Três linhas independentes de evidências sustentam esta conclusão: as primeiras medidas de excesso de hidrogênio no norte de Mercúrio pólo com Espectrômetro MESSENGER Neutron, as primeiras medidas de reflectância dos depósitos polares de Mercúrio no infravermelho próximo comprimentos de onda com o Laser Mercury Altimeter (MLA), ea primeiros modelos detalhados da superfície e perto da superfície temperaturas de norte Mercury regiões polares que utilizam a topografia real da superfície de Mercúrio medida pelo MLA.
Dada a sua proximidade com o Sol, Mercúrio parece ser um lugar improvável para encontrar gelo. Mas a inclinação do eixo de rotação de Mercúrio é quase zero - menos de um grau - assim há bolsões nos pólos do planeta que nunca vêem a luz solar. Os cientistas sugeriram décadas atrás, que poderia haver gelo de água e outros compostos voláteis congelados presos nos pólos de Mercúrio.
Clique na imagem para ampliarRegião Norte de Mercúrio polar adquirida pelo Observatório de Arecibo
A imagem de radar da região norte de Mercúrio polar adquirida pelo Observatório de Arecibo. Áreas amarelas denotam regiões de alta reflectividade ao radar. Desde sua descoberta, em 1992, esses depósitos polares têm sido propostos para consistir de gelo de água aprisionada em áreas permanentemente sombreadas próximas ao norte de Mercúrio e do pólo sul, mas outras explicações para os depósitos polares também têm sido sugeridos. Projeção estereográfica polar. De JK Harmon et al., Ícaro, 211, 37-50 (2011). Crédito da imagem: Astronomia e do Centro Nacional de Ionosfera, Observatório de Arecibo
A idéia recebeu um impulso em 1991, quando o telescópio de Arecibo, em Porto Rico detectado invulgarmente radar brilhantes manchas nos pólos de Mercúrio, pontos que refletem as ondas de rádio na forma como seria de se esperar se houvesse gelo de água. Muitas dessas manchas correspondia à localização de crateras de impacto grandes mapeadas pela sonda Mariner 10 em 1970. Mas porque Mariner vi menos de 50 por cento do planeta, os cientistas planetários faltava um diagrama completo dos pólos para comparar com as imagens.
Chegada da MESSENGER em Mercúrio no ano passado mudou isso. Imagens do Sistema da nave Mercury imagem dupla tomadas em 2011 e no início deste ano confirmou que o radar-brilhantes recursos ao norte de Mercúrio e pólos sul estão dentro das regiões sombreadas da superfície de Mercúrio, os resultados que são consistentes com a hipótese de água gelada.
| Agora, os novos dados de MENSAGEIRO indicam fortemente que a água congelada é o constituinte principal dos depósitos do polo norte de Mercúrio, que o gelo é exposta na superfície no mais frio dos referidos depósitos, mas que o gelo é enterrado sob um material excepcionalmente escuro na maior parte do depósitos, áreas onde as temperaturas são um pouco quente demais para que o gelo seja estável na superfície em si. Messenger utiliza a espectroscopia de nêutrons para medir as concentrações de hidrogênio média dentro de radar brilhantes Mercury regiões. Água-gelo concentrações são obtidas a partir das medições de hidrogénio. "Os dados de nêutrons indicam que o radar-brilhantes Mercury depósitos polares contêm, em média, uma camada de hidrogênio-rico mais do que dezenas de centímetros de espessura abaixo de uma camada superficial 10 a 20 centímetros de espessura, que é menos rica em hidrogênio", escreve David Lawrence, um MESSENGER Participar Cientista com base na Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory e principal autor de um dos artigos. |
"A camada enterrada tem um teor de hidrogénio de acordo com gelo água quase pura".
Dados de Mercúrio MESSENGER Laser Altimeter (MLA) - que já disparou mais de 10 milhões de pulsos de laser da Mercury para fazer mapas detalhados de topografia do planeta - corroboram os resultados de radar e medições espectrômetro de nêutrons da região polar de Mercúrio, escreve Gregory Neumann do Goddard da NASA Space Flight Center. Em um segundo estudo, Neumann e seus colegas relatam que as primeiras medidas de auxílio mútuo das regiões sombreadas norte polar revelam depósitos irregulares escuras e claras no comprimento de onda do infravermelho próximo perto do pólo norte de Mercúrio.
