Меркурий производит лед, хотя это самая близкая к Солнцу планета

У Меркурия есть репутация, известная во многом благодаря тому, где он находится – ближе к Солнцу, чем остальные планеты в Солнечной системе. Эта неумолимая близость означает, что Меркурий горячий, там очень жарко.

Дневные температуры на Меркурии могут достигать палящих 430 ° по Цельсию, но они также резко падают до –180 ° C ночью. Кроме того, на Меркурии есть места, где Солнце не светит никогда.

На своих полюсах Меркурий, как и Луна, имеет то, что называется «постоянно затененными областями» (PSR): углубления в кратерах, которые существуют в состоянии вечной тьмы, несмотря на то, что планета находятся относительно близко к Солнцу.

В 1990-х годах наземные радиолокационные наблюдения Меркурия начали обнаруживать аномальные показания внутри этих абсолютно черных PSR, но только когда космический аппарат MESSENGER NASA посетил планету в 2011 году, у нас была возможность подтвердить, чем на самом деле были эти аномалии: отложениями водяного льда, навсегда замороженные в неослабевающей тени.

Если это звучит иронично, что водяной лед бесконечно сохраняется в таком адски жарком месте, это совершенно понятно. Тем не менее, это объяснимое явление: астероиды, кометы и метеориты могут доставлять лед, когда они падают на поверхности планет, и если эти поставки льда происходят в темных кратерах, они никогда не увидят солнечного света и никогда не получают возможности оттаять.

Нет, настоящая ирония заключается в другом. В новом исследовании ученые предполагают, что, по крайней мере, часть льда Меркурия фактически производится из-за  чрезмерного тепла, которое переносит малая планета в лучах нашего Солнца. Это может показаться странным, но, по словам команды из Технологического института Джорджии, это хорошо известное явление.

«Это не какая-то странная идея», – объясняет химик Брант Джонс, со-исследователь лаборатории REVEAL компании Georgia Tech. «Этот химический механизм наблюдался десятки раз в исследованиях с конца 1960-х годов».

В новой статье команды исследователи используют моделирование для изучения того, как этот химический механизм может иметь место на Меркурии, в непрерывном процессе образования воды, который зависит от минералов в поверхностном грунте планеты, и в процессе, называемом рекомбинационной десорбцией (RD).

Минералы почвы содержат оксиды металлов, которые бомбардируются заряженными частицами протонов, переносимых солнечным ветром, что приводит к образованию связанных гидроксилов, молекулярного водорода и воды. В безвоздушной среде и в условиях сильной жары молекулы H ₂ O будут освобождены от поверхности почвы. Если такие молекулы воды попадут в вечные тени Меркурия, они, вероятно, замерзнут там и никогда больше не увидят дневного света.

«Вода, образующаяся по этому механизму, неизбежно будет накапливаться в холодных PSR и будет вносить значительный вклад в поверхность Меркурия в течение геологических периодов времени», – объясняют исследователи в своей статье.

В целом, по словам команды, поставки льда из астероидов и метеоритов по-прежнему будут составлять подавляющее большинство полярных льдов Меркурия, но ледяной завод планеты все еще может производить огромное количество продукта.

«Общее количество, которое, как мы полагаем, превратится в лед, составляет 10 ^ 13 13 кг (10 000 000 000 000 кг или 10 000 000 000 тонн) за период около 3 миллионов лет», – говорит Джонс. «Процесс может легко составить до 10 процентов от общего количества льда Меркурия».

Совсем неплохо, для жаркого маленького адского пейзажа рядом с Солнцем. И в человеческих целях, с точки зрения будущего освоения космоса и планетарной колонизации (если она когда-либо будет на Меркурии), те же самые химические процессы могут указать путь к поиску воды в других средах.

«Значительное количество воды, синтезируемой из RD, может влиять не только на поверхность Меркурия, но и на другие безвоздушные тела, которые были имплантированы протонами солнечного ветра и подверглись значительной тепловой экскурсии», – говорят исследователи. «Это сделало бы RD в целом значимым, но непризнанным источником для производства молекулярной воды на нескольких телах Солнечной системы».

Результаты исследования представлены в Astrophysical Journal Letters 16-го марта.