Merkursa ziemeļpolārā reģiona radara attēls tiek parādīts uz tā paša apgabala MESSENGER attēlu mozaīkas. Kredīts: NASA / Džona Hopkinsa universitātes lietišķās fizikas laboratorija / Vašingtonas Kārnegi institūcija / Nacionālais astronomijas un jonosfēras centrs, Arecibo observatorija
Vairāk nekā pirms 20 gadiem radara spilgti materiāli bija redzami ziemeļpolārajā reģionā Merkura apkārtnē, un kopš tā laika zinātnieki ir postulējuši, ka pastāvīgi ēnotos reģionos tur var slēpties ūdens ledus. Jaunākie kosmosa kuģa MESSENGER dati - kas tagad riņķo ap Saulei vistuvāk esošo planētu - apstiprina, ka Merkurs patiešām satur ūdens ledu, kā arī organiskos materiālus pastāvīgi ēnotos krāteros tā ziemeļpola tuvumā. Zinātnieki šodien sacīja, ka dzīvsudrabs abos polos varētu noturēt no 100 miljardiem līdz 1 triljonam tonnu ūdens ledus, un vietām ledus varētu būt līdz 20 metriem dziļš. Turklāt intriģējošs tumšs materiāls, kas pārklāj ledu, varētu turēt citas gaistošas vielas, piemēram, organiskās vielas.
MESSENGER komanda šonedēļ publicēja trīs rakstus žurnālā Science, kas iepazīstina ar trim jauniem pierādījumiem, kas liecina, ka dzīvsudraba ziemeļpola krāteros esošajās sastāvdaļās dominē ūdens ledus.
"Ūdens ledus izturēja trīs izaicinošus testus, un mēs nezinām nevienu citu savienojumu, kas atbilstu parametriem, kurus mēs izmērījām ar MESSENGER kosmosa kuģi," šodien īsumā teica MESSENGER galvenais izmeklētājs Šons Solomons. "Šie atklājumi atklāj ļoti svarīgu nodaļas stāstu par to, kā laika gaitā komētas un ar ūdeni bagāti asteroīdi uz iekšējām planētām piegādāja ledu."
MESSENGER ieradās Merkūrijā pagājušajā gadā, un novērojumu veikšanai planētas ziemeļpolā tika izmantoti dati no kosmosa kuģa neitronu spektrometra un lāzera altimetra.
Vairākus metrus biezs ūdens ledus slānis ir attēlots baltā krāsā. Bagātīgi ūdeņraža atomi ledus tuvumā neitroniem ļauj izkļūt kosmosā. Paaugstinātas ūdeņraža koncentrācijas (un, no tā secinot, ūdens ledus) pazīme ir MESSENGER noteiktā neitronu noteikšanas ātruma samazināšanās no planētas. Kredīts: NASA / Johns Hopkins University lietišķās fizikas laboratorija / Vašingtonas Kārnegi institūcija
Neitronu spektroskopija mēra vidējās ūdeņraža koncentrācijas Merkura radara spilgti reģionos, un zinātnieki spēja atvasināt ūdens ledus koncentrācijas no ūdeņraža mērījumiem.
"Neitronu dati norāda, ka dzīvsudraba spilgti polārie nogulumi rada ar ūdeņradi bagātu slāni, kas ir vairāk nekā desmitiem centimetru biezs, zem virsējā slāņa, kura biezums ir no 10 līdz 20 centimetriem un kas ir mazāk bagāts ar ūdeņradi," sacīja Deivids Lawrence. MESSENGER zinātniskais līdzdalībnieks, kurš atrodas Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijā un ir viena no autoriem galvenais autors. "Apbedītajā slānī ir ūdeņraža saturs, kas atbilst gandrīz tīra ūdens ledum."
Šajā attēlā redzama saules gaisma, kas sasniedz Prokofjeva krātera grīdu un apmali. Loka un interjera ziemeļu daļas paliek mūžīgā ēnā, tāpat kā daudzu citu krāteru daļas. Noklikšķiniet uz attēla, lai skatītos filmu, kas imitē apmēram pusi no Dzīvsudraba saules dienas (176 Zemes dienas) un izmanto digitālo reljefa modeli, kas iegūts no MLA mērījumiem. Kredīts: NASA Goddard kosmisko lidojumu centrs / Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts / Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorija / Vašingtonas Kārnegi institūcija.
Dati no MESSENGER Mercury Laser Altimeter (MLA) - kas ir izšāvuši vairāk nekā 10 miljonus lāzera impulsu Merkurs, lai izveidotu detalizētas planētas topogrāfijas kartes - apstiprina radara rezultātus un Neitronu spektrometra mērījumus Merkura polārajā reģionā. Gregorijs Neimans no NASA Goddārda lidojumu centra, galvenā darba galvenais autors, sacīja, ka komanda izmantoja topogrāfiskos datus, lai izstrādātu dzīvsudraba ziemeļu polāro krāteru apgaismojuma modeļus, atklājot neregulārus tumšus un gaišus nogulumus tuvu infrasarkanā viļņa garumā netālu no Merkura ziemeļpola.
