Một hình ảnh radar của vùng cực bắc Mercury Viking được hiển thị chồng lên nhau trên một bức ảnh khảm MESSENGER của cùng khu vực. Tín dụng: NASA / Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins / Viện Carnegie của Washington / Trung tâm Thiên văn học và Tầng điện ly Quốc gia, Đài thiên văn Arecibo
Hơn 20 năm trước, các vật liệu sáng radar đã được nhìn thấy ở vùng cực bắc trên Sao Thủy, và kể từ đó, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng băng nước có thể ẩn náu ở đó trong các vùng bị che khuất vĩnh viễn. Dữ liệu mới nhất từ tàu vũ trụ MESSENGER - hiện đang quay quanh hành tinh gần Mặt trời nhất - xác nhận rằng Sao Thủy thực sự giữ nước đá cũng như vật chất hữu cơ trong các miệng hố bị che khuất vĩnh viễn ở cực bắc của nó. Các nhà khoa học ngày nay cho biết, sao Thủy có thể chứa từ 100 tỷ đến 1 nghìn tỷ tấn nước đá ở cả hai cực và băng có thể sâu tới 20 mét ở những nơi. Ngoài ra, vật liệu tối hấp dẫn bao phủ băng có thể chứa các chất bay hơi khác như chất hữu cơ.
Nhóm MESSENGER đã công bố ba bài báo trong tuần này trên tạp chí Science, trong đó trình bày ba dòng bằng chứng mới cho thấy băng nước thống trị các thành phần bên trong các miệng hố trên cực bắc Mercury.
Ice Nước đã vượt qua ba bài kiểm tra đầy thách thức và chúng tôi biết không có hợp chất nào phù hợp với đặc điểm mà chúng tôi đã đo được với tàu vũ trụ MESSENGER, ông Sean cho biết, điều tra viên chính của MESSENGER Sean Solomon trong một cuộc họp ngắn ngày hôm nay. Những phát hiện này tiết lộ một chương rất quan trọng về câu chuyện làm thế nào băng nước được đưa đến các hành tinh bên trong bởi các sao chổi và các tiểu hành tinh giàu nước theo thời gian.
MESSENGER đã đến Sao Thủy năm ngoái và dữ liệu từ máy quang phổ neutron ở tàu vũ trụ và máy đo độ cao laser được sử dụng để thực hiện các quan sát tại hành tinh cực bắc hành tinh.
Một lớp băng nước dày vài mét được minh họa bằng màu trắng. Các nguyên tử hydro dồi dào trong băng ngăn chặn neutron thoát ra ngoài không gian. Một dấu hiệu của nồng độ hydro tăng cường (và, theo suy luận, nước đá) là sự giảm tốc độ phát hiện MESSENGER của các neutron từ hành tinh. Ảnh: NASA / Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins / Viện Carnegie của Washington
Quang phổ neutron đo nồng độ hydro trung bình trong vùng sáng của radar Mercury, và các nhà khoa học có thể lấy được nồng độ nước đá từ các phép đo hydro.
Trung bình, dữ liệu neutron chỉ ra rằng các lớp trầm tích cực sáng của Mercury chứa trung bình một lớp giàu hydro dày hơn hàng chục cm bên dưới lớp bề mặt dày 10 đến 20 cm, ít giàu hydro hơn, David Lawrence, nói. MESSENGER Nhà khoa học tham gia có trụ sở tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins và là tác giả chính của một trong những bài báo. Lớp chôn vùi có hàm lượng hydro phù hợp với nước đá gần như tinh khiết.
Hình ảnh này cho thấy ánh sáng mặt trời chiếu tới sàn và vành miệng núi lửa Prokofiev. Các phần phía bắc của vành và nội thất vẫn còn trong bóng tối vĩnh cửu, cũng như các phần của nhiều miệng hố khác. Nhấp vào hình ảnh xem một bộ phim mô phỏng khoảng một nửa ngày mặt trời của Sao Thủy (176 ngày Trái đất) và sử dụng mô hình địa hình kỹ thuật số có được từ các phép đo MLA. Tín dụng: Trung tâm bay không gian Goddard của NASA / Viện Công nghệ Massachusetts / Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins / Viện Carnegie của Washington.
Dữ liệu từ Máy đo độ cao bằng tia laser Mercy (MLA) của MESSENGER - đã bắn hơn 10 triệu xung laser vào Sao Thủy để tạo ra các bản đồ chi tiết về địa hình hành tinh - chứng thực các kết quả radar và phép đo phổ neutron của vùng cực của Mercury. Gregory Neumann thuộc Trung tâm bay Goddard của NASA, tác giả chính của bài báo thứ hai cho biết nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu địa hình để phát triển các mô hình chiếu sáng cho các miệng hố cực bắc Mercury, cho thấy các mảng sáng và tối bất thường ở bước sóng gần hồng ngoại gần cực bắc Mercury.
