V roce 2012 byli vědci potěšeni, když zjistili, že v polárních oblastech Merkuru bylo detekováno obrovské množství ledu. Zatímco existence vodního ledu v této trvale zastíněné oblasti byla předmětem spekulací asi 20 let, teprve poté, co kosmická loď Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry a Ranging (MESSENGER) studovala polární oblast, bylo potvrzeno, .
Na základě údajů MESSENGER se odhadovalo, že Merkur mohl mít na obou pólech 100 až 1 bilion tun vodního ledu a že led mohl být místy hluboký až 20 metrů (65,5 ft). Nová studie týmu vědců z Brown University však naznačuje, že v severní polární oblasti by mohly být tři další velké krátery a mnoho dalších menších kráterů, které také obsahují led.
Studie s názvem „Nové důkazy o ledu povrchové vody v malých chladicích pasti a ve třech velkých kráterech v oblasti Severní polární rtuti z rtuťového laserového výškoměru“ byla nedávno zveřejněna v Geofyzikální výzkumné dopisy. Tým vedený Arielem Deutschem, členem NASA ASTAR a PhD kandidátem na Brown University, zvažoval, jak by vklady v malém měřítku mohly dramaticky zvýšit celkové množství ledu na Merkuru.
I přes to, že je planeta nejblíže ke Slunci a na její straně směřující ke Slunci dochází k popálení povrchových teplot, nízký axiální sklon Merkuru znamená, že její polární oblasti jsou trvale zastíněné a mají průměrné teploty asi 200 K (-73 ° C; -100 °). F). Myšlenka, že v těchto oblastech může existovat led, sahá až do 90. let, kdy pozemské radarové dalekohledy detekovaly v polárních kráterech vysoce reflexní skvrny.
To se potvrdilo, když kosmická loď MESSENGER detekovala neutronové signály ze severního pólu planety, které byly konzistentní s vodním ledem. Od té doby panuje obecná shoda, že povrchový led Merkuru byl omezen na sedm velkých kráterů. Jak ale vysvětlila Ariel Deutsch v tiskovém prohlášení Brown University, ona a její tým se snažili podívat za ně:
"Předpokládalo se, že povrchový led na Merkuru existuje převážně ve velkých kráterech, ale také ukazujeme důkazy pro tato malá ložiska. Přidání těchto malých ložisek k velkým ložiskům v kráterech významně přispívá k zásobám povrchového ledu na Merkuru. “
Kvůli této nové studii se k Deutschu připojili Gregory A. Neumann, výzkumný pracovník z Goddard Space Flight Center NASA a James W. Head. Kromě toho, že byl profesorem oddělení Země, životního prostředí a planetárních věd v Brownu, byl Head také spoluřešitelem misí MESSENGER a Měsíční průzkumný orbiter.
Společně zkoumali data z přístroje MESSENGER's Mercury Laser Altimeter (MLA). Tento nástroj použil MESSENGER k měření vzdálenosti mezi kosmickou lodí a Merkurem, výsledná data byla poté použita k vytvoření podrobných topografických map povrchu planety. V tomto případě se však MLA použila k měření povrchové odraznosti, která indikovala přítomnost ledu.
Jako nástrojový specialista s misí MESSENGER byl Neumann zodpovědný za kalibraci odrazového signálu výškoměru. Tyto signály se mohou lišit v závislosti na tom, zda jsou měření prováděna z režie nebo pod úhlem (druhý z nich je považován za odečet „off-nadir“). Díky Neumannovým úpravám dokázali vědci detekovat vysoce odrazné nánosy ve třech dalších velkých kráterech, které byly konzistentní s ledem.
Podle jejich odhadů by tyto tři krátery mohly obsahovat ledové pláty, které měří asi 3 400 km2. Kromě toho se tým také podíval na terén obklopující tyto tři velké krátery. I když tyto oblasti nebyly tak reflexní jako ledové pláty uvnitř kráterů, byly jasnější než průměrná povrchová odrazivost Merkuru.
Kromě toho se také podívali na údaje výškoměru a hledali důkazy o vkladech v menším měřítku. Nalezli čtyři menší krátery, každý o průměru menším než 5 km (3 mi), které byly také odrazivější než povrch. Z toho vyvodili, že neexistovaly pouze větší zásoby ledu, které byly dříve neobjeveny, ale pravděpodobně mnoho menších „studených pastí“, kde by mohl také existovat led.
Mezi těmito třemi nově objevenými velkými ložisky a tím, co by mohlo být stovkami menších ložisek, mohl být celkový objem ledu na Merkuru mnohem více, než jsme si dříve mysleli. Jak Deutsch řekl:
„Navrhujeme, aby byl tento vylepšený podpis odrazem poháněn malými skvrnami ledu, které se šíří po tomto terénu. Většina z těchto záplat je příliš malá na to, aby byla individuálně vyřešena pomocí přístroje výškoměru, ale společně přispívají k celkovému zvýšenému odrazu ... Tyto čtyři byly právě ty, které jsme mohli vyřešit pomocí nástrojů MESSENGER. Myslíme si, že je jich mnoho, mnoho dalších, od velikosti kilometr po několik centimetrů. “
V minulosti studie měsíčního povrchu také potvrdily přítomnost vodního ledu v jeho kráterových polárních oblastech. Další výzkum ukázal, že mimo větší krátery mohou malé „studené pasti“ obsahovat také led. Podle některých modelů by účtování těchto menších vkladů mohlo účinně zdvojnásobit odhady celkového množství ledu na Měsíci. To samé by mohlo platit i pro Merkur.
Jak ale naznačil Jim Head (který také sloužil jako poradce Deutsch Ph.D. pro tuto studii), tato práce také přidává nový pohled na kritickou otázku, odkud voda pochází ze sluneční soustavy. "Jednou z hlavních věcí, kterou chceme pochopit, je to, jak je voda a další těkavé látky distribuovány vnitřní sluneční soustavou - včetně Země, Měsíce a našich planetárních sousedů," řekl. "Tato studie otevírá naše oči novým místům, abychom hledali známky vody, a naznačuje, že na Merkuru je toho mnohem víc, než jsme si mysleli."
Kromě toho, že sluneční soustava může být vodnatější, než se původně předpokládalo, přítomnost hojného ledu na Merkuru a Měsíci podpořila návrhy na vybudování základen na těchto tělech. Tyto základny by mohly být schopny přeměnit lokální depozity vodního ledu na hydrazinové palivo, což by drasticky snížilo náklady na montáž misí na dlouhou vzdálenost v celé sluneční soustavě.
Na méně spekulativní stránce věcí tato studie také nabízí nový pohled na to, jak se sluneční soustava formovala a vyvíjela. Pokud je dnes voda mnohem hojnější, než jsme věděli, znamenalo by to, že během raných epoch planetární formace bylo přítomno více, pravděpodobně když byla distribuována v sluneční soustavě asteroidy a komety.
