O imagine radar a regiunii polare nordice a lui Mercur este afișată suprapusă pe un mozaic de imagini MESSENGER din aceeași zonă. Credit: NASA / Universitatea Johns Hopkins Laborator de fizică aplicată / Instituția Carnegie din Washington / Centrul național de astronomie și ionosferă, Observatorul Arecibo
Cu mai mult de 20 de ani în urmă, pe regiunea polară nordică au fost observate materiale luminoase radar pe Mercur, iar de atunci oamenii de știință au postulat că gheața de apă s-ar putea ascunde acolo în regiuni întunecate permanent. Cele mai recente date ale navei spațiale MESSENGER - care orbitează acum pe planeta cea mai apropiată de Soare - confirmă faptul că Mercur deține într-adevăr gheață de apă, precum și material organic în craterele întunecate permanent la polul său nord. Oamenii de știință au spus astăzi că Mercur ar putea deține între 100 de miliarde și 1 trilion de tone de gheață de apă la ambii poli, iar gheața ar putea ajunge până la 20 de metri adâncime în locuri. În plus, un material întunecător intrigant care acoperă gheața ar putea deține alte volatile, cum ar fi organice.
Echipa MESSENGER a publicat săptămâna aceasta trei reviste în revista Science, care prezintă trei noi linii de dovezi că gheața de apă domină componentele din interiorul craterelor de pe polul nord al lui Mercur.
„Gheața de apă a trecut trei teste provocatoare și nu știm de niciun alt compus care să corespundă caracteristicilor pe care le-am măsurat cu nava spațială MESSENGER”, a declarat, astăzi, într-un briefing, cercetătorul principal al MESSENGER, Sean Solomon. „Aceste descoperiri dezvăluie un capitol foarte important al poveștii cu privire la modul în care gheața cu apă a fost livrată de planetă de către comete și asteroizi bogați de apă de-a lungul timpului.”
MESSENGER a ajuns la Mercur anul trecut și datele din spectrometrul neutron al navei spațiale și altimetrul laser au fost folosite pentru a face observațiile la polul nord al planetei.
Un alb de gheață cu câțiva metri grosime este ilustrat în alb. Atomii abundenți de hidrogen din gheață opresc neutronii să se refugieze în spațiu. O semnătură a concentrațiilor îmbunătățite de hidrogen (și, prin inferență, gheață de apă) este o scădere a ratei de detectare a neutronilor de pe planetă de către MESSENGER. Credit: NASA / Universitatea Johns Hopkins Laborator de fizică aplicată / Instituția Carnegie din Washington
Spectroscopia neutronă măsoară concentrațiile medii de hidrogen din regiunile luminoase radar ale lui Mercur, iar oamenii de știință au reușit să obțină concentrațiile de gheață de apă din măsurătorile de hidrogen.
„Datele de neutroni indică faptul că depozitele polare luminoase radar ale lui Mercur conțin, în medie, un strat bogat în hidrogen cu mai mult de zeci de centimetri grosime sub un strat superficial de 10 până la 20 de centimetri grosime care este mai puțin bogat în hidrogen”, a spus David Lawrence, un MISENGER Știință participantă cu sediul la Laboratorul de fizică aplicată al Universității Johns Hopkins și autorul principal al uneia dintre lucrări. „Stratul îngropat are un conținut de hidrogen în concordanță cu gheața de apă aproape pură.”
Această imagine arată lumina soarelui care atinge podea și janta craterului Prokofiev. Porțiunile orientate spre nord ale jantei și interiorului rămân în umbră perpetuă, la fel ca și ale multor alte cratere. Faceți clic pe imagine pentru a viziona un film care simulează aproximativ o jumătate dintr-o zi solară Mercury (176 zile Pământ) și utilizează modelul digital al terenului derivat din măsurătorile MLA. Credit: NASA Goddard Space Flight Center / Massachusetts Institute of Technology / Universitatea Johns Hopkins Laborator de fizică aplicată / Instituția Carnegie din Washington.
Datele de la MESSENGER Mercury Laser Altimeter (MLA) - care a tras mai mult de 10 milioane de impulsuri laser la Mercury pentru a realiza hărți detaliate ale topografiei planetei - coroborează rezultatele radarului și măsurătorile spectrometrului de neutron din regiunea polară a lui Mercur. Gregory Neumann, de la Centrul de zbor Goddard NASA, autorul principal al celei de-a doua lucrări, a declarat că echipa a folosit date topografice pentru a dezvolta modele de iluminare pentru craterele polare nordice ale lui Mercur, dezvăluind depozite neagre și luminoase neregulate la lungimea de undă aproape în infraroșu, lângă polul nord al lui Mercur.
