ภาพเรดาร์ของพื้นที่ขั้วโลกเหนือของเมอร์คิวรี่ถูกแสดงบนภาพโมเสกของ MESSENGER ในพื้นที่เดียวกัน เครดิต: NASA / Johns Hopkins University ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ / Carnegie Institute of Washington / ศูนย์ดาราศาสตร์และไอโอโนสเฟียร์แห่งชาติ, หอดูดาวอะเรซิโบ
กว่า 20 ปีที่ผ่านมามีการมองเห็นวัสดุที่มีความสว่างจากเรดาร์ในแถบขั้วโลกเหนือของดาวพุธและตั้งแต่นั้นมานักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งสมมติฐานว่าน้ำแข็งในน้ำอาจซ่อนตัวอยู่ในพื้นที่ที่มีเงาอย่างถาวร ข้อมูลล่าสุดจากยานอวกาศ MESSENGER ซึ่งขณะนี้กำลังโคจรรอบดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุดยืนยันว่าดาวพุธจับน้ำแข็งในน้ำและวัสดุอินทรีย์ภายในหลุมอุกกาบาตที่ขั้วโลกเหนืออย่างถาวร วันนี้นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าดาวพุธสามารถจับน้ำแข็งระหว่าง 100 ล้านถึง 1 ล้านล้านตันที่ขั้วทั้งสองและน้ำแข็งนั้นลึกถึง 20 เมตร นอกจากนี้วัสดุสีเข้มที่น่าสนใจซึ่งปกคลุมน้ำแข็งสามารถจับสารระเหยอื่น ๆ เช่นสารอินทรีย์
ทีมงาน MESSENGER ตีพิมพ์เอกสารสามฉบับในสัปดาห์นี้ในวารสาร Science ซึ่งนำเสนอหลักฐานใหม่สามบรรทัดว่าน้ำแข็งน้ำครององค์ประกอบภายในหลุมอุกกาบาตบนขั้วโลกเหนือของดาวพุธ
“ น้ำแข็งน้ำผ่านการทดสอบที่ท้าทายสามครั้งและเรารู้ว่าไม่มีสารประกอบอื่นใดที่ตรงกับลักษณะที่เราวัดด้วยยานอวกาศของ MESSENGER” ผู้ส่งสารหลักของฌอนโซโลมอนกล่าวในการบรรยายสรุปในวันนี้ “ การค้นพบนี้เผยให้เห็นบทที่สำคัญมากของเรื่องราวว่าน้ำแข็งถูกส่งไปยังดาวเคราะห์ชั้นในได้อย่างไรโดยดาวหางและดาวเคราะห์น้อยที่อุดมไปด้วยน้ำเมื่อเวลาผ่านไป”
MESSENGER มาถึง Mercury เมื่อปีที่แล้วและข้อมูลจากเครื่องวัดนิวตรอนสเปกโตรมิเตอร์ของยานอวกาศและเครื่องวัดความสูงด้วยแสงเลเซอร์ถูกนำมาใช้เพื่อการสำรวจที่ขั้วโลกเหนือของดาวเคราะห์
ชั้นน้ำแข็งที่มีความหนาหลายเมตรจะแสดงเป็นสีขาว อะตอมไฮโดรเจนจำนวนมากในน้ำแข็งหยุดนิวตรอนจากการหลบหนีออกสู่อวกาศ ลายเซ็นของความเข้มข้นของไฮโดรเจนที่เพิ่มขึ้น (และโดยการอนุมานน้ำแข็งน้ำ) คือการลดลงของอัตราการตรวจจับนิวตรอนจาก MESSENGER ของดาวเคราะห์ เครดิต: NASA / Johns Hopkins University ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ / สถาบัน Carnegie แห่งวอชิงตัน
เครื่องวัดปริมาณนิวตรอนสเปกโตรสโคปีทำการตรวจวัดความเข้มข้นของไฮโดรเจนโดยเฉลี่ยภายในบริเวณที่สว่างของเรดาร์ของดาวพุธและนักวิทยาศาสตร์ก็สามารถได้รับความเข้มข้นของน้ำแข็งในน้ำจากการตรวจวัดไฮโดรเจน
