Vaikka paahtava Merkurius-planeetta ei ehkä ole ensimmäinen paikka, jolta ajattelit etsiä jäätä, MESSENGER-tehtävä vahvisti vuonna 2012, että Aurinkoa lähinnä oleva planeetta todellakin pitää vesijäätä napojen ympärillä olevissa pysyvästi varjossa olevissa kraattereissa. Mutta nyt uusi Merkuriuksen jäätä koskeva tutkimus tarjoaa vielä enemmän intuitiivisia yksityiskohtia tämän jään muodostumisesta. Tutkijat sanovat, että lämpö todennäköisesti auttaa luomaan osan jäästä.
Brant Jones, Georgia Techin kemian ja biokemian koulun tutkija ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, sanoi, että tämä ei ole mikään outo, hullu idea. Vaikka se on vähän monimutkaista, se on enimmäkseen vain peruskemiaa.
Planeetan äärimmäinen päivälämpö yhdistettynä superkylmiin (miinus 200 celsiusasteen) lämpötiloihin pysyvästi varjossa olevissa kraattereissa saattaa toimia kuin 'jäätä valmistava kemian laboratorio'.
Merkuriuksen päivän kuumuudesta huolimatta MESSENGER-tehtävän tietojen ja kuvien mukaan navoilla on pysyvää jäätä. Kiitos: NASA / MESSENGER
'Elohopeassa on yllättävän paljon jäätä ja huomattavasti enemmän kuin Kuussa', Brant kertoi Universe Todaylle.
Merkuriuksen jään muodostusprosessi on samanlainen kuin Kuussa. Vuonna 2009 tiedemiehet päättivät Auringon aurinkotuulen sähköisesti varautuneet hiukkaset olivat vuorovaikutuksessa joissakin kuun pinnalla olevissa pölyrakeissa olevan hapen kanssa tuottaen hydroksyyliä. Hydroksyyli (OH) on vain yksi vetyatomi, jossa on happiatomi, vedessä olevien kahden vetyatomin sijaan.
Brant työskenteli muiden tutkijoiden, mukaan lukien kollega Thomas Orlandon, myös Georgia Techistä, kanssa parantaakseen tämän prosessin ymmärtämistä. Sisään 2018, he julkaisivat paperin joka osoitti, että vaikka tämä Kuussa tapahtuva prosessi tuotti merkittäviä määriä hydroksyylejä, se tuotti hyvin vähän molekyylivettä.
'Vaikka aurinkotuulta ehdotettiin mahdolliseksi lähdetermiksi Kuun veden havainnoissa vuonna 2009', Orlando sanoi sähköpostitse, 'mekanismeja ei koskaan varsinaisesti tunnistettu. Mallimme tämän Kuuta varten, mutta sen merkitys ei ollut yhtä merkittävä Kuussa johtuen yleisesti paljon alhaisemmista lämpötiloista.
Mutta he tiesivät, että tämä prosessi voisi tapahtua myös asteroideilla, Merkuriuksella tai millä tahansa muulla aurinkotuulen pommittamalla pinnalla.
'Jotta voit luoda molekyylivettä, tarvitset vielä yhden ainesosan, ja se on lämpöä', sanoi Brant.
Tiedemiehet mallintavat toteuttamiskelpoista kemiallista reaktiota, jossa Vulcanin lämpö elohopeassa voisi auttaa sitä muodostamaan jäätä napoilleen. Georgia Techin Thom Orlando (s.) on uuden Mercury-tutkimuksen päätutkija. Brant Jones (r.) on ensimmäinen kirjailija. Luotto: Georgia Tech / Rob Felt
Päivälämpötilat Merkuriuksella voivat nousta 400 celsiusasteeseen tai 750 Fahrenheit-asteeseen.
Merkuriuksen pintamaaperässä olevat mineraalit sisältävät niin kutsuttuja hydroksyyliryhmiä. Auringon äärimmäinen lämpö auttaa vapauttamaan nämä hydroksyyliryhmät ja energisoi ne sitten törmäämään toisiinsa tuottamaan vesimolekyylejä ja vetyä, jotka nousevat pinnasta ja ajautuvat planeetan ympäri.
Jotkut vesimolekyylit hajoavat auringonvalon vaikutuksesta ja haihtuvat. Mutta muut molekyylit laskeutuvat Merkuriuksen napojen lähelle syviin, tummiin kraattereihin, jotka ovat suojassa auringolta. Molekyylit jäävät loukkuun ja niistä tulee osa kasvavaa, pysyvää jäätikköjäätä, joka sijaitsee varjoissa.
”Se on vähän kuin kappale Hotel California. Vesimolekyylit voivat kirjautua sisään varjoihin, mutta ne eivät voi koskaan poistua', Orlando sanoi lehdistötiedote.
'Jääksi muodostuva kokonaismäärä, jonka oletamme, on 1013 kilogrammaa (10 000 000 000 000 kg tai 11 023 110 000 tonnia) noin 3 miljoonan vuoden aikana', Jones sanoi. 'Prosessi voi helposti muodostaa jopa 10 prosenttia Merkuriuksen kokonaisjäästä.'
Heidän tutkimuksessaan käytetyt tiedot ovat peräisin MESSENGER-avaruusaluksesta, joka kiersi Merkuriusta vuosina 2011–2015 ja tutki planeetan kemiallista koostumusta, geologiaa ja magneettikenttää. MESSENGERin löydöt napajäästä vahvisti aikaisemmat allekirjoitukset jäälle, jonka Maan tutka poimi vuosia aiemmin.