Merkurijaus šiaurinio poliarinio regiono radiolokacinis vaizdas yra pavaizduotas ant MESSENGER to paties ploto paveikslėlių mozaikos. Kreditas: NASA / Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorija / Vašingtono Carnegie įstaiga / Nacionalinis astronomijos ir jonosferos centras, Arecibo observatorija
Prieš daugiau nei 20 metų radaro ryškios medžiagos buvo pastebėtos šiauriniame poliariniame regione ant Merkurijaus, ir nuo to laiko mokslininkai postuluoja, kad ten nuolat slegiamose vietose gali slėptis vandens ledas. Naujausi MESSENGER erdvėlaivio, kuris dabar skrieja aplink arčiausiai Saulės esančią planetą, duomenys patvirtina, kad Merkurijus iš tiesų sulaiko vandens ledus ir organines medžiagas nuolat šešėliniuose krateriuose prie savo šiaurės ašigalio. Šiandien mokslininkai teigė, kad gyvsidabris gali laikyti nuo 100 milijardų iki 1 trilijono tonų vandens ledo abiejuose poliuose, o ledas vietomis gali būti iki 20 metrų gylio. Be to, intriguojanti tamsi medžiaga, dengianti ledus, galėtų sulaukti kitų lakiųjų medžiagų, tokių kaip organinės medžiagos.
MESSENGER komanda šią savaitę paskelbė tris dokumentus žurnale „Science“, kuriuose pateikiama trys nauji įrodymai, patvirtinantys, kad vandens ledas dominuoja kraterių viduje Merkurijaus šiaurės ašigalyje.
„Vandens ledas išlaikė tris iššūkius ir mes nežinome jokio kito junginio, kuris atitiktų charakteristikas, kurias išmatuojome su MESSENGER erdvėlaiviu“, - šiandien trumpą pranešimą informavo MESSENGER vyriausiasis tyrėjas Seanas Solomonas. „Šie radiniai atskleidžia labai svarbų pasakojimo, kaip laikui bėgant kometos ir turtingi vandenys asteroidai vandens ledą į vidines planetas pristatė, skyrių“.
MESSENGER į Merkurijų atvyko pernai, o stebėjimai planetos šiauriniame poliuje buvo naudojami iš erdvėlaivio neutronų spektrometro ir lazerio altimetro.
Kelių metrų storio vandens ledo sluoksnis pavaizduotas balta spalva. Gausūs vandenilio atomai lede sustabdo neutronų pabėgimą į kosmosą. Padidėjusios vandenilio koncentracijos (ir, tariamai, vandens ledo) ženklas yra tai, kad MESSENGER aptinka neutronus iš planetos. Kreditas: NASA / Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorija / Vašingtono Carnegie institutas
Neutronų spektroskopija išmatuoja vidutines vandenilio koncentracijas Merkurijaus radaro šviesiuose regionuose, o mokslininkai sugebėjo nustatyti vandens ledo koncentracijas iš vandenilio matavimų.
„Neutronų duomenys rodo, kad gyvsidabrio šviesiuose poliariniuose telkiniuose vidutiniškai yra daugiau nei dešimčių centimetrų storio vandenilio sluoksnis, esantis po paviršiniu 10–20 centimetrų storio sluoksniu, kuris yra mažiau turtingas vandeniliu“, - teigė Davidas Lawrence'as. MESSENGER Dalyvaujantis mokslininkas, įsikūręs Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorijoje ir pagrindinis vieno iš straipsnių autorius. „Palaidoto sluoksnio vandenilio kiekis atitinka beveik gryno vandens ledą“.
Šis vaizdas rodo saulės spindulius, pasiekiančius Prokofjevo kraterio grindis ir kraštą. Ratlankio ir interjero dalys, nukreiptos į šiaurę, lieka amžinai šešėlyje, kaip ir daugelis kitų kraterių. Spustelėkite vaizdą ir žiūrėkite filmą, kuris imituoja maždaug pusę Merkurijaus saulės dienos (176 Žemės dienos) ir naudoja skaitmeninį reljefo modelį, gautą iš MLA matavimų. Kreditas: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / Masačusetso technologijos institutas / Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorija / Vašingtono Carnegie institutas.
„MESSENGER“ gyvsidabrio lazerio aukščio matuoklio (MLA) duomenys, kurie „Mercury“ išleido daugiau nei 10 milijonų lazerio impulsų, kad sudarytų išsamius planetos topografijos žemėlapius, patvirtina radaro rezultatus ir Merkurijaus poliarinio regiono neutronų spektrometro matavimus. Gregory Neumannas iš NASA „Goddard“ skrydžių centro, pagrindinis antrojo darbo autorius teigė, kad komanda panaudojo topografinius duomenis, kad būtų sukurti Merkurijaus šiaurinių poliarinių kraterių apšvietimo modeliai, atskleidžiantys netaisyklingus tamsius ir šviesius indus artimojo infraraudonųjų spindulių bangoje netoli Merkurijaus šiaurinio ašigalio.
