Исследование, опубликованное в Геофизических Письмах об Исследовании, добавляет трех новых участников к списку кратеров около Северного полюса Меркурия, которые, кажется, питают большие поверхностные ледяные залежи. Но в дополнение к тем большим депозитам, исследование также приводит доказательство, которое депозиты меньшего масштаба рассеяли вокруг Северного полюса Меркурия, и в кратерах и в затененном ландшафте между кратерами. Те депозиты могут быть маленькими, но они могли составить в целом намного больше ранее неучтенного льда.«Предположение было то, что поверхностный лед на Меркурии существует преимущественно в больших кратерах, но мы приводим доказательство для этих депозитов меньшего масштаба также», сказал Ариэль Деуч, ведущий автор исследования и кандидат доктора философии в Брауне. «Добавление этих небольших депозитов к большим депозитам в кратерах значительно добавляет к поверхностному ледяному инвентарю на Меркурии».
Идея, что Меркурий, возможно, заморозил воду, появилась в 1990-х, когда земные радарные телескопы обнаружили очень рефлексивные регионы в нескольких кратерах около полюсов Меркурия. У оси планеты нет большого количества наклона, таким образом, его полюса получают мало прямого солнечного света, и дно некоторых кратеров не получает прямого солнечного света вообще.
Без атмосферы, чтобы держаться в любом тепле от окружения поверхностей, температуры в тех вечных тенях были вычислены, чтобы быть достаточно низкими для щербета, чтобы быть стабильными. Это указало на возможность, что эти «яркие радаром» регионы могли быть льдом.
Та идея получила повышение после того, как расследование MESSENGER НАСА вошло в орбиту Меркурия в 2011. Космический корабль обнаружил нейтронные сигналы из Северного полюса планеты, которые согласовывались с щербетом.Для этого нового исследования Deutsch работал с Грегори Нейманом от Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, чтобы взять глубокое погружение в данные, возвращенные из MESSENGER. Они посмотрели определенно на чтения от лазерного высотомера космического корабля.
Устройство главным образом используется, чтобы нанести на карту возвышение, но это может также использоваться, чтобы отследить поверхностный коэффициент отражения.Нейман, специалист по инструменту для миссии MESSENGER, помог калибровать сигнал коэффициента отражения высотомера, который может измениться в зависимости от того, проведены ли измерения от непосредственно верхнего или под наклонным углом (известный как «вне низшей точки»). Та калибровка позволила исследователям обнаружить высокие депозиты коэффициента отражения, согласовывающиеся с поверхностным льдом в трех больших кратерах, для которых только обнаружения вне низшей точки были доступны.
Добавление тех кратеров к ледяному инвентарю Меркурия значительное. Deutsch оценивает, что общая площадь трех листов составляет приблизительно 3 400 квадратных километров – немного больше, чем штат Род-Айленд.Но другой главный аспект работы – то, что исследователи также посмотрели на данные о коэффициенте отражения для ландшафта, окружающего те три больших кратера. Тот ландшафт не так ярок как ледовые щиты в кратерах, но это значительно более ярко, чем средняя поверхность Меркурия.
«Мы предполагаем, что эту расширенную подпись коэффициента отражения ведут небольшие участки льда, которые распространены всюду по этому ландшафту», сказал Деуч. «Большинство этих участков слишком маленькое, чтобы решить индивидуально с инструментом высотомера, но коллективно они способствуют полному расширенному коэффициенту отражения».Чтобы искать новые доказательства, что такие депозиты меньшего масштаба существуют, исследователи смотрели, хотя данные о высотомере в поисках участков, которые были меньшими, чем большие основанные на кратере депозиты, но все еще достаточно большими, чтобы решить с высотомером. Они нашли четыре, каждый с диаметрами меньше, чем приблизительно 5 километров.
«Эти четыре были просто теми, мы могли решить с инструментами MESSENGER», сказал Деуч. «Мы думаем, что есть, вероятно, многие, еще многие из них, располагаясь в размерах от километра вниз к нескольким сантиметрам».Знание, что эти небольшие депозиты существуют, и что они вероятны источник немного более яркой поверхности вне кратеров, могло существенно увеличить ледяной инвентарь на Меркурии.
Подобные небольшие ледяные залежи, как думают, существуют на полюсах Луны. Экспериментальные модели предположили, что составление этих небольших депозитов примерно удваивает сумму лунной недвижимости, которая могла питать лед.
То же самое могло быть верным на Меркурии, говорят исследователи.Как этот полярный лед, возможно, нашел, что его путь к Меркурию во-первых остается нерешенным вопросом, говорит Деуч. Ведущая гипотеза – то, что это было поставлено богатой водой кометой или воздействиями астероида.
Другая идея состоит в том, что водород, возможно, был внедрен в поверхность солнечным ветром, позже объединяющимся с кислородным источником, чтобы сформировать воду.Джим Хэд, советник доктора философии Деуча и соавтор исследования, сказал, что работа добавляет новый взгляд на критический вопрос в планетарной науке.«Одна из главных вещей, которые мы хотим понять, – то, как вода и другой volatiles распределены через внутреннюю солнечную систему – включая Землю, Луну и наших планетарных соседей», сказал Глава. «Это исследование открывает наши глаза для новых мест, чтобы искать доказательства воды и предполагает, что есть намного больше из него на Меркурии, чем мы думали».
Исследование было поддержано НАСА через Товарищество Выпускника Харриет Г. Дженкинс (NNX16AT19H) и Исследование Исследования Солнечной системы Виртуальный Институт.