Меркурий мог получить всю свою неожиданную воду всего за один день

Фото из открытых источников

Около 100 миллионов лет назад поверхность Меркурия внезапно претерпела драматические изменения. До этого её поверхность была относительно сухой и свободной от льда — что неудивительно, поскольку дневная температура там может достигать 430°C, — но за один меркурианский день всё изменилось. Результаты нового исследования были опубликованы в Journal of Geophysical Research: Planets.

На полюсах Меркурия находятся кратеры, дно которых никогда не освещается солнечным светом, известные как постоянно затенённые области. Благодаря космическому аппарату NASA Messenger, который вращался вокруг Меркурия с 2011 по 2015 год, мы знаем, что эти кратеры содержат залежи льда толщиной в несколько метров. Но как этот лёд туда попал, остаётся загадкой.

Предыдущие исследования предполагали, что он мог быть доставлен туда кометоподобным телом диаметром около 17 километров, которое столкнулось с Меркурием со скоростью около 30 километров в секунду. Новые модели, созданные Парвати Прем из Лаборатории прикладной физики им. Джона Хопкинса в Мэриленде с коллегами, предполагают, что это могло быть более крупное и медленное столкновение.

«Мы уже давно знаем, что на полюсах Меркурия есть лед. Идея о том, что эти ледяные отложения могли быть образованы ударным объектом, тоже не нова, но это первый раз, когда мы действительно смоделировали этот процесс и визуализировали то, что могло происходить от начала до конца», — говорит Прем. «Это первый раз, когда мы подробно изучили, как именно разворачивается этот фильм».

Этот фильм начинается с того, что огромный кусок льда и камня врезается в Меркурий, создавая огромный кратер Хокусая, который мы видим на поверхности планеты сегодня. При ударе об землю ударный объект почти полностью испаряется, оставляя Меркурий с чрезвычайно разреженной, но богатой водой атмосферой.

«Если бы мы просто посмотрели на Меркурий своими глазами, он, вероятно, был бы слишком разреженным, чтобы его увидеть. Но если бы мы посмотрели на него в нужном диапазоне длин волн, планета, возможно, на мгновение засветилась бы», — говорит Прем.

Хотя большая часть атмосферы была бы быстро разрушена мощным излучением Солнца, исследователи обнаружили, что чуть более одной пятой водяного пара от ударного объекта могло мигрировать к полюсам и найти убежище в постоянно затененных областях. Это больше, чем показали многие более ранние расчеты, что лучше соответствует измерениям «Мессенджера», говорит Прем. Более крупный ударный объект, приближающийся с меньшей скоростью, чем предполагалось ранее, был бы еще более подходящим вариантом, удерживая больше воды на поверхности.

Если исследователи правы, все это произошло бы в течение одного меркурианского дня, который составляет 176 земных дней. «Это, безусловно, был бы самый насыщенный событиями день за последний миллиард лет истории Меркурия», — говорит Эмили Костелло из Гавайского университета.

Это может ответить на давний вопрос о том, почему в полярных кратерах Меркурия так много льда, а на спутнике Земли его нет, несмотря на то, что они во многом поразительно похожи. Короче говоря: «Меркурий недавно пережил крупномасштабную доставку воды. На спутнике этого не произошло», — говорит Костелло.

Это также может помочь нам понять, как и когда остальная часть внутренней Солнечной системы, включая Землю, получила воду. «Полярные ледяные отложения Меркурия — это интересная геологическая летопись того, как и когда вода появилась во внутренней Солнечной системе, и теперь мы изучаем эту летопись и пытаемся понять, что она нам говорит», — говорит Прем. Этой миссии будет способствовать космический аппарат BepiColombo, запущенный в 2018 году и который выйдет на орбиту вокруг Меркурия позже в этом году.