, що поверхневий лід Меркурія обмежений семи великими кратерами. Але, як Аріель Дойч пояснила в прес-заяві університету Браун, вона та її команда прагнули вийти за межі них:
«Припущення полягають у тому, що поверхневий лід на Меркурії існує переважно у великих кратерах, але ми демонструємо свідчення і для цих менш масштабних родовищ. Додавання цих дрібномасштабних родовищ до великих родовищ у кратерах суттєво додає до обліку поверхневого льоду на Ртуті »
Заради цього нового дослідження Дойча приєдналися Грегорі А. Нойман, науковий співробітник з NASA Центру космічних польотів Годдарда, та Джеймс У. Хед. Окрім того, що був професором кафедри земних, екологічних та планетарних наук у Брауні, Хед також був співдослідником місій MESSENGER і Місячного розвідувального орбітата.
Разом вони вивчали дані інструменту MESSENGER з лазерним висотоміром ртуті (MLA). Цей інструмент використовувався MESSENGER для вимірювання відстані між космічним кораблем та Меркурієм, отримані дані потім використовувались для створення детальних топографічних карт поверхні планети. Але в цьому випадку MLA використовували для вимірювання відбиття поверхні, що вказувало на наявність льоду.
Як спеціаліст з приладів з місією MESSENGER, Нейман відповідав за калібрування сигналу відбиття висотометра. Ці сигнали можуть змінюватись залежно від того, чи вимірювання проводяться над головою або під кутом (останній з яких вважається показаннями "поза надір"). Завдяки корективам Неймана, дослідники змогли виявити відкладення з високою відбиттям у ще трьох великих кратерах, які відповідали водяному льоду.
За їхніми підрахунками, ці три кратери можуть містити крижані покриви, які займають близько 3400 квадратних кілометрів (1313 ми²). Крім того, команда також оглянула місцевість, що оточує ці три великі кратери. Хоча ці ділянки не були настільки віддзеркалюючими, як крижані крила всередині кратерів, вони були яскравішими, ніж середня відбиття поверхні Меркурія.
Крім цього, вони також розглядали дані висотомірів, щоб шукати докази менших масштабів родовищ. Вони знайшли чотири менші кратери, кожен діаметром менше 5 км (3 милі), які також були більш відбивними, ніж поверхня. З цього вони дійшли висновку, що там були не тільки більш великі родовища льоду, які раніше були нерозкриті, але ймовірно, багато менших "холодних пасток", де також міг існувати лід.
Між цими трьома щойно відкритими великими родовищами та якими можуть бути сотні менших родовищ, загальний об’єм льоду на Меркурії може бути значно більшим, ніж ми думали раніше. Як сказав Deutsch:
«Ми пропонуємо, що цей підпис посиленого відбиття визначається дрібними льодовиками, які розповсюджуються по цій місцевості. Більшість цих патчів занадто малі, щоб вирішуватись індивідуально за допомогою висотомірного інструменту, але в сукупності вони сприяють загальній покращеній відбитковій здатності… Ці чотири лише ті, що ми могли вирішити за допомогою інструментів MESSENGER. Ми думаємо, що їх, мабуть, багато, ще багато, розміром від кілометра до кількох сантиметрів ».
У минулому дослідження місячної поверхні також підтверджували наявність водяного льоду в його кратерированних полярних областях. Подальше дослідження показало, що поза великими кратерами, невеликі «холодні пастки» також можуть містити лід. Згідно з деякими моделями, облік цих менших родовищ може ефективно подвоїти оцінку загальної кількості льоду на Місяці. Приблизно те ж саме може бути і для Меркурія.
Але, як зазначив Джим Хед (який також виконував обов'язки доцента Дойча для цього дослідження), ця робота також додає нового питання критичному питанню, звідки береться вода в Сонячній системі. "Одне з найважливіших речей, яке ми хочемо зрозуміти, - це розподіл води та інших летких речовин через внутрішню Сонячну систему - включаючи Землю, Місяць та наші планетарні сусіди", - сказав він. "Це дослідження відкриває нам очі на нові місця, щоб шукати докази води, і дозволяє припустити, що на Меркурії є набагато більше, ніж ми думали".
Крім вказівки на те, що Сонячна система може бути більш водянистою, ніж раніше підозрювали, наявність рясного льоду на Меркурії та Місяці посилила пропозиції щодо будівництва форпостів на цих тілах. Ці застави можуть бути здатними перетворити місцевий родовище водного льоду на гідразинове паливо, що різко знизить витрати на проведення дальних місій по всій Сонячній системі.
Що стосується менш спекулятивної сторони речей, це дослідження також пропонує нові уявлення про те, як Сонячна система формувалася та розвивалася. Якщо води сьогодні набагато більше, ніж ми знали, це вказуватиме на те, що в ранні епохи планетарного утворення було більше, імовірно, коли вона розповсюджувалася астероїдами та кометами по Сонячній системі.
