Рассмотрен процесс формирования и накопления водяного льда на планете, расположенной ближе всего к Солнцу и характеризующейся высокой температурой.
Несмотря на кажущуюся нелогичность, ближайшая к Солнцу планета содержит значительное количество водяного льда. Предполагается, что астероиды, подобно тому, как они доставили воду на Землю, принесли ее и на Меркурий. Часть этого льда оказалась сохранена в областях, постоянно находящихся в тени кратеров, расположенных вблизи полюсов. Здесь температура постоянно держится значительно ниже нуля, в то время как освещенная Солнцем поверхность может нагреваться свыше 400 °С.
Благодаря этому различию Меркурий функционирует как независимый «химический реактор», формирующий собственную воду, которая отчасти сохраняется и в приполярных зонах планеты. Данное сообщение содержится в статье, предназначенной для публикации в Astrophysical Journal Letters. В ней также упоминается работа команды, возглавляемой профессором Томасом Орландо пресс-релизе, распространенном Технологическим институтом Джорджии.
Образование льда – процесс довольно простой, и его общие принципы были описаны еще в 1960-х годах. Однако теперь удалось адаптировать этот механизм к реальным условиям, характерным для настоящей планеты, с ее сложной поверхностью, химическим составом и энергетическим балансом. В соответствии с этой схемой, отправной точкой является солнечный ветер – поток частиц, который активно воздействует на поверхность планеты. В основном он состоит из протонов.
Протоны, взаимодействуя с минералами на поверхности Меркурия, могут образовывать гидроксильные группы (ОН), связываясь с ними. Затем, благодаря высоким температурам, наблюдаемым на освещенной стороне планеты, эти гидроксилы могут высвобождаться из молекул. Образующиеся свободные ОН-группы вступают во взаимодействие, приводящее к образованию молекул водорода и воды. Значительная часть этих молекул улетучивается в космическое пространство или вновь распадается под воздействием солнечного ветра.
Некоторая часть вещества всё же достигает приполярных кратеров, где прячется в их холодной тени, недоступной для солнечного света. Отсутствие атмосферы затрудняет перенос тепла по поверхности, поэтому на полюсах Меркурия ледники могут сохраняться на протяжении длительных периодов времени. По мнению исследователей, за три миллиона лет такой способ накопления способен образовать около 11 миллиардов тонн водяного льда, что составляет приблизительно 10 процентов от общего количества на планете.