APĂ ÎNGHEȚATĂ ȘI MATERII ORGANICE LA POLUL NORD AL PLANETEI MERCUR – NOILE DESCOPERIRI ALE SONDEI MESSENGER


01

O imagine radar a regiunii polare mercuriene este prezentată suprapusă pe un mozaic al imaginilor colectate de Messenger din aceeași zonă. Toate depozitele polare mari sunt situate la baza pereților craterelor de impact. Depozitele îndepărtate de la pol sunt concentrate pe fețele nordice ale craterelor. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington/National Astronomy and Ionosphere Center, Arecibo Observatory

Cu 20 de ani în urmă materiale strălucitoare au fost văzute cu radarul în regiunea polară a planetei Mercur și – de atunci – cercetătorii au postulat că apa înghețată s-ar putea ascunde acolo în regiunile umbrite permanent. Cele mai recente informații primite de la sonda Messenger – care orbitează acum planeta în punctul cel mai apropiat de Soare – confirmă că într-adevăr Mercur găzduiește apă înghețată precum și materiale organice în interiorul craterelor sale umbrite permanent de la polul său nord. Cercetătorii consideră că Mercur ar putea deține între 100 de miliarde și 1 triliard de tone de apă înghețată la ambii poli și că gheața ar putea avea o grosime de 20 m în anumite locuri. În plus, materialul negru care acoperă gheața în unele locuri ar putea reține alte volatile precum materialele organice.

Echipa misiunii Messenger a publicat trei materiale în numărul din această săptămână al jurnalului Science, care prezintă trei noi linii ale evidenței gheții care domină componentele din interiorul craterelor de la polul nord al lui Mercur. ”Gheața de pe Mercur a trecut trei teste provocatoare și acum suntem siguri de componența sa măsurată cu sonda Messenger”, a precizat Sean Solomon – investigator principal al misiunii Messenger. ”Aceste descoperiri reprezintă un capitol foarte important al istoriei distribuirii gheții de apă pe planetele din sistemul solar interior de către comete și asteroizi bogați în apă.” Messenger a ajuns în apropierea lui Mercur anul trecut și informațiile de la spectrometrul neutronic și altimetrul laser al sondei au fost utilizate pentru observații asupra polului nord al planetei.

Un înveliș de gheață cu o grosime de câțiva metri este ilustrată cu alb. Atomii abundenți de hidrogen din gheață stopează evadarea neutronilor în spațiu. O semnătură a concentrațiilor de hidrogen îmbunătățit (și prin inferență apă înghețată) reprezintă scăderea ratei detecțiilor de neutroni de pe planetă a lui Messenger. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Un înveliș de gheață cu o grosime de câțiva metri este ilustrată cu alb. Atomii abundenți de hidrogen din gheață stopează evadarea neutronilor în spațiu. O semnătură a concentrațiilor de hidrogen îmbunătățit (și prin inferență apă înghețată) reprezintă scăderea ratei detecțiilor de neutroni de pe planetă a lui Messenger. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Spectroscopia neutronică a măsurat media concentrațiilor de hidrogen din cadrul regiunilor luminoase ale planetei Mercur și cercetătorii sunt capabili să derive concentrațiile de gheață din măsurătorile hidrogenului. ”Informațiile neutronice indică faptul că depozitele polare mercuriene ce apar luminoase de pe radar conțin, în medie o pătură bogată în hidrogen cu o grosime de mai multe zeci de centimetri dedesubtul unui înveliș superficial de 10-20 de centimetri grosime, care are o concentrație mai slabă de hidrogen”, a menționat David Lawrence, cercetător participant la misiunea Messenger – de la Laboratoru de Fizici Aplicate al Universității Johns Hopkins și autorul lider al materialelor publicate. ”Învelișul îngropat are un conținut consistent de hidrogen cu gheață aproape pură”.

Imaginea prezintă lumina solară care ajunge la baza și marginea exterioară a craterului Prokofiev. Porțiunile dinspre nord ale crestelor și interiorul rămân perpetuu în umbră, precum se întâmplă cu multe alte cratere. Credit: NASA Goddard Space Flight Center/Massachusetts Institute of Technology/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Imaginea prezintă lumina solară care ajunge la baza și marginea exterioară a craterului Prokofiev. Porțiunile dinspre nord ale crestelor și interiorul rămân perpetuu în umbră, precum se întâmplă cu multe alte cratere. Credit: NASA Goddard Space Flight Center/Massachusetts Institute of Technology/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Informațiile de la MLA – Altimetrul cu laser al sondei Messenger – care a trimis peste 10 milioane de pulsuri laser către Mercur pentru a realiza o hartă detaliată a topografiei planetei au fost coroborate cu rezultatele radar ale măsurătorilor spectrometrului neutronic în regiunea polară. Gregory Newmann de la Centrul Spațial Goddard al NASA, autorul lider al celui de al doilea material publicat a spus că echipa a utilziat informații topografice pentru a dezvolta modele de iluminare ale craterelor nord polare ale planetei Mercur, revelând depozitele neregulate întunecate și luminoase pe lungimi de undă aproape de infraroșu. ”Adevărata surpriză este că acolo existau regiuni întunecate ce înconjurau regiunile luminoase, care erau mult mai prezente decât regiunile luminoase radar,” a spus Newmann. ”Acestea sunt o plapumă care protejează volatilele luminoase ce rezidă dedesubt”. Newmann a precizat că impactul cometelor sau al asteroizilor bagați în substanțe volatile poate fi la baza atât a depozitelor întunecate, cât și a celor luminoase, o descoperire coroborată în al treilea material publicat, al cărui lider este David Paige de la Universitatea California, Los Angeles. Paige și colegii săi au construit primele modele detaliate ale suprafeței și temperaturilor de la suprafața regiunilor polare de nord ale planetei Mercur, care utilizează actuala topografie așa cum a fost măsurată de MLA. Măsurătorile ”arată că distribuția spațială a regiunilor de retrodifuzie înaltă radar se potrivește foarte bine cu distribuția previzionată a gheții stabilă termal”, a mai spus Paige.

