Космическая пыль, астероиды и кометы могут объяснить наличие воды на Меркурии

На Меркурии в тени самых крутых кратеров вокруг его полюсов находится водяной лед. Но неясно, как эти молекулы воды оказались на Меркурии. Новое моделирование показывает, что входящие мелкие тела, такие как астероиды, кометы и частицы пыли, несут достаточно воды, чтобы объяснить все имеющиеся ледяные покровы. Это исследование может стать основой для новых исследований воды в экзопланетных системах. Работа была опубликована в журнале Icarus 19 апреля.

Мы уже несколько десятилетий знаем, что на Меркурии есть вода. Можно ожидать, что она может быть только в виде водяного пара. В конце концов, у планеты нет атмосферы, поэтому мы можем исключить наличие жидкости из-за отсутствия давления. Кроме того, Меркурий находится почти в три раза ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому водяной лед также не кажется вероятным вариантом. Но есть еще и кратеры. Крутые кратеры в высоких широтах содержат впадины, которые навсегда погружены во тьму, освещаемые лишь тускло светящейся полосой Млечного Пути на фоне вечно черного неба. В этих жутких местах на самой близкой к Солнцу планете находятся ледяные щиты толщиной в много метров. Теперь остается открытым вопрос: как эти молекулы воды оказались на Меркурии?

Первый автор Катерина Францева (Нидерландский институт космических исследований SRON / Университет Гронингена) разработала алгоритм, который моделирует столкновения в виде астероидов, комет и частиц межпланетной пыли (IDP). Оказалось, что в течение миллиарда лет эти тела приносят на поверхность Меркурия достаточно воды, чтобы объяснить то количество, которое мы видим сейчас.

Францева говорит: "Мы не можем исключить эндогенные источники воды, такие как вулканическая активность и газовыделение из коры и мантии, но этого не достаточно, чтобы объяснить количество воды, которое мы видим на Меркурии". Моделирование показывает, что IDP несут самую тяжелую нагрузку - более десяти тысяч килограммов в год. Для сравнения, астероиды и кометы ежегодно доставляют около тысячи килограммов каждый.

Моделирование создает основу для новых теоретических моделей доставки воды на экзопланеты - планеты за пределами нашей Солнечной системы. Их можно будет сравнить с будущими наблюдениями, например, с недавно запущенным телескопом Джеймса Уэбба, с помощью которого астрономы смогут обнаружить сигнатуры воды в спектре света, излучаемого поясами астероидов в экзопланетных системах при переизлучении света от звезды-хозяина.