תמונת רדאר של אזור הקוטב הצפוני של מרקורי מוצגת על גבי פסיפס של תמונות MESSENGER מאותו אזור. קרדיט: נאס"א / מעבדת פיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס / מכון קרנגי בוושינגטון / מרכז האסטרונומיה הלאומית ויונוספרה, מצפה הכוכבים Arecibo
לפני למעלה מ 20 שנה נצפו חומרים בהירים מכ"ם באזור הקוטב הצפוני בכספית. מאז מדענים הניחו כי קרח מים עלול להסתתר שם באזורים מוצלים לצמיתות. הנתונים האחרונים מחללית MESSENGER - המסתובבים כעת בכוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש - מאשרים כי מרקורי אכן מחזיק קרח מים כמו גם חומר אורגני בתוך מכתשים קבועים ומוצלים בקוטב הצפוני שלו. מדענים אמרו היום כי מרקורי יכול להחזיק בין 100 מיליארד עד טריליון טונות קרח מים בשני הקטבים, והקרח יכול להיות בעומק של 20 מטר במקומות. בנוסף, חומר כהה מסקרן המכסה את הקרח יכול להכיל נדיפים אחרים כמו אורגני.
צוות MESSENGER פרסם השבוע שלושה מאמרים בכתב העת Science המציג שלוש שורות ראיות חדשות לכך שקרח המים שולט ברכיבים בתוך המכתשים בקוטב הצפוני של מרקורי.
"קרח מים עבר שלוש מבחנים מאתגרים ואנחנו לא יודעים שום תרכובת אחרת שתואמת את המאפיינים שמדדנו עם החללית MESSENGER", אמר החוקר הראשי של שינגר שון סולומון בתדריך היום. "ממצאים אלה חושפים פרק חשוב מאוד בסיפור כיצד קרח המים הועבר לכוכבי הלכת הפנימיים על ידי שביטים ואסטרואידים עשירים במים לאורך זמן."
MESSENGER הגיע למרקורי בשנה שעברה, ונתונים מספקטרומטר הנויטרונים של החללית והחלל נעזרו בכדי לבצע את התצפיות בקוטב הצפוני של כדור הארץ.
בשכבה של קרח מים בעובי של מטרים ספורים מצויר בלבן. אטומי מימן בשפע בקרח מונעים את הנויטרונים לברוח לחלל. חתימה על ריכוזי המימן המשופרים (ועל פי ההשלכה, קרח המים) היא ירידה בשיעור הגילוי של MESSENGER של נויטרונים מכוכב הלכת. קרדיט: נאס"א / מעבדת פיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס / מכון קרנגי בוושינגטון
ספקטרוסקופיה של נויטרון מודדת את ריכוזי המימן הממוצעים באזורים המוארים ברדאר של מרקורי, ומדענים הצליחו להפיק את ריכוזי קרח המים ממדידות המימן.
"מנתוני הנויטרונים עולה כי מרבצי הקוטב הבהירים של מכסורי מכילים בממוצע שכבה עשירה במימן בעובי של עשרות סנטימטרים מתחת לשכבה שטחית בעובי 20 עד 20 סנטימטרים העשירה פחות במימן," אמר דייוויד לורנס, MESSENGER מדען שהשתתף במעבדה לפיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס והסופר הראשי של אחד העיתונים. "לשכבה הקבורה יש תכולת מימן התואמת קרח מים טהור כמעט."
תמונה זו מציגה אור שמש המגיע לרצפת ושפת המכתש פרוקופייב. החלקים הפונים צפונה לשפה ולפנים נותרו בצל תמידי, כמו גם אלה של מכתשים רבים אחרים. לחץ על התמונה צפה בסרט המדמה כמחצית מיום השמש של מרקורי (176 ימי כדור הארץ) ומשתמש במודל השטח הדיגיטלי שמקורו במדידות MLA. קרדיט: מרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א / מכון הטכנולוגיה של מסצ'וסטס / אוניברסיטת ג'ונס הופקינס למעבדה לפיזיקה יישומית / מכון קרנגי בוושינגטון.
נתונים מה- Mercury Laser Meterimeter של MESSENGER (MLA) - שירה יותר מעשרה מיליון פולסי לייזר לעבר מרקורי בכדי ליצור מפות מפורטות של הטופוגרפיה של כדור הארץ - מאששים את תוצאות הרדאר ומדידות הספקטרומטר של הנויטרון של אזור הקוטב של מרקורי. גרגורי נוימן ממרכז הטיסה גודארד של נאס"א, מחבר הראשי של העיתון השני, אמר כי הצוות השתמש בנתונים טופוגרפיים כדי לפתח מודלים של תאורה עבור מכתשים קוטביים בצפון מרקורי, וחשף מרבצים כהים וסדירים לא סדירים באורך גל כמעט אינפרא אדום ליד הקוטב הצפוני של מרקורי.