O hartă a gheții veșnice pe Mercur arătând adâncimea calculată sub suprafață la care apa înghețată este presupusă stabilă termal. Zonele gri sunt regiunile care sunt prea fierbinți la toate adâncimile pentru apă înghețată stabilă. Regiunile colorate sunt suficient de reci pentru ca gheața de sub suprafață să fie stabilă, iar regiunile albe sunt suficient expuse la rece pentru ca gheața să fie stabilă. Rezultatele modelului termal prezice prezența apei înghețate la suprafață sau sub suprafață în aceleași locații unde au fost observate de către radarele de pe Terra și observațiile MLA. Credit: NASA/UCLA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

O hartă a gheții veșnice pe Mercur arătând adâncimea calculată sub suprafață la care apa înghețată este presupusă stabilă termal. Zonele gri sunt regiunile care sunt prea fierbinți la toate adâncimile pentru apă înghețată stabilă. Regiunile colorate sunt suficient de reci pentru ca gheața de sub suprafață să fie stabilă, iar regiunile albe sunt suficient expuse la rece pentru ca gheața să fie stabilă. Rezultatele modelului termal prezice prezența apei înghețate la suprafață sau sub suprafață în aceleași locații unde au fost observate de către radarele de pe Terra și observațiile MLA. Credit: NASA/UCLA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

După Paige, materialul întunecat este cel mai probabil un complex amestec de componente organice care a ajuns pe Mercur în urma impacturilor cu comete și asteroizi bogați în volatile, aceleași obiecte care se presupune că au distribuit apa pe cea mai interioară dintre planetele sistemului solar. Materialul organic s-a întunecat mai apoi prin expunerea la radiațiile extreme de pe suprafața lui Mercur, chiar și în regiunile cu umbră permanentă. Acest material insular întunecat este o nouă și foarte uluitoare piesă din istoria planetei Mercur pe care Messenger caută să o dezlege, a spus Solomon și ridică întrebări asupra tipurilor de materiale organice care ar putea fi găsite acolo. Solomon a adăugat că acum planeta Mercur devine un obiect de interes pentru astrobiologie dar nu neapărat în sensul dezvoltării vieții pe Mercur. În plus, cercetătorul a spus că șansa ca apa lichidă să existe pe Mercur este aproape de zero, chiar dacă în unele regiuni temperaturile înalte ar topi gheața. Lipsa atmosferei pe Mercur nu ar permite apei în stare lichidă o prezență prea îndelungată. ”Ar fi gheață sau vapori foarte rapid”, a spus Paige.

Această schemă a orbitei sondei Messenger ilustrează câteva din provocările pentru obținerea observațiilor asupra regiunii polare nordice a planetei Mercur. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Această schemă a orbitei sondei Messenger ilustrează câteva din provocările pentru obținerea observațiilor asupra regiunii polare nordice a planetei Mercur. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Solomon a spus că obținerea acestor măsurători nu a fost nici ușoară și nici rapidă. ”Chiar la cele mai înalte latitudini atinse de Messenger, sonda trebuie să privească dintr-un unghi oblic pentru a urmări regiunile polare nordice”, a precizat.

În timpul primei sale misiuni orbitale, Messenger s-a aflat într-o orbită de 12 ore, la o altitudine între 244 și 640 km șa cel mai nordic punct în traiectoria sa. Din aprilie 2012, Messenger s-a aflat pe o orbită de 8 ore, prezentată deasupra, și la o altitudine între 311 și 442 km la cel mai nordic punct din traiectoria sa. Chiar și de la aceste latitudini înalte avantajoase, depozitele polare ale lui mercur se încadrează numai într-o proporție foarte mică în câmpul de observație al instrumentelor lui Messenger. Dar în ciuda acestor provocări, a spus Solomon, după numai un an și jumătate de orbitare a lui Messenger – acesta a oferit rezultate clare.

Sursa inițială: MESSENGER, NASA Sursa: Universe Today. (by NANCY ATKINSON)
Traducere și adaptare C. Crișan.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s