“Patiesais pārsteigums ir tas, ka apkārt spilgtām zonām bija tumšas zonas, kuras bija vairāk caurspīdīgas nekā radara spilgtās zonas,” ceturtdienas paziņojumā sacīja Neimans. "Tā ir sega, kas aizsargā zem spilgtas gaistošas vielas."
Neimans sacīja, ka komētu vai gaistoši bagātu asteroīdu triecieni varēja nodrošināt gan tumšos, gan gaišos nogulumus, secinājums apstiprināts trešajā dokumentā, kuru vadīja Deivids Paige no Kalifornijas Universitātes Losandželosā.
Paige un viņa kolēģi sniedza pirmos detalizētos Merkura ziemeļpolāro reģionu virsmas un virsmas virsmas temperatūras modeļus, kuros izmantota MLA izmērītā Merkura virsmas faktiskā topogrāfija. Mērījumi "parāda, ka augsta radiolokatora atgriezeniskā saikne reģionu telpiskais sadalījums labi saskan ar prognozējamo termiski stabilā ūdens ledus sadalījumu", viņš teica.
Dzīvsudraba “mūžīgā sasaluma” karte, kurā parādīti aprēķinātie dziļumi zem virsmas, kurā tiek prognozēts, ka ūdens ledus ir termiski stabils. Pelēkās zonas ir reģioni, kas visos dziļumos ir pārāk silti, lai nodrošinātu stabilu ūdens ledu. Krāsainie reģioni ir pietiekami auksti, lai virszemes ledus būtu stabils, un baltie reģioni ir pietiekami auksti pakļauti virszemes ledus, lai būtu stabili. Termiskā modeļa rezultāti paredz virszemes un pazemes ūdens ledus klātbūtni tajās pašās vietās, kur tos novēro ar Zemes radariem un MLA novērojumiem. Kredīts: NASA / UCLA / Johns Hopkins University lietišķās fizikas laboratorija / Vašingtonas Kārnegi institūcija
Pēc Paige domām, tumšais materiāls, iespējams, ir sarežģītu organisko savienojumu sajaukums, ko Merkūram piegādā komētas un gaistoši bagāti asteroīdi - tie paši objekti, kas, iespējams, piegādāja ūdeni uz iekšējo planētu. Iespējams, ka organiskais materiāls vēl vairāk ir kļuvis tumšāks, ja tas pakļauts spēcīgam starojumam Merkura virsmā, pat pastāvīgi ēnotās vietās.
Šis tumšais izolācijas materiāls ir jauns un intriģējošs Merkura stāsta gabals, kuru MESSENGER cenšas atšķetināt, sacīja Zālamans un izvirza jautājumus par to, kādus organiskos veidus tur varētu atrast. Zālamans piebilda, ka dzīvsudrabs tagad var kļūt par interesi izraisošu astrobioloģiju, taču nenoliedzami sacīja, ka neviens no zinātniekiem neuzskata, ka dzīvsudrabs dzīvo. Tas tomēr varētu sniegt informāciju par organisko savienojumu pieaugumu uz Zemes.
Turklāt zinātnieks sacīja, ka dzīvsudraba šķidrumam nav nulles iespējas, kaut arī dažos reģionos temperatūra veicina šķidru ūdeni. Bet bez atmosfēras dzīvsudraba ūdenī ilgi nelīp. "Tas būtu ledus vai tvaiki tiešām ātri," sacīja Paige.
Šī MESSENGER orbītas shematiskā shēma parāda dažus izaicinājumus, kas saistīti ar Merkura ziemeļpola reģiona novērojumu veikšanu. Kredīts: NASA / Johns Hopkins University lietišķās fizikas laboratorija / Vašingtonas Kārnegi institūcija
Zālamans sacīja, ka šos mērījumus nav bijis viegli iegūt un arī tas nav bijis ātrs. "Pat augstākajos platuma grādos, ko sasniedzis MESSENGER, kosmosa kuģim jāskatās slīpā leņķī, lai skatītos uz ziemeļu polārajiem reģioniem," viņš sacīja.
Savas primārās orbītas misijas laikā MESSENGER atradās 12 stundu orbītā un atradās 244–640 km augstumā tās trajektorijas ziemeļdaļā. Kopš 2012. gada aprīļa MESSENGER ir bijis 8 stundu orbītā, kā parādīts iepriekš, un tas ir bijis 311–442 km augstumā tās trajektorijas ziemeļdaļā. Pat no šiem augstās platuma priekšstatiem dzīvsudraba polārie noguldījumi aizpilda tikai nelielu daļu no daudzu MESSENGER instrumentu redzamības lauka.
Bet, neraugoties uz izaicinājumiem, sacīja Zālamans, pusotra gada ilgais MESSENGER orbītā ir devis skaidrus rezultātus.
Avoti: MESSENGER, NASA
