Звідки на Меркурії взявся лід: нова відповідь

Меркурій є найближчою до Сонця планетою з температурами до 430 °C вдень. Проте в затінених кратерах біля його полюсів є водяний лід. Нове дослідження пропонує несподівано просте пояснення. Весь цей лід міг з’явитися за один меркуріанський день.

Меркурій у космосі з кратерами і льодом на полюсах
Художнє зображення Меркурія з яскравими ділянками водяного льоду в затінених полярних кратерах

Загадка полярного льоду

Меркурій не має справжньої атмосфери, лише вкрай розріджену оболонку з газів, яку сонячний вітер постійно розсіює і поповнює. Здавалося б, за таких умов вода не могла б затриматися.

Проте наземні спостереження та орбітальні зонди зафіксували яскраві ділянки поблизу полюсів. Це ознака водяного льоду в постійно затінених районах.

Кратер як відправна точка

Ці затінені зони ніколи не отримують прямого сонячного світла, тому там панує холод, достатній, щоб зберігати лід мільйони років. Науковці давно припускали, що джерелом льоду міг бути великий удар.

Подія в Києві на перетині мистецтва, космосу та технологій! Дізнатися більше

Дослідники зосередились на кратері Хокусай діаметром 97 км, де, за припущенням, відбулося давнє зіткнення. Команда порівняла два сценарії. У першому вода потрапляє в розріджену екзосферу, у другому — у щільну атмосферу, утворену самим ударом. Нове дослідження, опубліковане в Journal of Geophysical Research: Planets, вперше повністю змоделювало цей сценарій.

Карти північного і південного полюсів Меркурія з позначеними постійно затіненими районами
Розташування найбільших постійно затінених районів біля північного і південного полюсів Меркурія. Райони змодельовані як кругові області, позначені червоним контуром, накладені на карти Deutsch et al. (2016) і Chabot et al. (2012). Джерело: jgr.onlinelibrary.wiley.com

Чому щільна атмосфера рятує воду

Більшу частину водяної пари зазвичай руйнує фотоліз, тобто розщеплення молекул під дією сонячних фотонів. Але в щільній післяударній атмосфері спрацьовує самоекранування. Зовнішні шари поглинають випромінювання і захищають внутрішні від руйнування.

У базовому сценарії з розрідженою екзосферою фотоліз знищував до 96 % водяної пари. В ударному сценарії лише 46 %. Завдяки цьому в полярні холодні пастки потрапляло 22,4 % усієї змодельованої маси води, а не 3,4 %, як у базовому варіанті.

Лід занадто тонкий

Попри точне відтворення загальної маси льоду, в симуляціях виявилась невідповідність. Товщина відкладень сягала лише 37 см, тоді як спостереження вказують на кілька метрів.

Дослідники пояснюють це тим, що змодельований імпактор міг бути меншим і швидшим, ніж той, що вдарив насправді. Якщо об’єкт був більшим і повільнішим, він міг вивільнити більше води й утворити товстіші відкладення. Підтвердити або спростувати це зможуть дані місії BepiColombo, що прямує до Меркурія і має надати детальнішу інформацію про товщину і розподіл полярного льоду.

Джерело: phys.org

Новини інших медіа
Чорні діри постійно поглинають одна одну для виживання
Прихована загроза у космосі: як виявити супутник із ядерною зброєю
Космічні самітники виявились попередниками зоряних систем
Нейтрино можуть народжуватися всередині загадкових червоних точок
Ядерну батарею для супутників вперше випробовують у космосі
В архівах TESS вперше виявили планету методом мікролінзування
Космічний апарат NASA New Horizons успішно вийшов із найдовшої гібернації та перебуває у справному стані
Вибухи феєрверків на День незалежності у США помітили з борту МКС
Відставка після тріумфу Artemis II: Джеремі Гансен залишає загін астронавтів
Найбільша пара чорних дір утворила гігантську порожнечу