Identificiran led na Merkuru pomoću Goddardovog visinomjera
Instrument izgrađen na Goddardu, koji je dio NASA-ine misije MESSENGER, pružio je jedan od tri nove linije dokaza da postoji vodeni led u blizini sjevernog pola na Merkuru. Većina leda je pokrivena tankim slojem materijala koji ga štiti, ali u nekoliko područja gdje sunčeva svjetlost nikada ne seže, dio leda leži izložen na površini. Ovo istraživanje su znanstvenici najavili u tri rada objavljena u časopisu Science Express i na NASA-inoj konferenciji za novinare 29. studenog.
Rezultati se temelje na refleksiji mjerenja laserskim visinomjerom iz letjelice i koncentracije vodika iz neutronskog spektrometra, kao i na novom računalnom modeliranju koje objašnjava kako bi led mogao izdržati toliko eona na planetu koji je najbliži suncu.
"Prije dvadeset godina, radarski astronomi su napravili nevjerojatan prijedlog da postoji obilje vodenog leda na polovima planeta najbližeg centru našeg Sunčevog sustava." kaže Sean Solomon sa Sveučilišta Columbia. "Alternativna objašnjenja radarskih mjerenja su također bila predložena, a tim iz MESSENGER-a je postavio visoki prioritet na rješavanje ovog pitanja s orbitalnim opažanjima. Porota je na kraju donijela jasnu presudu." Salomon je glavni istražitelj za MESSENGER (kratica za MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging).
Unatoč Merkurovoj blizini suncu, sjeverna i južna polarna regija ostaju hladne jer se nikad ne naginju prema suncu. Dokazi za nalazišta leda na oba pola su se gomilali od ranih 1990-ih, kada su istraživanja radarom prvi put uočila područja koja su izgledala vrlo svijetla na radarskim valnim duljinama. Te "radarske" svijetle regije su upućivale na to da su neki od reflektirajućih materijala ležali na površini ili vrlo blizu površine, a ispalo je da se lokacije nalaze unutar kratera. MESSENGER je nedavno obavio opsežno slikanje koje je omogućilo podudaranje radarskih svijetlih područja s trajno sjenovitim područjima u kraterima u blizini Sjevernog i Južnog pola.
Novo istraživanje je bilo usmjereno na Merkurov sjeverni pol i okolne visoke zemljopisne širine. Kad su istraživači mjerili refleksije na skoro infracrvenom spektru pomoću visinomjera, otkrili su više od stotinu tamnih područja koja su reflektirala manje od pola tipične količine svjetla. Nekoliko iznimno svijetlih područja je također bilo otkriveno u kraterima pod nazivom Prokofjev i Kandinski.
"Nitko prije nije vidio ova tamna područja na Merkuru pa su isprva bila tajanstvena." kaže Greg Neumann s Goddarda, vodeći autor jednog od radova u časopisu Science Express i znanstvenik na instrumentima za Merkurov laserski visinomjer (Mercury Laser Altimeter). Ovaj instrument je izgrađena u NASA-inom Goddard centru za svemirske letove u Greenbeltu, u Marylandu.
Budući da je glavni zadatak visinomjera mapirati konture površine planeta, Neumann i njegovi kolege su mogli vidjeti da se ta neobično tamna područja nalaze na mjestima koja ostaju u sjeni: na zidovima strmih kratera koji su okrenuti prema sjevernom polu ili su na južnim dijelovima na dnu kratera. Istraživači su također usporedili tamna područja s reflektirajućim područjima koja su izgledala svijetla na radarskim signalima. Područja koja su se prikazala svijetla na radaru i bila neobično svijetla na visinomjeru su bila smještena na mjestima koja nikad ne izlaze iz sjene.
U međuvremenu, mjerenja koncentracija vodika MESSENGER-ovim neutronskim spektrometrom su pokazala da su radarski svijetla nalazišta vodeni led. David Lawrence sa Sveučilišta Johns Hopkins, Laboratorija za primijenjenu fiziku u Laurelu, u Marylandu i njegovi kolege su otkrili da radarski svijetla područja sadrže vodikom bogat sloj zakopan ispod sloja s manje vodika.
Rezultati iz obaju instrumenata imaju smisla ako te radarski svijetle regije (također tamna područja na visinomjeru) predstavljaju vodeni led prekriven slojem drugog materijala. Mnogo rjeđe svijetle regije koje se vide na visinomjeru bi tada ukazivale na led izložen na površini.
Računalno modeliranje koje je obavio David Paige sa Sveučilišta u Kaliforniji, u Los Angelesu, sa svojim kolegama pokazalo je da su prosječne temperature na Merkuru na tim područjima dovoljno niske da bi led bio stabilan tijekom vremena. Pokrivač od izolacijskog materijala potreban za održavanje leda u tamnim područjima na visinomjeru, ali i druge točke, dobivaju tako malo sunčeve svjetlosti da bi led mogao opstati na samoj površini.
Čini se da je led rezultat geološki nedavnog ili tekućeg procesa, možda ga je donio komet ili druga mala tijela iz vanjskog sunčevog sustava. Organski spojevi iz tih istih tijela možda čine materijal koji pokriva led na većini područja. Ovo otkriće nameće nova pitanja. Sastoji li se tamni materijal na polarnim nalazištima od organskih spojeva? Kakve kemijske reakcije je taj materijal prošao? Postoje li regije na Merkuru koje bi mogle imati i tekuću vodu i organske spojeve? „Više posla treba obaviti prije nego što se na dodatna pitanja može definitivno odgovoriti.“ dodao je Solomon.
"Ove nove spoznaje nam omogućuju odbacivanje prijedloga da radar možda bilježi neke druge reflektirajuće materijale, a ne led." kaže Neumann. "Sada se možemo usredotočiti na razumijevanje procesa koji su smjestili hlapljive spojeve na polove Merkura."