"Estas anomalias de reflectância são concentrados em direcção aos pólos voltados encostas e estão espacialmente colocado com áreas de retroespalhamento de radar de alta postulada como sendo o resultado de perto da superfície da água de gelo", escreve Neumann.
Clique na imagem para ampliarUm mosaico de imagens MESSENGER da Região Norte de Mercúrio Polar
Tradar imagem da região norte de Mercúrio polar da Imagem 2.1 é mostrado sobreposto a um mosaico de imagens mensageiro da mesma área. Todos os depósitos maiores polares estão localizados nos pisos ou paredes de crateras de impacto. Depósitos mais longe do pólo são vistos a se concentrar nas laterais voltados a norte de crateras. Atualizado de NL Chabot et al, Journal of Geophysical Research, 117, doi:. 10.1029/2012JE004172 (2012). Crédito da imagem: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington / Nacional de Astronomia e Ionosfera Centro, Observatório de Arecibo
"Correlação de reflectância observada com temperaturas modelados indica que as regiões opticamente brilhantes são consistentes com gelo água de superfície."
O MLA também gravado manchas escuras com reflectância diminuída, de acordo com a teoria de que o gelo nas áreas é coberto por uma camada de isolamento térmico. Neumann sugere que os impactos de cometas ou asteróides ricos volátil poderia ter fornecido tanto os depósitos escuros e brilhantes, uma descoberta confirmada em um papel terceiro liderado por David Paige, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles.
Paige e seus colegas desde os primeiros modelos detalhados da superfície e próximo temperaturas da superfície do norte de Mercúrio regiões polares que utilizam a topografia real da superfície de Mercúrio medida pelo MLA. As medidas de "mostrar que a distribuição espacial das regiões de retroespalhamento de radar de alta está bem adaptado pela distribuição prevista de gelo de água termicamente estável", escreve ele.
Clique na imagem para ampliarPermanentemente sombreadas crateras polares
Mostrado em vermelho são áreas da região norte de Mercúrio polar que estão na sombra em todas as imagens adquiridas pelo MESSENGER até à data. Cobertura de imagem e mapeamento de sombras, é incompleta perto do pólo. Os depósitos polares fotografada pela Terra com base em radar estão em amarelo (de Imagem 2,1), ea imagem de fundo é o mosaico de imagens mensageiro de Imagem 2.2. Essa comparação indica que todos os depósitos polares fotografada pela Terra com base em radar estão localizados em áreas de sombra persistente como documentado por imagens Messenger. Atualizado de NL Chabot et al, Journal of Geophysical Research, 117, doi:. 10.1029/2012JE004172 (2012). Crédito da imagem: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington / Nacional de Astronomia e Ionosfera Centro, Observatório de Arecibo
De acordo com Paige, o material escuro é provavelmente uma mistura de compostos orgânicos complexos entregues a Mercúrio pelos impactos de cometas e asteróides ricos volátil, os mesmos objetos que a água distribuída provável que o material orgânico planet.The mais interna pode ter sido obscurecida por mais exposição à radiação dura na superfície de Mercúrio, mesmo em áreas permanentemente sombreadas.
Este material isolante escuro é um novo problema para a história, disse Sean Solomon de Lamont-Doherty da Universidade de Columbia Earth Observatory, investigador principal da missão MESSENGER.
"Por mais de 20 anos, o júri foi deliberar sobre se o planeta mais próximo do Sol acolhe gelo de água abundante em suas permanentemente sombreadas regiões polares. MESSENGER já forneceu um veredicto unânime afirmativa."
"Mas as novas observações também levantaram novas questões", acrescenta Salomão. "Os materiais escuras nos depósitos polares consistem principalmente de compostos orgânicos? Que tipo de reações químicas que o material tem experimentado? Há algum regiões sobre ou dentro de Mercúrio que podem ter tanto de água líquida e compostos orgânicos? Só com a exploração contínua de Mercúrio podemos esperar fazer progressos sobre estas questões novas. "
Estes resultados são apresentados em três artigos publicados online na Science Express .
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