Анализ информации, полученной с магнитометра, установленного на межпланетной станции NASA «Мессенджер», выявил наличие лития в экзосфере Меркурия. Этот элемент долгое время не поддавался обнаружению. По мнению исследователей, его появление связано с падением метеоритов на поверхность планеты.
Меркурий остается одним из наименее понятных объектов в Солнечной системе. Изучение этой планеты осуществлялось лишь двумя космическими аппаратами: первым был «Маринер-10», который в период с 1974 по 1975 год трижды пролетел мимо Меркурия и зафиксировал менее половины его поверхности. Второй миссией был «Мессенджер», запущенный на орбиту в марте 2011 года и проработавший там до апреля 2015 года. Завершила свою работу станция, столкнувшись с поверхностью планеты и предоставив информацию о химическом составе, структуре и эволюции Меркурия.
Внешняя часть верхней атмосферы планеты, так называемая экзосфера, содержала следы водорода, натрия, калия, магния и железа. Предполагалось наличие лития, однако его не удалось зафиксировать с помощью оптических данных и спектрометрического анализа.
После анализа данных, полученных с магнитометра MAG, который используется для изучения магнитных аномалий на поверхности Меркурия и исследования динамики и структуры его магнитного поля, международная группа ученых во главе с Даниэлем Шмидом (Daniel Schmid) из Австрийской академии наук, зарегистрировала в экзосфере планеты признаки содержания лития. По результатам исследований установлено, что он возникает периодически и в незначительных концентрациях.
Магнитный датчик зарегистрировал в общей сложности 12 отдельных явлений, соответствующих циклотронным волнам ( ion cyclotron waves, Наличие ICWs является надёжным индикатором присутствия в околопланетном пространстве свежих ионов лития, которые сформировались из нейтральных атомов. Эти атомы испарились с поверхности Меркурия вследствие метеоритных столкновений.
Согласно проведенным расчетам, каждый зафиксированный выброс был вызван столкновением с объектом диаметром от 13 до 21 сантиметр. В экзосферу в результате этих столкновений попадало от 25 до 77 граммов лития, что оказалось достаточным для возникновения магнитометром зарегистрированных циклотронных волн.
Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Nature Communications, пришли к выводу, что литий мог поступать в экзосферу как из самого метеоритного вещества, так и из верхнего слоя реголита Меркурия, где он мог накопиться за миллиарды лет подобных ударов. Поскольку литий, в отличие от натрия или калия, присутствует в экзосфере эпизодически, вероятность его происхождения от ударных событий выше, чем от теплового или фотонного воздействия.
В результате проведенных исследований было установлено, что метеоритные удары способны оказывать значительное влияние на состав летучих веществ, присутствующих на небесных телах, подобных Меркурию. Ученые выражают надежду на то, что предстоящая миссия BepiColombo , оснащенная более чувствительными инструментами, подтвердит их выводы, а также поможет выявить больше «скрытых» элементов в экзосфере первой планеты от Солнца.