Гарачая паверхня Меркурыя выглядае як своеасаблівае месца для пошуку лёду, але даследаванні на працягу больш за трыццаць гадоў паказваюць, што на першым глобусе ад Сонца ёсць замарожаная вада. Гэтая вада хаваецца ў пастаянна зацененых кратэрах, размешчаных каля палюсоў планеты. Зараз, паводле апошніх даследаванняў, праведзеных даследчыкамі з Універсітэта Браўна, паказваецца, што на паверхні Меркурыя можа апынуцца значна больш лёду, чым мы думалі раней.
Вынікі даследавання, апублікаванага ў часопісе Geophysical Research Letters, дадаюць трох новых членаў у спіс кратэраў каля Паўночнага полюса Меркурыя, якія могуць утрымліваць шмат воднага лёду. У дадатак да гэтых вялікіх запасаў лёду, даследаванні паказваюць на мноства меншых радовішчаў, раскіданых паблізу Паўночнага полюса, як унутры кратэраў, так і ў зацененых месцах паміж кратэрамі. Яны могуць быць невялікімі, але пасля складання яны даюць значна больш лёду вады, чым мы меркавалі раней.
"Да гэтага часу мяркуецца, што лёд на паверхні Меркурыя існуе, перш за ўсё, у буйных кратэрах, але мы паказалі, што існуе доказ шматлікіх меншых адкладаў воднага лёду таксама па-за імі", - кажа Арыэль Дойч, вядучы аўтар і аспірант універсітэта Браун. "Даданне гэтых невялікіх водных рэсурсаў да існуючых кратэрных рэсурсаў значна павялічвае колькасць воднага лёду на Меркурыі".
Ідэя пра тое, што ледзяная вада можа існаваць на Меркурыі, з'явілася ў 1990-х гадах, калі наземныя тэлескопы выявілі зоны высокага альбеда ў некалькіх кратэрах вакол палюсоў планеты. Вось кручэння першай планеты ад Сонца мае невялікі нахіл, з-за чаго дно многіх кратэраў ніколі не асвятляюцца Сонцам. З-за недахопу атмасферы, якая магла б пераносіць цяпло да іх з больш цёплых рэгіёнаў планеты, тэмпература ў гэтых зацененых раёнах аказалася дастаткова нізкай, каб існавала стабільная ледзяная вада. Такім чынам, водны лёд патэнцыйна можа быць прычынай гэтых "яркіх" радараў.
Гэта ідэя была пацверджана пасля таго, як касмічны карабель MESSENGER выйшаў на арбіту вакол Меркурыя ў 2011 годзе. Зонд выявіў сігналы нейтронаў, сумяшчальных з водным лёдам, якія ідуць ад паўночнага полюса планеты.
У рамках сваіх даследаванняў Дойч супрацоўнічаў з Грэгары Нойманам з Цэнтра касмічных палётаў NASA Goddard, з якім ён паглыбіўся ў дадзеныя, дасланыя зондам MESSENGER. Асабліва іх цікавілі паказанні, сабраныя пры дапамозе лазернага вышынямер. Гэта прылада выкарыстоўваецца галоўным чынам для стварэння карт вышыні мясцовасці, але таксама можа быць выкарыстана для вымярэння альбеда паверхні планеты.
Нёман, спецыяліст па прыборах, усталяваных на борце зонда MESSENGER, дапамагаў у каліброўцы вымярэнняў альбеда з дапамогай вышынямер, які можа мяняцца ў залежнасці ад таго, ці праводзяцца вымярэння вертыкальна зверху альбо пад вострым вуглом. Каліброўка дазволіла навукоўцам выявіць радовішчы высокага альбеда, сумяшчальныя з паверхневым лёдам, у трох вялікіх кратэрах, для якіх магчыма было толькі вымярэнне вострага вугла.
Даданне гэтых кратэраў да вядомых ледзяных рэсурсаў на Меркурыі ўяўляе значныя змены. Deutsch ацэньвае агульную плошчу гэтых трох ледзяных пласцін прыблізна ў 3400 квадратных кіламетраў.
Яшчэ адзін важны аспект, прааналізаваны ў ходзе даследавання, заключаецца ў пошуку альбеда мясцовасці, якая атачае гэтыя тры вялікія кратэры. Аказваецца, гэтая вобласць не такая яркая, як ледзяныя пласціны ўнутры кратэраў, але значна ярчэй, чым сярэдняя яркасць паверхні Меркурыя.
"Мы робім выснову, што гэта больш высокае альбеда выклікана меншымі абласцямі, якія распаўсюджваюцца ў гэтай галіне", - адзначае Deutsch. "Большасць з гэтых абласцей занадта малая, каб іх можна было бачыць індывідуальна з вышынём, але разам яны спрыяюць агульнаму высокаму альбеда гэтай вобласці".
Каб шукаць доказы такіх меншых рэсурсаў, даследчыкі прааналізавалі дадзеныя вышынямер, каб знайсці плошчы лёду, меншыя, чым у кратэрах, але дастаткова вялікія, каб іх можна было ўбачыць з прыборам. Было выяўлена чатыры, дыяметрам менш за 5 км.
"Гэтыя чатыры вобласці - толькі тыя, якія мы маглі назіраць з дапамогай інструментаў MESSENGER", - кажа Дойч. "Мы лічым, што іх, напэўна, шмат, шмат больш, але іх памеры знаходзяцца ў межах ад кіламетра да некалькіх сантыметраў".
Веданне гэтых меншых лядовых абласцей і той факт, што яны могуць быць адказнымі за крыху больш светлую паверхню Меркурыя па-за кратэраў, могуць значна павялічыць ацэнкі колькасці воднага лёду на Меркурыі. Навукоўцы мяркуюць, што падобныя дробныя ледзяныя адклады існуюць таксама каля месяцовых кратэраў. Мадэлі паказваюць, што ўключэнне гэтых рэсурсаў з дробным лёдам можа падвоіць ацэнкі лёду на нашым прыродным спадарожніку. Тое ж самае можа тычыцца і першай планеты ад Сонца.
Як гэты палярны лёд мог дабрацца да Меркурыя, застаецца адкрытым пытаннем. Вядучая гіпотэза заключаецца ў тым, што лёд дасягнуў там багатых вадой камет і астэроідаў. Іншы, у сваю чаргу, сцвярджае, што вадарод, магчыма, быў пасеяны на паверхню сонечным ветрам, і з часам ён уступаў у рэакцыю з крыніцай кіслароду, што прыводзіць да адукацыі вады.
Джым Хэд, прапагандыст доктарскай навукі і суаўтар гэтага даследавання, паказвае, што праца яго настаўніка стварае новыя ўмовы для пошуку адказаў на ключавыя планетарныя пытанні.
"Адно з ключавых пытанняў, якое мы хацелі б зразумець, - гэта тое, як вада і іншыя лятучыя злучэнні трапляюць на ўнутраныя планеты Сонечнай сістэмы - Зямлю, Месяц і іх планетарныя суседзі", - кажа Кіраўнік. "Даследаванні паказваюць, што ёсць новыя месцы, дзе мы можам шукаць ваду".