Астрономы предложили сценарий образования воды на Меркурии под действием солнечного ветра на местные минералы. Получающиеся молекулы будут частично оседать в находящихся в постоянной тени кратерах в полярных областях, создавая там запасы льда. Таким образом, за формирование таких залежей, существование которых следует из данных аппарата MESSENGER, могут отвечать и местные процессы, а не только падение комет, пишут авторы в The Astrophysical Journal Letters.
Меркурий — это ближайшая к Солнцу планета, из-за чего на его поверхности в дневное время температура превышает 400 градусов Цельсия. Также из-за такого положения планета испытывает сильное влияние потока частиц от светила — солнечного ветра. Это приводит к экстремально низкой плотности атмосферы, потому что газы покидают ее под давлением солнечной плазмы.
Наземные радарные сканирования Меркурия, а также данные нейтронного спектрометра и лазерного альтиметра на борту аппарата MESSENGER, выходившего на орбиту планеты, указывают на наличие залежей водяного льда в приполярных кратерах, постоянно находящихся в тени. Считается, что она попала вместе с астероидами и кометами, однако не исключено, что существуют местные механизмы синтеза воды под действием солнечного ветра — подобные варианты рассматривались уже для Луны и астероидов.
Американские ученые под руководством Томаса Орландо (Thomas Orlando) из Технологического института Джорджии предложили схему образования воды для Меркурия. Согласно данной схеме, на дневной стороне планеты под действием протонов солнечного ветра содержащиеся в реголите гидроксильные группы (OH-) могут отделяться и превращаться в воду. Эти молекулы может ждать разная судьба: фотодиссоциация под ярким излучением Солнца, улетучивание в космос или осаждение в приполярных регионах. Результаты проведенного в исследовании моделирования показывают, что до десяти процентов накопленного льда может быть связано с данных механизмом.
Ученым давно известно образование гидроксила при взаимодействии протонов с оксидами металлов. Считается, что именно этот процесс ответственен за появление линии поглощения на длине волны 2,8 микрон, наблюдаемой на поверхности Луны и некоторых астероидов, которые в значительной мере состоят из оксидов алюминия, кальция, железа и магния. С течением времени присоединенных гидроксильных групп будет становиться все больше, а появление новых замедлится, зато увеличится образование молекулярного водорода и воды. Баланс выхода этих веществ управляет температурой поверхности, концентрациями и связанными с соответствующими химическими реакциями энергиями активации.
Ключевыми условиями для эффективного образования воды, согласно новой работе, являются высокий поток протонов и высокие температуры. Так как магнитное поле Меркурия примерно в сто раз слабее земного, то его способность отклонять заряженные частицы намного ниже. В результате у планеты формируются интенсивные потоки заряженных частиц, проникающие в толщу грунта примерно на десять нанометров. Расчеты авторов показывают, что это приводит к формированию примерно 3 × 1030 молекул воды в день на всей дневной поверхности планеты.
Моделирование с учетом возможных путей миграции предсказывает накопление порядка 1013 килограмм воды в приполярных кратерах на протяжении трех миллионов лет. Это может составлять порядка десятой доли всей находящейся там воды. Таким образом, несмотря на главенствующую роль комет и астероидов в появлении воды на Меркурии, местный механизм синтеза также может оказаться существенным.
Ранее ученые увеличили в 100 раз оценку запасов воды в лунных кратерах, нашли на Юпитере водяное облако и впервые обнаружили у экзопланеты в обитаемой зоне водяной пар в атмосфере.
По информации https://nplus1.ru/news/2020/03/17/mercury-ice
Обозрение "Terra & Comp".