„Tikras siurprizas yra tai, kad aplink šviesias sritis buvo tamsūs plotai, kurie buvo labiau paplitę nei radaro šviesūs plotai“, - ketvirtadienio pranešime sakė Neumannas. „Jie yra antklodė, sauganti po apačia esančius šviesius lakūnus“.
Neumannas teigė, kad kometų ar lakiųjų asteroidų poveikis galėjo sukelti tiek tamsųjį, tiek šviesųjį nuosėdas. Tai patvirtina trečiasis dokumentas, kurį vedė Davidas Paige'as iš Kalifornijos universiteto Los Andžele.
Paige ir jo kolegos pateikė pirmuosius išsamius Merkurijaus šiaurinių polių regionų paviršiaus ir paviršiaus paviršiaus temperatūros modelius, kuriuose naudojama tikroji Merkurijaus paviršiaus topografija, išmatuota MLA. Matavimai „parodo, kad aukšto radaro užpakalinio plauko regionų pasiskirstymas yra gerai suderintas su prognozuojamu termiškai stabilių vandens ledo pasiskirstymu“, - sakė jis.
„Amžinojo įšalo“ ant Merkurijaus žemėlapis, kuriame nurodytas apskaičiuotas gylis po paviršiumi, kuriame vandens ledas yra termiškai stabilus. Pilkosios sritys yra regionai, kuriuose bet koks gylis yra per šiltas, kad būtų stabilus vandens ledas. Spalvotos sritys yra pakankamai šaltos, kad požeminis ledas būtų stabilus, o baltos spalvos yra pakankamai šaltai veikiamos paviršiaus ledo, kad būtų stabilios. Šiluminio modelio rezultatai numato paviršinio ir požeminio vandens ledo buvimą tose pačiose vietose, kur jie stebimi Žemės radijo bangomis ir MLA. Kreditas: NASA / UCLA / Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorija / Vašingtono Carnegie institutas
Pasak Paige, tamsi medžiaga greičiausiai yra sudėtingas organinių junginių mišinys, kurį Merkurijui pristato kometų ir lakiųjų medžiagų turinčių asteroidų poveikis - tie patys objektai, kurie greičiausiai tiekė vandenį į giliausią planetą. Organinė medžiaga galėjo būti dar tamsesnė, veikiant atšiauriai radiacijai Merkurijaus paviršiuje, net ir nuolat šešėlinėse vietose.
Ši tamsi izoliacinė medžiaga yra naujas ir intriguojantis pasakojimas apie gyvsidabrį, kurį MESSENGER siekia išsiaiškinti, sakė Saliamonas ir kelia klausimų, kokio tipo organinių medžiagų ten galima rasti. Saliamonas pridūrė, kad gyvsidabris dabar gali tapti susidomėjimo astrobiologija objektu, tačiau neabejotinai teigė, kad nė vienas iš mokslininkų nemano, kad gyvsidabrio yra gyvybė. Tačiau tai galėtų suteikti informacijos apie organinių medžiagų kilimą Žemėje.
Be to, mokslininkas teigė, kad ant gyvsidabrio nėra jokio skysto vandens tikimybės, net jei kai kuriuose regionuose temperatūra bus palanki skystam vandeniui. Bet be atmosferos Merkurijuje vanduo ilgai neliptų. „Tai būtų ledas ar garai išties greitai“, - sakė Paige.
Ši MESSENGER orbitos schema iliustruoja kai kuriuos iššūkius, susijusius su Merkurijaus šiaurinio poliaus regiono stebėjimais. Kreditas: NASA / Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorija / Vašingtono Carnegie institutas
Saliamonas teigė, kad šiuos matavimus nebuvo lengva ir nebuvo greita. „Net aukščiausiose MESSENGER pasiektose platumose erdvėlaivis turi žiūrėti įstrižai, kad pažvelgtų į šiaurinius polinius regionus“, - sakė jis.
Pirminės savo orbitos misijos metu MESSENGER orbita buvo 12 valandų ir buvo 244–640 km aukštyje šiauriausiame savo trajektorijos taške. Nuo 2012 m. Balandžio mėn. MESSENGER vykdė 8 valandų orbitą, kaip parodyta aukščiau, ir buvo 311–442 km aukštyje šiauriausiame savo trajektorijos taške. Net ir iš šių didelio platumos pranašumų gyvsidabrio poliarinės nuosėdos užpildo tik nedidelę daugelio MESSENGER instrumentų matymo lauko dalį.
Nepaisant iššūkių, sakė Saliamonas, pusantrų metų MESSENGER orbitoje davė aiškių rezultatų.
Šaltiniai: MESSENGER, NASA