“ ข้อมูลนิวตรอนบ่งบอกว่าโดยเฉลี่ยแล้วชั้นตะกอนที่สว่างด้วยเรดาร์ของเมอร์คิวรี่ประกอบด้วยชั้นไฮโดรเจนที่อุดมไปด้วยความหนามากกว่าสิบเซ็นติเมตรภายใต้ชั้นที่มีความหนา 10 ถึง 20 เซนติเมตรซึ่งมีความเข้มข้นน้อยกว่าไฮโดรเจน” เดวิดลอว์เรนซ์กล่าว MESSENGER นักวิทยาศาสตร์ที่เข้าร่วมโดยใช้ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของ Johns Hopkins University และผู้เขียนหลักของหนึ่งในเอกสาร “ ชั้นที่ถูกฝังนั้นมีปริมาณไฮโดรเจนที่สอดคล้องกับน้ำแข็งน้ำเกือบบริสุทธิ์”
ภาพนี้แสดงแสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นปล่องภูเขาไฟและขอบ Prokofiev ส่วนทางทิศเหนือของขอบและการตกแต่งภายในยังคงอยู่ในเงามืดตลอดเวลาเช่นเดียวกับหลุมอุกกาบาตอื่น ๆ คลิกที่ภาพเพื่อชมภาพยนตร์ที่จำลองเหตุการณ์ครึ่งวันของปรอทแสงอาทิตย์ (176 วัน Earth Earth) และใช้โมเดลภูมิประเทศดิจิตอลที่ได้จากการวัด MLA เครดิต: NASA Goddard Space Flight Center / สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ / Johns Hopkins University ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ / สถาบัน Carnegie แห่งวอชิงตัน
ข้อมูลจาก Mercury Laser Altimeter (MLA) ของ MESSENGER ซึ่งยิงเลเซอร์มากกว่า 10 ล้านพัลส์ที่ Mercury เพื่อทำแผนที่แผนที่ภูมิประเทศโดยละเอียด - ยืนยันผลเรดาร์และการวัด Neutron Spectrometer ในพื้นที่ขั้วโลกของดาวพุธ Gregory Neumann จาก NASA Goddard Flight Center หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่าทีมใช้ข้อมูลภูมิประเทศเพื่อพัฒนาแบบจำลองการส่องสว่างสำหรับหลุมอุกกาบาตขั้วโลกเหนือของปรอทเผยให้เห็นคราบมืดและสว่างที่ผิดปกติที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้กับขั้วโลกเหนือของดาวพุธ
“ สิ่งที่น่าประหลาดใจจริงๆคือมีพื้นที่มืดล้อมรอบพื้นที่สว่างที่แผ่กว้างกว่าพื้นที่สว่างเรดาร์” Neumann กล่าวในการบรรยายสรุปของวันพฤหัสบดี “ พวกมันเป็นผ้าห่มที่ช่วยปกป้องสารระเหยที่สดใสที่อยู่ข้างใต้”
นอยมันน์กล่าวว่าผลกระทบของดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อยที่อุดมไปด้วยสารระเหยสามารถให้ได้ทั้งความมืดและความสว่างการค้นพบที่ยืนยันในกระดาษแผ่นที่สามนำโดย David Paige จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียลอสแองเจลิส
Paige และเพื่อนร่วมงานของเขาได้จัดทำแบบจำลองรายละเอียดแรกของพื้นผิวและอุณหภูมิใกล้พื้นผิวของพื้นที่ขั้วโลกเหนือของดาวพุธซึ่งใช้สภาพภูมิประเทศจริงของพื้นผิวของดาวพุธที่วัดโดย MLA การวัด "แสดงให้เห็นว่าการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของพื้นที่ของ backscatter เรดาร์ที่จับคู่กันอย่างดีจากการกระจายการทำนายของน้ำแข็งน้ำที่มีความเสถียรความร้อน" เขากล่าว
