Radarový snímek Merkurovy severní polární oblasti je zobrazen na mozaice MESSENGERových obrazů stejné oblasti. Kredit: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington / National Astronomy and Ionosphere Centre, Arecibo Observatory
Před více než 20 lety byly v severní polární oblasti na Merkuru vidět radarově jasné materiály a od té doby vědci předpokládali, že se v trvale stíněných oblastech skrývá vodní led. Nejnovější data z kosmické lodi MESSENGER - nyní obíhající kolem planety nejblíže ke Slunci - potvrzují, že Merkur skutečně drží vodní led a organický materiál v permanentně zastíněných kráterech na svém severním pólu. Vědci dnes uvedli, že Merkur dokázal na obou pólech udržet mezi 100 až 1 bilionem tun ledu a led by mohl být místy až 20 metrů hluboký. Kromě toho, zajímavý tmavý materiál, který pokrývá led, mohl zadržet další těkavé látky, jako jsou organické látky.
Tým MESSENGER tento týden zveřejnil tři články v časopise Science, které představují tři nové linie důkazů, že vodní komponenty dominují uvnitř kráterů na severním pólu Merkuru.
"Vodní led prošel třemi náročnými testy a nevíme o žádné jiné směsi, která by odpovídala charakteristikám, které jsme měřili s kosmickou lodí MESSENGER," řekl dnes na briefingu Meanenger, hlavní vyšetřovatel Sean Solomon. "Tato zjištění odhalují velmi důležitou kapitolu příběhu o tom, jak byl vodní led dodán do vnitřních planet komety a asteroidy bohatými na vodu v průběhu času."
MESSENGER dorazil v loňském roce na Merkur a údaje z neutronového spektrometru a laserového výškoměru byly použity k pozorování na severním pólu planety.
Vrstva vodního ledu o tloušťce několika metrů je zobrazena bíle. Bohaté atomy vodíku v ledu zabraňují úniku neutronů do vesmíru. Podpisem zvýšených koncentrací vodíku (a tedy vodního ledu) je snížení rychlosti MESSENGERovy detekce neutronů z planety. Kredit: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington
Neutronová spektroskopie měří průměrné koncentrace vodíku v radarově jasných oblastech Merkuru a vědci dokázali odvodit koncentrace ledu z měření vodíku.
"Neutronová data naznačují, že Merkurovy radarově jasné polární ložiska obsahují v průměru vrstvu bohatou na vodík více než desítky centimetrů tlustou pod povrchovou vrstvou o tloušťce 10 až 20 centimetrů, která je méně bohatá na vodík," řekl David Lawrence, MESSENGER Zúčastňující se vědec se sídlem v Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory a hlavní autor jedné z prací. "Pohřbená vrstva má obsah vodíku v souladu s téměř čistým ledem."
Tento obrázek ukazuje sluneční světlo, které dosahuje na kráterovou podlahu a okraj kráteru Prokofiev. Části lemu a vnitřku orientované na sever zůstávají v neustálém stínu, stejně jako části mnoha jiných kráterů. Klikněte na obrázek a podívejte se na film, který simuluje přibližně polovinu slunečního dne Merkuru (176 Zemských dnů) a používá digitální model terénu odvozený z měření MLA. Kredit: NASA Goddard Space Flight Center / Massachusetts Institute of Technology / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington.
Data z MESSENGERova Mercury Laser Altimeter (MLA) - která vypálila více než 10 milionů laserových pulzů na Mercury za účelem vytvoření podrobných map topografie planety - potvrzují radarové výsledky a měření neutronového spektrometru polární oblasti Merkuru. Gregory Neumann z Goddard Flight Center NASA, hlavní autor druhého článku, uvedl, že tým použil topografická data k vývoji modelů osvětlení pro rtuťové severní polární krátery a odhalil nepravidelné tmavé a jasné depozity na blízké infračervené vlnové délce poblíž severního pólu Merkuru.