Một điều ngạc nhiên thực sự là có những vùng tối bao quanh những vùng sáng có sức lan tỏa mạnh hơn những vùng sáng của radar, Neumann nói trong cuộc họp báo vào Thứ Năm. Họ là một tấm chăn bảo vệ các chất bay hơi sáng nằm bên dưới.
Neumann nói rằng tác động của sao chổi hoặc tiểu hành tinh giàu chất dễ bay hơi có thể đã cung cấp cả tiền gửi tối và sáng, một phát hiện được chứng thực trong bài báo thứ ba do David Paige thuộc Đại học California, Los Angeles dẫn đầu.
Paige và các đồng nghiệp của ông đã cung cấp các mô hình chi tiết đầu tiên về nhiệt độ bề mặt và gần bề mặt của các vùng cực bắc của Sao Thủy, sử dụng địa hình thực tế của bề mặt Sao Thủy Merc được đo bằng MLA. Các phép đo, cho thấy sự phân bố không gian của các vùng tán xạ radar cao rất phù hợp với sự phân bố dự đoán của băng nước ổn định nhiệt, ông nói.
Một bản đồ của Perm permrostrost trên Sao Thủy cho thấy độ sâu tính toán bên dưới bề mặt mà tại đó băng nước được dự đoán là ổn định nhiệt. Các khu vực màu xám là khu vực quá ấm ở tất cả các độ sâu cho băng nước ổn định. Các vùng màu đủ lạnh để băng dưới bề mặt ổn định, và các vùng trắng là băng bề mặt tiếp xúc đủ lạnh để ổn định. Các kết quả mô hình nhiệt dự đoán sự hiện diện của băng nước bề mặt và dưới bề mặt tại cùng các vị trí mà chúng được quan sát bằng các quan sát radar và MLA trên Trái đất. Tín dụng: NASA / UCLA / Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins / Viện Carnegie của Washington
Theo Paige, vật chất tối có khả năng là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp được gửi tới Sao Thủy do tác động của sao chổi và các tiểu hành tinh giàu chất dễ bay hơi, cùng các vật thể có khả năng đưa nước đến hành tinh trong cùng. Vật liệu hữu cơ có thể đã bị làm tối hơn nữa do tiếp xúc với bức xạ khắc nghiệt ở bề mặt Sao Thủy, ngay cả trong các khu vực bị che khuất vĩnh viễn.
Vật liệu cách điện tối này là một phần mới và hấp dẫn của câu chuyện về Sao Thủy mà MESSENGER đang tìm cách làm sáng tỏ, Solomon nói, và đặt ra câu hỏi về loại chất hữu cơ nào có thể được tìm thấy ở đó. Solomon nói thêm rằng Sao Thủy bây giờ có thể trở thành một đối tượng quan tâm cho ngành sinh vật học, nhưng nói không chắc chắn rằng không có nhà khoa học nào nghĩ rằng có sự sống trên Sao Thủy. Tuy nhiên, điều này có thể cung cấp thông tin về sự gia tăng của chất hữu cơ trên Trái đất.
Ngoài ra, nhà khoa học cho biết không có cơ hội nước lỏng trên sao Thủy, mặc dù nhiệt độ ở một số vùng sẽ có lợi cho nước lỏng. Nhưng không có bầu khí quyển trên sao Thủy, nước sẽ không tồn tại lâu. Pa Nó sẽ là băng hoặc hơi rất nhanh, Paige nói.
Sơ đồ quỹ đạo MESSENGER này minh họa một số thách thức trong việc thu nhận các quan sát của vùng cực bắc Mercury. Ảnh: NASA / Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins / Viện Carnegie của Washington
Solomon nói rằng có được các phép đo này không dễ dàng và không nhanh chóng. Ngay cả ở vĩ độ cao nhất đạt được bởi MESSENGER, tàu vũ trụ phải nhìn vào một góc xiên để nhìn vào các vùng cực bắc, ông nói.
Trong nhiệm vụ quỹ đạo chính của mình, MESSENGER đã ở trong quỹ đạo 12 giờ và ở độ cao từ 244 đến 640 km tại điểm cực bắc trong quỹ đạo của nó. Kể từ tháng 4 năm 2012, MESSENGER đã ở trong quỹ đạo 8 giờ, được hiển thị ở trên, và nó đã ở độ cao từ 311 đến 442 km tại điểm cực bắc trong quỹ đạo của nó. Ngay cả từ những vị trí thuận lợi ở vĩ độ cao này, tiền gửi cực của Sao Thủy chỉ chiếm một phần nhỏ trong tầm nhìn của nhiều thiết bị MESSENGER.
Nhưng bất chấp những thách thức, Solomon nói, một năm rưỡi MESSENGER trên quỹ đạo giờ đã mang lại kết quả rõ ràng.
Nguồn: MESSENGER, NASA