„Adevărata surpriză este că au existat zone întunecate în jurul zonelor luminoase, care erau mai perforate decât zonele luminoase de radar”, a spus Neumann la jurnalul informativ de joi. „Sunt o pătură care protejează volatilele strălucitoare care se află dedesubt.”
Neumann a spus că impacturile cometelor sau asteroidelor bogate în volatile ar fi putut oferi atât depozitele întunecate cât și luminoase, o constatare coroborată într-o a treia lucrare condusă de David Paige de la Universitatea din California, Los Angeles.
Paige și colegii săi au oferit primele modele detaliate ale temperaturii de suprafață și aproape a suprafeței regiunilor polare nordice ale lui Mercur, care utilizează topografia reală a suprafeței lui Mercur măsurată de MLA. Măsurătorile „arată că distribuția spațială a regiunilor de retard cu radar ridicat este bine asociată cu distribuția prevăzută a gheții cu apă stabilă termic”, a spus el.
O hartă a „permafrostului” pe Mercur care arată adâncimile calculate sub suprafața la care se presupune că gheața de apă este stabilă termic. Zonele cenușii sunt regiuni prea calde la toate adâncimile pentru gheață de apă stabilă. Regiunile colorate sunt suficient de reci pentru ca gheața de sub suprafață să fie stabilă, iar regiunile albe sunt suficient de gheață de suprafață expusă la rece pentru a fi stabile. Rezultatele modelului termic prezic prezența gheții de apă de suprafață și de sub suprafață în aceleași locații în care sunt observate prin observațiile radar-terestre și MLA. Credit: NASA / UCLA / Laboratorul de fizică aplicată al Universității Johns Hopkins / Instituția Carnegie din Washington
Potrivit lui Paige, materialul întunecat este probabil un amestec de compuși organici complexi livrați Mercur prin impactul cometelor și asteroidelor bogate în volatile, aceleași obiecte care probabil au livrat apă în interiorul planetei. Este posibil ca materialul organic să fi fost întunecat în continuare prin expunerea la radiațiile dure de pe suprafața lui Mercur, chiar și în zone permanent umbrite.
Acest material izolant întunecat este o piesă nouă și intrigantă din povestea lui Mercur pe care MESSENGER încearcă să o dezvăluie, a spus Solomon și ridică întrebări despre ce tipuri de organice ar putea fi găsite acolo. Solomon a adăugat că Mercur poate deveni acum un obiect de interes pentru astrobiologie, dar a spus în termeni incerti că niciunul dintre oamenii de știință nu crede că există viață pe Mercur. Aceasta ar putea, totuși, să furnizeze informații despre ascensiunea organicelor pe Pământ.
În plus, savantul a spus că există o șansă zero de apă lichidă pe Mercur, chiar dacă temperaturile din unele regiuni ar fi favorabile apei lichide. Dar fără atmosferă pe Mercur, apa nu ar rămâne mult timp. „Ar fi gheață sau vapori într-adevăr rapid”, a spus Paige.
Această schemă a orbitei lui MESSENGER ilustrează unele dintre provocările de a obține observații despre regiunea polară nordică a lui Mercur. Credit: NASA / Universitatea Johns Hopkins Laborator de fizică aplicată / Instituția Carnegie din Washington
Solomon a spus că obținerea acestor măsurători nu a fost ușoară și nu a fost rapidă. „Chiar și la latitudinile cele mai mari atinse de MESSENGER, nava spațială trebuie să privească un unghi oblic pentru a privi regiunile polare nordice”, a spus el.
În timpul misiunii sale orbitale primare, MESSENGER se afla pe o orbită de 12 ore și se afla la o altitudine între 244 și 640 km în punctul cel mai nordic al traiectoriei sale. Din aprilie 2012, MESSENGER se află pe o orbită de 8 ore, arătată mai sus, și se află la o altitudine între 311 și 442 km în punctul cel mai nordic al traiectoriei sale. Chiar și din aceste perspective mari, depozitele polare ale lui Mercur nu completează decât o mică parte din câmpul vizual al multor instrumente MESSENGER.
Dar, în ciuda provocărilor, a spus Solomon, un an și jumătate de MESAJE în orbită a dat acum rezultate clare.
Surse: MESSENGER, NASA