"ההפתעה האמיתית היא שהיו אזורים אפלים סביב אזורים מוארים שהיו חודרים יותר מאשר אזורים מוארים ברדאר," אמר נוימן בתדריך של יום חמישי. "זו שמיכה המגנה על הנדיפים הבהירים שנמצאים מתחת."
נוימן אמר כי השפעות של שביטים או אסטרואידים עשירים בהפכחות יכולות לספק הן את המשקעים החשוכים והן הבהירים, ממצא שאושר בעיתון שלישי שהוביל דייוויד פייג 'מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס.
פייג 'ועמיתיו סיפקו את הדגמים המפורטים הראשונים של טמפרטורות פני השטח והקרוב לפני השטח של אזורי הקוטב הצפוניים של מרקורי המשתמשים בטופוגרפיה של פני השטח של מרקורי שנמדדה על ידי MLA. המדידות "מראות כי ההתפלגות המרחבית של אזורים עם פיזור גבוה לרדאר מתאימה היטב להתפלגות החזויה של קרח מים יציב תרמית", אמר.
מפת "פרפרפרוסט" על מרקורי המציגה את העומקים המחושבים מתחת לפני השטח שבהם צפוי קרח מים להיות יציב תרמית. האזורים האפורים הם אזורים חמים מדי בכל העומקים לקרח מים יציב. האזורים הצבעוניים קרים מספיק כדי שקרח התת קרקעי יהיה יציב, והאזורים הלבנים קרח קרקעי שטח מספיק חשופים בכדי להיות יציבים. תוצאות המודל התרמי מנבאות נוכחות של קרח מים לפני השטח וקרקעית המים באותם מיקומים בהם הם נצפים על ידי תצפיות מכ"ם על בסיס כדור הארץ ו MLA. קרדיט: נאס"א / UCLA / מעבדת פיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס / מכון קרנגי בוושינגטון
לדברי פייג ', החומר הכהה הוא ככל הנראה תערובת של תרכובות אורגניות מורכבות המועברות למרקורי כתוצאה מהשפעות של שביטים ואסטרואידים עשירים-נדיפים, אותם עצמים אשר ככל הנראה העבירו מים לכוכב הלכת הפנימי ביותר. ייתכן שהחומר האורגני הוחשך עוד יותר בגלל חשיפה לקרינה קשה על פני השטח של מרקורי, אפילו באזורים מוצלים לצמיתות.
חומר בידוד אפל זה הוא קטע חדש ומסקרן של סיפור מרקורי שמסנג'ר מבקש לפרום, אמר סולומון, ומעלה שאלות לגבי אילו סוגים של אורגנים ניתן למצוא שם. סולומון הוסיף כי כיום מרקורי עשוי להיות מושא עניין לאסטרוביולוגיה, אך אמר במונחים לא מדויקים כי אף אחד מהמדענים לא חושב שיש חיים בכספית. עם זאת זה יכול לספק מידע על עלייתם של אורגנים על פני כדור הארץ.
בנוסף, המדען אמר כי יש סיכוי אפס למים נוזליים בכספית, למרות שהטמפרטורות באזורים מסוימים יועילו למים נוזליים. אבל בלי אוירה בכספית, מים לא היו מסתובבים זמן רב. "זה יהיה קרח או אדי ממש מהר," אמר פייג '.
סכמה זו של מסלולו של MESSENGER מדגימה כמה מהאתגרים לרכישת תצפיות על אזור הקוטב הצפוני של מרקורי. קרדיט: נאס"א / מעבדת פיזיקה יישומית באוניברסיטת ג'ונס הופקינס / מכון קרנגי בוושינגטון
שלמה אמר שהשגת המדידות הללו לא הייתה קלה ולא הייתה מהירה. "אפילו בקווי הרוחב הגבוהים ביותר אליהם הגיע MESSENGER, החללית חייבת להביט בזווית אלכסונית כדי להביט על אזורי הקוטב הצפוניים," אמר.
במהלך משימתו הראשית למסלול, MESSENGER היה במסלול של 12 שעות והיה בגובה בין 244 ל 640 ק"מ בנקודה הצפונית ביותר במסלולו. מאז אפריל 2012 MESSENGER נמצא במסלול של 8 שעות, המוצג לעיל, והוא נמצא בגובה שבין 311 ל- 442 ק"מ בנקודה הצפונית ביותר במסלולו. אפילו מהתצפיות בקווי הרוחב הגבוהים האלה, המרבצים הקוטביים של מרקורי ממלאים רק חלק קטן משדה הראיה של מכשירים רבים של MESSENGER.
אך למרות האתגרים, אמר סולומון, השנה וחצי של MESSENGER במסלול הולידו כעת תוצאות ברורות.
מקורות: MESSENGER, NASA
