Нищівний удар астероїда подарував Меркурію воду

У 2012 році дослідницький зонд NASA підтвердив факт, який здавався науковою фантастикою: на Меркурії — планеті, що буквально смажиться у променях Сонця, — існують величезні поклади водяного льоду. Вони ховаються в глибоких полярних кратерах, куди ніколи не зазирає сонячне світло. Проте механізм потрапляння води на цю негостинну планету тривалий час залишався космологічною загадкою.

Сьогодні завісу таємниці злегка піднято. Нове дослідження, результати якого опубліковані у виданні Journal of Geophysical Research: Planets, припускає, що основна маса водяного льоду могла з’явитися на Меркурії майже миттєво за космічними мірками. Масивне зіткнення з багатим на воду об’єктом — кометою або астероїдом — ймовірно доставило ці запаси на планету всього за один меркуріанський день, який триває близько 176 земних діб.

Планета екстремальних контрастів

Меркурій — найближчий сусід нашої материнської зорі. Для гіпотетичного спостерігача на його поверхні Сонце виглядало б утричі більшим, ніж на земному небі, а його сліпуче проміння було б у сім разів яскравішим. Через таку безпосередню близькість до світила денна температура тут сягає пекельних 430 °C.

Цікаво, що Меркурій не є рекордсменом за спекою в нашій Сонячній системі — цей титул належить Венері через її надзвичайно щільну атмосферу, що створює потужний парниковий ефект. Натомість Меркурій власної атмосфери практично позбавлений. Саме тому вночі планета стрімко охолоджується, і температура падає до неймовірних -180 °C.

Попри такі морози на нічному боці, наявність води на поверхні здавалася малоймовірною. Але ще у 1990-х роках радіолокаційні спостереження із Землі зафіксували на полюсах Меркурія зони з аномально високим відбиттям сигналу. Ці яскраві «плями» стали першим натяком на існування льоду. Остаточне підтвердження світ отримав у 2011 році, коли апарат Messenger увійшов в історію як перший штучний супутник Меркурія, завдяки якому ці крижані родовища були нанесені на карту.

Один день, що змінив усе

Щоб з’ясувати, звідки взялася ця вода, команда науковців під керівництвом Парваті Прем із Лабораторії прикладної фізики імені Джонса Гопкінса розробила складні комп’ютерні моделі. Вони враховували детальну топографію вічно затінених регіонів та екстремальні перепади температур на поверхні.

Результати моделювання показали цікаву картину: «винуватцем» появи льоду міг стати космічний об’єкт діаметром близько 17 км, який врізався у Меркурій на колосальній швидкості — майже 30 км/с. Цей апокаліптичний удар, за сімуляційною моделлю, вивільнив стільки енергії та водяної пари, що вже за годину після зіткнення, ймовірно, планету огорнула щільна, хоч і тимчасова, атмосфера.

Порятунок у вічній тіні

Якби не ця раптова атмосфера, вода була б приречена. Більша частина водяної пари, що утворилася під час удару, неминуче руйнувалася б під нищівним впливом сонячних фотонів (цей процес відомий як фотоліз). Однак густа хмара пари спрацювала як своєрідний щит: вона ефективно блокувала ультрафіолетове випромінювання Сонця, сповільнюючи розпад молекул води.

Цей захисний бар’єр дав воді достатньо часу, щоб мігрувати до найхолодніших точок планети — її полюсів. Там молекули води осідали у глибоких кратерах, де температура завжди залишається стабільно низькою, і перетворювалися на лід, надійно схований від згубного сонячного світла.

Наукова спільнота з нетерпінням чекає на нові дані, які допоможуть підтвердити цю гіпотезу. Надії покладаються на масштабну місію BepiColombo — спільний проєкт Європейської космічної агенції (ESA) та Японської агенції аерокосмічних досліджень (JAXA). Апарат, запущений ще 2018 року, має стати другим в історії зондом, що вийде на орбіту загадкового Меркурія, щоб продовжити вивчення його крижаних таємниць.

Раніше ми розповідали 12 цікавих фактів про Меркурій.

За матеріалами gizmodo.com