แผนที่“ permafrost” บนดาวพุธแสดงระดับความลึกที่คำนวณได้ใต้พื้นผิวซึ่งคาดการณ์ว่าน้ำแข็งในน้ำจะมีเสถียรภาพทางความร้อน พื้นที่สีเทาเป็นบริเวณที่อบอุ่นเกินกว่าระดับความลึกทั้งหมดสำหรับน้ำแข็งที่มีความเสถียร ภูมิภาคที่มีสีนั้นเย็นพอที่จะทำให้น้ำแข็งใต้ผิวดินมีความเสถียรและบริเวณสีขาวนั้นมีน้ำแข็งบนพื้นผิวที่สัมผัสเย็นพอที่จะทำให้เสถียร ผลของแบบจำลองความร้อนทำนายการปรากฏตัวของน้ำแข็งบนพื้นผิวและใต้ผิวดินในสถานที่เดียวกันกับที่พวกเขาสังเกตการณ์โดยเรดาร์บนโลกและการสังเกต MLA เครดิต: NASA / UCLA / Johns Hopkins University ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ / สถาบัน Carnegie แห่งวอชิงตัน
จากข้อมูลของ Paige วัสดุสีเข้มน่าจะเป็นการรวมกันของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนที่ส่งไปยังดาวพุธจากผลกระทบของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยที่อุดมไปด้วยสารระเหยซึ่งเป็นวัตถุชนิดเดียวกันที่ส่งน้ำไปยังดาวเคราะห์ดวงในสุด สารอินทรีย์อาจมืดลงอีกเมื่อสัมผัสกับรังสีที่รุนแรงที่ผิวของดาวพุธแม้ในพื้นที่ที่มีเงาอย่างถาวร
วัสดุฉนวนมืดนี้เป็นเรื่องราวใหม่ของเมอร์คิวรี่ที่น่าสนใจซึ่งผู้ส่งสารกำลังพยายามคลี่คลายโซโลมอนกล่าวและตั้งคำถามเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตประเภทใดที่พบได้ที่นี่ โซโลมอนเสริมว่าตอนนี้ดาวพุธอาจกลายเป็นวัตถุที่น่าสนใจสำหรับดาราศาสตร์ แต่ก็ไม่ได้พูดในแง่ที่ไม่แน่นอนว่าไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนใดคิดว่ามีชีวิตบนดาวพุธ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของสารอินทรีย์บนโลก
นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ามีโอกาสเป็นศูนย์ของน้ำของเหลวบนดาวพุธแม้ว่าอุณหภูมิในบางภูมิภาคจะเอื้อต่อน้ำของเหลว แต่ไม่มีบรรยากาศบนดาวพุธน้ำจะไม่ติดอยู่เป็นเวลานาน “ มันจะเป็นน้ำแข็งหรือไอเร็วมาก ๆ ” Paige กล่าว
แผนผังวงโคจรของ MESSENGER นี้แสดงให้เห็นถึงความท้าทายบางอย่างในการรับการสำรวจบริเวณขั้วโลกเหนือของดาวพุธ เครดิต: NASA / Johns Hopkins University ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ / สถาบัน Carnegie แห่งวอชิงตัน
โซโลมอนกล่าวว่าการได้รับการวัดเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่ายและไม่รวดเร็ว ยานอวกาศจะต้องมองที่มุมเอียงเพื่อดูบริเวณขั้วโลกเหนือ” เขากล่าว
ในระหว่างภารกิจการโคจรรอบแรก MESSENGER อยู่ในวงโคจร 12 ชั่วโมงและอยู่ที่ระดับความสูงระหว่าง 244 ถึง 640 กม. ที่จุดเหนือสุดของวิถี ตั้งแต่เดือนเมษายน 2012 MESSENGER อยู่ในวงโคจร 8 ชั่วโมงดังที่แสดงไว้ด้านบนและมีความสูงระหว่าง 311 ถึง 442 กม. ที่จุดเหนือสุดของวิถี แม้จะมีข้อได้เปรียบในละติจูดสูงเหล่านี้แล้วคราบสกปรกขั้วโลกของ Mercury ยังเติมเต็มเพียงส่วนเล็ก ๆ ของมุมมองของเครื่องมือ MESSENGER จำนวนมาก
แต่ถึงแม้จะมีการท้าทายโซโลมอนกล่าวว่าผู้ส่งสารในวงโคจรหนึ่งปีครึ่งได้รับผลลัพธ์ที่ชัดเจน
แหล่งที่มา: MESSENGER, NASA
