Нам трудно поверить, что на Меркурии может быть лед, в месте, где дневная температура достигает 400 градусов по Цельсию.
Соответствующее исследование было опубликовано в Astrophysical Journal Letter.
Исследование финансировалось программой виртуального института исследований солнечной системы (SSERVI) НАСА и программой планетарной атмосферы НАСА.
В предстоящем исследовании говорится, что вулканическая жара на планете, ближайшей к Солнцу, вероятно, может принимать участие в создании этого льда.
Как и в случае с Землей, астероиды доставляли большую часть воды на Меркурий. Но экстремальная дневная жара может сочетаться с минусом в 200 градусов по Цельсию в укромных уголках полярных кратеров, которые никогда не видят солнечного света, именно эти кратеры являются «гигантской лабораторией», в которой образуется лед, говорят исследователи из технологического института Джорджии.
Химические явления, происходящие там не так сложны в понимании. Но новое исследование обращает внимание на большое количество посредственных явлений, таких как: солнечные ветры, которые наполняют планету заряженными частицами, многие из которых являются протонами. Исследование выдвигает вполне возможную теорию возникновения и накопления воды на Меркурии.
«Это вполне возможная идея. Основной химический механизм наблюдался десятки раз в исследованиях с конца 1960-х годов», — сказал Брант Джонс, исследователь из школы химии и биохимии штата Джорджия.
Минералы в поверхностной почве Меркурия содержат так называемые гидроксильные группы (ОН), которые генерируются в основном протонами. В этой модели экстремальное тепло помогает высвободить гидроксильные группы, а затем дает им энергию, чтобы врезаться друг в друга, образуя молекулы воды и водорода, которые отрываются от поверхности и перемещаются вокруг планеты.
Некоторые молекулы воды разрушаются солнечным светом или поднимаются высоко над поверхностью планеты, другие же молекулы приземляются возле полюсов Меркурия в постоянных тенях кратеров, которые защищают лед от солнца. У Меркурия нет атмосферы и, следовательно, нет воздуха, который бы проводил тепло, поэтому молекулы становятся частью постоянного ледникового льда, находящегося в тени.
«Молекулы воды могут находиться в тени, но они никогда не могут уйти», — сказал Томас Орландо, профессор школы химии и биохимии штата Джорджия и главный исследователь. Орландо стал одним из основателей технологического центра космических технологий и исследований штата Джорджия.
«Общее количество, которое, как мы предполагаем, превратится в лед, составляет 10 000 000 000 тонн за период около 3 миллионов лет», — сказал Джонс.
Протонов от солнечных ветров больше на Меркурии, чем на Земле, где мощное магнитное поле отбрасывает частицы солнечного ветра, включая протоны, обратно в космос. Поле Меркурия составляет всего около 1%, и оно притягивает протоны на поверхность.
«Они похожи на большие магнитные торнадо, и со временем они вызывают огромные миграции протонов на большей части поверхности Меркурия», — сказал Орландо.
Протоны внедряются в почву по всей планете глубиной около 10 нанометров, образуя в минералах гидроксильные группы (ОН).
«Я бы признал, что большое количество воды на Меркурии было доставлено путем воздействия астероидов», — сказал Джонс. «Но есть также вопрос, откуда астероиды, наполненные водой, получают эту воду».
«Комете или астероиду на самом деле не обязательно нужно нести воду, потому что при столкновении с планетой или луной также может образовываться вода», — сказал Орландо. «Меркурий и Луну всегда поражают небольшие метеориты, поэтому образование воды здесь происходит постоянно».
Ранее был опубликован первый снимок, сделанный космическим кораблем BepiColombo, отправленным к Меркурию.