"Skutečným překvapením je, že v tmavých oblastech obklopujících světlé oblasti byly všudypřítomnější než radarové světlé oblasti," řekl Neumann na čtvrtečním briefingu. "Jsou přikrývkou, která chrání jasné těkavé látky, které leží pod ní."
Neumann uvedl, že dopady komet nebo asteroidů bohatých na těkavé látky by mohly poskytnout jak tmavá, tak jasná ložiska. Toto zjištění potvrdil třetí dokument vedený Davidem Paige z Kalifornské univerzity v Los Angeles.
Paige a jeho kolegové poskytli první podrobné modely povrchové a blízké povrchové teploty severních polárních oblastí Merkuru, které využívají skutečnou topografii povrchu Merkuru měřenou pomocí MLA. Měření „ukazují, že prostorové rozložení oblastí s velkým radarovým zpětným rozptylem je dobře sladěno s předpokládaným rozložením tepelně stabilního vodního ledu,“ řekl.
Mapa „permafrostu“ na Merkuru, která ukazuje vypočtené hloubky pod povrchem, na kterém se předpokládá, že vodní led je tepelně stabilní. Šedé oblasti jsou oblasti, které jsou příliš teplé ve všech hloubkách pro stabilní vodní led. Barevné oblasti jsou dostatečně studené, aby byl povrchový led stabilní, a bílé oblasti jsou dostatečně chladné, aby byl stabilní led. Výsledky tepelného modelu předpovídají přítomnost povrchového a podpovrchového ledu na stejných místech, kde jsou pozorovány pozorováním pozemského radaru a MLA. Kredit: NASA / UCLA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington
Podle Paigeho je tmavý materiál pravděpodobně směsí komplexních organických sloučenin dodávaných Merkuru vlivem komet a asteroidů bohatých na těkavé látky, stejných předmětů, které pravděpodobně dodávají vodu do nejvnitřnější planety. Organický materiál mohl být dále zatemněn vystavením tvrdému záření na povrchu Merkuru, dokonce i v trvale zastíněných oblastech.
Tento tmavý izolační materiál je nový a zajímavý kousek příběhu Merkuru, který se MESSENGER snaží rozmotat, řekl Šalomoun, a vyvolává otázky o tom, jaké druhy organických látek lze nalézt. Šalomoun dodal, že Merkur se nyní může stát předmětem zájmu pro astrobiologii, ale nejasně řekl, že žádný z vědců si nemyslí, že na Merkuru je život. To by však mohlo poskytnout informace o vzestupu organických látek na Zemi.
Kromě toho vědec uvedl, že na Merkuru je nulová šance na kapalnou vodu, i když by teploty v některých oblastech vedly k tekuté vodě. Ale bez rtuti na Merkuru by se voda dlouho nevydržovala. "Byl by to led nebo pára opravdu rychle," řekla Paige.
Toto schéma orbity MESSENGER ilustruje některé z výzev při získávání pozorování severní polární oblasti Merkuru. Kredit: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington
Solomon řekl, že získání těchto měření nebylo snadné a rychlé. "I v nejvyšších zeměpisných šířkách dosažených MESSENGEREM musí kosmická loď pozorovat šikmý úhel pohledu na severní polární oblasti," řekl.
Během své primární orbitální mise byl MESSENGER na 12hodinové oběžné dráze a byl v nadmořské výšce mezi 244 a 640 km v nejsevernějším bodě své trajektorie. Od dubna 2012 je MESSENGER na osmihodinové oběžné dráze, viz výše, a je v nadmořské výšce 311 až 442 km v nejsevernějším bodě své trajektorie. I z těchto výhod ve velké šířce vyplňují polární ložiska Merkuru jen malou část zorného pole mnoha MESSENGERových nástrojů.
Ale navzdory výzvám, řekl Solomon, jeden a půl roku MESSENGER na oběžné dráze nyní přinesly jasné výsledky.
Zdroje: MESSENGER, NASA
