Honnan került a víz a Merkúrra?

6992

A Naphoz legközelebbi kőzetbolygó felszínén vízjég van, de hogyan lehetséges ez, hogyan és honnan kerül a víz a Merkúr felszínére és miként maradhat meg ott?

Még az 1990-es évek elején történt, hogy a NASA goldstone-i radarállomása (Kalifornia), valamint a VLA (Very Long Array) rádiócsillagászati antennarendszer (Socorro, Új Mexikó) a Merkúr bolygó mindkét pólusa közelében vízjégre utaló radarvisszhangokat mutatott ki. 2007-ben az Arecibo Obszervatórium óriás rádióteleszkópjával megerősítették a vízjég létezését. 2012-ben az űrből, a NASA MESSENGER űrszondája a Merkúr közelében elrepülve szintén kimutatta a vízjeget a bolygó sarkvidékein – megerősítve a földi radarmegfigyelések eredményeit.

A kép a Merkúr északi pólusvidékén, a kráterek belsejében, állandóan árnyékos helyeken a jég felhalmozódásait mutatja (sárga színű foltok) a NASA MESSENGER űrszondája 2011 és 2015 között készített megfigyelések alapján (ESA Multimedia, 2020.04.09.).

Adódik a kérdés: a Naphoz közeli keringés miatt magas felszíni hőmérséklet ellenére miért és hol maradhat meg a vízjég a Merkúr felszínén és egyáltalán – hogyan kerül víz a Naphoz legközelebbi bolygóra?

A Nap és a Merkúr közeli kapcsolata – a karikaturista szemével (kép: Anastasiia Kriuchevska, SmartWaterMagazine, 2022.04.22.).

A megfigyelések szerint nem csak szabadon van vízjég a felszínen, hanem a vízjeget a pólusok vidékén regolit takaró is borítja, ami megakadályozza a jég kigázosodását, a szublimációját.

A Merkúr felszínébe becsapódó kis égitest jégtartalmának egy része az állandóan árnyékban levő kráterek belsejében felhalmozódhat, míg a napsütötte részen kigázosodik (szublimál). A számok a kráter belsejének hőmérsékleteit mutatják: az állandóan árnyékos rész (80 K), a kráter napsütötte aljzata 350 K, a kráter napsütötte oldala 540 K (Sky and Telescope online, 2012.11.29.).

A Merkúr pólusainál felhalmozódott vízjég eredetére már a radarmegfigyelések után felmerült, hogy üstökösmagok, illetve víztartalmú kisbolygók becsapódásai halmozták fel a jeget hosszú idő alatt. Egy friss tanulmányban Kateryna Frantseva (Groningeni Egyetem Kapteyn Csillagászati Intézete, Hollandia) és munkatársai érdekes modellszámítási eredményt tettek közzé. Szimulációkat végeztek az üstökösök, kisbolygók és víz vagy vízjég tartalmú bolygóközi porszemcsék hosszú idő – több millió év – alatti mozgására a Naprendszer belső terében és azt vizsgálták, hogy a Merkúr bolygóba milyen sebességgel és mennyi jeges anyag ütközik.

A Merkúrba becsapódó kisbolygók ütközési sebesség szerinti eloszlása. A 60 km/s becsapódási sebességnél kisebb testek vízjég anyaga szétterül a bolygó felszínén, míg a 60 km/s-nál nagyobb becsapódási sebességűek jeges anyaga elszökik a bolygóról (Frantseva és munkatársa, 2022).

A modellben a kis égitestek és a bolygóközi porszemcsék a Merkúr teljes
felületébe ütközhetnek, de az ütközés után kidobódott anyag szétterül a bolygón. Ami a víztartalmú anyagból megmaradhat, az a pólusvidékek állandóan napfénymentes sötét zugaiban, krátereiben halmozódik fel, vagyis az egyébként hihetetlenül forró bolygó “hideg csapdáiban”.

A modellszámítások eredménye szerint az üstökösök és víztartalmú kisbolygók közel azonos mennyiségű vizet szállítanak a Merkúrra: évenként kb. 1 tonnát. Ezzel szemben a bolygóközi por egy nagyságrenddel nagyobb, mintegy 16 tonna víz külső forrása minden évben a Merkúron. Ilyen becsapódási gyakorisággal 1 milliárd év alatt összegyűlhetett annyi víz kifagyva a felszínen, mint ami a földfelszíni radarmérésekkel és a MESSENGER űrszonda megfigyeléseivel kimutatható volt. Frantseva és kutatótársai nem zárják ki, hogy a Merkúron levő víz más forrásokból is származhat, de a számítások eredményei jól egyeznek a megfigyelésekkel.

Egyébként az Európai Űrügynökség (ESA) és a Japán Űrügynökség (JAXA)
BepiColombo közös projektjének űrszondája a tervek szerint a Merkúr körül poláris pályáról a keringései során rendszeres méréseket fog végezni a bolygó sarkvidékein található vízjég felszíni eloszlásáról, tulajdonságairól. A BepiColombo-szonda 2018. október 20-án indult el a mintegy tíz évre tervezett küldetésére. A bolygó körüli pályára állásához több hintamanőverre is szükség van, ugyanis a Merkúr napkörüli keringési sebessége a Földénél jóval nagyobb. Összesen kilenc hintamanőverre kerül sor: egy a Föld, kettő a Vénusz, hat pedig a Merkúr mellett lesz, majd ezek után 2025 decemberében áll végső pályára az ambiciózus bolygószonda.

A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.

Források:

Hozzászólás

hozzászólás