Još 2012. godine, znanstvenici su s oduševljenjem otkrili da su u polarnim regijama Merkura otkrivene ogromne količine vodenog leda. Iako je postojanje vodenog leda u ovoj trajno zasjenjenoj regiji bilo predmet nagađanja već oko 20 godina, tek nakon što je svemirska letjelica Merkur, svemirski okoliš, geokemija i domet (MESSENGER) proučavala polarnu regiju, to je potvrđeno ,
Na temelju podataka MESSENGER-a, procijenjeno je da bi Merkur mogao imati između 100 milijardi do 1 trilijuna tona vodenog leda na oba pola, a da bi led mogao mjestima biti dubok i do 20 metara. No, nova studija tima istraživača sa Sveučilišta Brown pokazuje da bi u sjevernom polarnom području mogla postojati još tri velika kratera i mnogo više manjih koji također sadrže led.
Studija pod nazivom "Novi dokazi o ledu površinske vode u malim skalama hladnih zamki i u tri velika kratera u sjevernom polarnom području Merkura s Laser visinomjera" nedavno je objavljena u Pisma o geofizičkim istraživanjima, Na čelu s Ariel Deutsch, suradnikom iz NASA-inog ASTAR-a i doktoratom na Sveučilištu Brown, tim je razmotrio kako maleni nalazi mogu dramatično povećati ukupnu količinu leda na Merkuru.
Iako je Suncu najbliža planeta i ima goruću površinsku temperaturu sa svoje strane okrenutoj Suncu, Merkurov niski aksijalni nagib znači da su njegove polarne regije trajno zasjenjene i imaju prosječne temperature od oko 200 K (-73 ° C; -100 ° F). Ideja da bi led mogao postojati u ovim regijama datira još iz 1990-ih, kada su radarski teleskopi sa zemljom otkrili visoko reflektirajuće mrlje unutar polarnih kratera.
To je potvrđeno kada je svemirska letjelica MESSENGER otkrila neutronske signale sa sjevernog pola planeta, koji su bili u skladu s vodenim ledom. Otada je opći konsenzus da je Merkur površinski led bio ograničen na sedam velikih kratera. Ali kako je Ariel Deutsch objasnila u izjavi za sveučilište Brown, ona i njezin tim nastojali su pogledati dalje od njih:
"Pretpostavka je da površinski led na Merkuru postoji pretežno u velikim kraterima, ali mi pokazujemo dokaze i za ta manja nalazišta. Dodavanje tih sitnih naslaga velikim ležištima unutar kratera značajno dodaje inventaru površinskog leda na Merkuru. "
Za potrebe ove nove studije, Deutschu su se pridružili Gregory A. Neumann, znanstvenik iz NASA-inog centra za svemirske letove Goddard, i James W. Head. Osim što je bio profesor na Odjelu za zemaljske, okolišne i planetarne znanosti u Brownu, Head je bio i ko-istraživač misija MESSENGER i Lunar Reconnaissance Orbiter.
Zajedno su pregledali podatke MESSENGER-ovog instrumenta Mercury Laser Altimeter (MLA). MESSENGER je ovaj instrument upotrijebio za mjerenje udaljenosti između svemirske letjelice i Merkura, a dobiveni se podaci tada koriste za izradu detaljnih topografskih karata planete. Ali u ovom se slučaju MLA koristio za mjerenje površinske refleksije, što je ukazivalo na prisutnost leda.
Kao stručnjak za instrumente s misijom MESSENGER, Neumann je bio odgovoran za kalibriranje signala refleksije visinomjera. Ti se signali mogu razlikovati ovisno o tome jesu li mjerenja izvedena odozgo ili pod kutom (čiji se posljednji rezultat smatra "izvan nadirućim" očitanjima). Zahvaljujući Neumannovim prilagodbama, istraživači su uspjeli otkriti naslage visoke refleksije u još tri velika kratera koji su bili u skladu s vodenim ledom.
Prema njihovim procjenama, ova bi tri kratera mogla sadržavati ledene ploče koje imaju oko 3.400 četvornih kilometara (1313 milja²). Pored toga, tim je također pregledao teren koji okružuje ova tri velika kratera. Iako ta područja nisu tako reflektivna kao ledene plohe unutar kratera, bila su sjajnija od prosječne refleksije površine Merkura.
Povrh toga, pregledali su i visinske podatke kako bi pronašli dokaze o manjim nalazištima. Pronašli su četiri manja kratera, svaki s promjerom manjim od 5 km (3 milje), koji su također bili više reflektirani od površine. Iz toga su zaključili da nisu postojala samo veća ležišta leda koja su prethodno neotkrivena, već vjerovatno i mnogo manjih "hladnih zamki", gdje bi mogao postojati i led.
Između ta tri novootkrivena velika ležišta i što mogu biti stotine manjih ležišta, ukupna količina leda na Merkuru mogla bi biti znatno veća nego što smo prije mislili. Kako je Deutsch rekao:
„Predlažemo da ovaj pojačani refleksni potpis potpišu sitne mrlje od leda koje se šire ovim terenom. Većina ovih zakrpa premala je za pojedinačno rješavanje visinomjera, ali zajedno doprinose općem poboljšanju refleksije ... Ova su četiri upravo ona koja smo mogli riješiti pomoću MESSENGER instrumenata. Mislimo da ih ima mnogo, mnogo više, u veličinama od kilometra do nekoliko centimetara. "
U prošlosti, istraživanja mjesečeve površine također su potvrdila prisutnost vodenog leda u njegovim kreiranim polarnim regijama. Daljnja su istraživanja pokazala da izvan većih kratera, male "hladne zamke" mogu sadržavati i led. Prema nekim modelima, obračun ovih manjih ležišta mogao bi učinkovito udvostručiti procjene ukupnih količina leda na Mjesecu. Otprilike isto bi moglo biti i za Merkur.
Ali kako je Jim Head (koji je ujedno bio i Deutsch doktorski savjetnik za ovu studiju) pokazao, ovaj rad također dodaje novo shvaćanje kritičnom pitanju odakle dolazi voda u Sunčevom sustavu. "Jedna od glavnih stvari koju želimo razumjeti je kako se voda i drugi hlapljivi sastojci distribuiraju unutarnjim Sunčevim sustavom - uključujući Zemlju, Mjesec i naše planetarne susjede", rekao je. „Ova studija otvara nam oči na nova mjesta u kojima tražimo dokaze o vodi i sugerira da na Merkuru ima puno više toga nego što smo mislili.“
Uz naznaku da Sunčev sustav može biti i vodenastiji nego što se ranije sumnjalo, prisutnost obilnog leda na Merkuru i Mjesecu pojačala je prijedloge za izgradnju pretpostavaka na tim tijelima. Ove stanice mogle bi biti u stanju pretvoriti lokalni ledeni vodeni led u hidrazinsko gorivo, što bi drastično smanjilo troškove postavljanja misija dugog dosega u Sunčevom sustavu.
S manje spekulativne strane, ova studija nudi i nove uvide u to kako se Sunčev sustav formirao i razvijao. Ako je danas voda obilnija nego što smo znali, to bi značilo da je bilo prisutno više u ranim epohama planetarnih formacija, vjerojatno kada su je asteroidi i kometi distribuirali u Sunčevom sustavu.
