Лёд у самого Солнца? Как на Меркурии сохраняются ледяные следы в вечной тени кратеров?
Сильнее всего здесь цепляет не сама новость, а ощущение явной нестыковки. В голове с детства сидит простая картинка: если Меркурий, то значит жара. А лёд в жаре существовать не может.
Почему кажется, что это невозможно?
Главная путаница начинается с того, что Меркурий легко представить одним сплошным раскалённым шаром. Из такой картинки просто выпадают отдельные места, куда солнечный свет не добирается.
Вторая причина в слове кратеры. Оно звучит как обычные углубления на поверхности, хотя здесь важна не форма сама по себе, а то, что некоторые из них остаются без прямого света постоянно.
И ещё часто кажется, что близость к Солнцу решает вообще всё. Но для воды решающим может быть не средний образ планеты, а сочетание глубокой тени и очень слабого наклона оси.
Когда и где нашли лёд
Днем температура на поверхности Меркурия может превышать 430 градусов Цельсия, а ночью опускаться до минус 180 градусов. Но на полюсах планеты существуют глубокие кратеры, куда солнечный свет никогда не попадает. Эти области называют постоянно затененными регионами.
С 2011 по 2015 год первую планету Солнечной системы изучал космический аппарат NASA Messenger. Он фотографировал поверхность Меркурия и проводил различные измерения.
Главное открытие пришлось на 2012 год, когда аппарат Messenger обнаружил в кратерах залежи водяного льда. Дальнейшие исследования показали, что местами его толщина может достигать десятков метров, а запасы составлять от 100 миллиардов до триллиона тонн.
Как такое может быть?
Попробуйте сначала убрать из головы весь Меркурий целиком и смотреть только на конкретные места у полюсов. Речь не о планете вообще, а о дне некоторых кратеров, куда солнечные лучи не попадают напрямую.
Обратите внимание на ключевое слово постоянно. Если бы тень была временной, лёд долго бы не сохранялся, а здесь важна именно устойчивость таких тёмных участков.
Попробуйте связать это со слабым наклоном оси Меркурия. Из-за него Солнце не поднимается так, чтобы осветить дно отдельных полярных кратеров, и тень там держится постоянно.
Обратите внимание, что для сохранения воды важна не репутация планеты как горячей, а условия внутри карманов холода. Поверхность вокруг может быть совсем другой, но дно постоянно затенённого кратера живёт по своим температурным законам.
Откуда вообще взялся водяной лёд
Международная команда планетологов предложила следующую модель происхождения водяного льда на Меркурии.
Ученые рассматривали сценарий, при котором значительная часть воды на Меркурии появилась после падения богатого льдом астероида или кометы.
Ученые провели серию компьютерных симуляций, чтобы ответить на целый ряд вопросов:
- сколько воды мог принести космический объект на Меркурий;
- сколько ее испарилось сразу после столкновения;
- как водяной пар мог двигаться в разреженной атмосфере Меркурия;
- могла ли часть водяного пара добраться до полярных ловушек.
Это событие могло произойти примерно 100 миллионов лет назад и выбросить в окружающее пространство огромное количество водяного пара. Такой кратер, вероятно, оставило тело диаметром от 7 до 10 километров, которое врезалось в планету на скорости 20 километров в секунду.
После удара вокруг Меркурия образовалось разреженное облако из водяного пара и продуктов испарения пород.
Жесткое солнечное излучение быстро разрушило большую часть новой «оболочки». Однако моделирование показало, что приблизительно 30 процентов водяного пара успело переместиться к полюсам. Молекулы воды осели в постоянно затененных областях, где при низких температурах вода замерзла.
Ученые рассчитывают получить еще больше данных, благодаря запущенному зонду в 2018 году. Он выйдет на орбиту вокруг Меркурия в конце 2026 года и исследует залежи водяного льда.
Как думаете, этот лёд еще преподнесёт нам сюрпризы?