A Naphoz legközelebbi és legperzselőbb bolygó, a Merkúr sarki jégkészletének rejtélye régóta foglalkoztatja a csillagászokat. Egy vadonatúj, a Journal of Geophysical Research: Planets című szakfolyóiratban publikált tanulmány szerint a bolygó északi és déli sarkvidékén található vízjég jelentős része egyetlen gigantikus, lassú aszteroida becsapódásából származhat. A szimulációk alapján a teljes folyamat elképesztően rövid idő alatt, mindössze egyetlen merkúri nap leforgása alatt zajlott le.
A Hokusai-kráter mint történelmi lenyomat
A kutatók a Merkúr északi féltekéjén található, mintegy 97 kilométer széles Hokusai-krátert vették alapul a modellezéshez. A hipotézis szerint egy körülbelül 17 kilométer átmérőjű, vízben gazdag égitest ütközött a bolygónak legfeljebb 30 kilométer per másodperces sebességgel. Ez a kozmikus léptékkel mérve lassúnak számító, de hatalmas méretű becsapódás képes volt arra, hogy radikálisan átformálja a bolygó felszíni illóanyag-készletét.
Az ideiglenes atmoszféra mint védőpajzs
A Merkúr nem rendelkezik valódi légkörrel, csupán egy rendkívül ritka exoszférával, ami normál esetben azonnal kitenné a jéggé fagyó vizet a napsugárzás romboló fotolízis hatásának. A szimuláció szerint azonban a hatalmas becsapódás után alig egy órával a felszabaduló vízgőz teljesen körbeölelte a bolygót, létrehozva egy átmeneti, sűrű atmoszférát. Ez a felhőréteg védőpajzsként működött, lelassította a vízmolekulák lebomlását, és lehetővé tette, hogy a vízpára jelentős része a sarkvidékek állandóan árnyékos krátereibe (úgynevezett hidegcsapdákba) vándoroljon.
A szimuláció eredményei és a modellezési hiányosságok
A korábbi elméletekkel szemben, amelyek szerint a jég mikrometeoritok folyamatos, évmilliókon át tartó becsapódásaiból gyűlt össze, az új modell szerint a vízmolekulák 22,4%-a sikeresen csapdába esett a pólusokon. Ez a hirtelen jött jégtakaró mintegy 2,3×10 a tizennegyedikiken kilogrammnyi víztömeget jelent, ami megegyezik a Merkúron megfigyelt jégmennyiség alsó határával. Ugyanakkor a szimulált lerakódás vastagsága mindössze 37 centiméter lett, míg a radarmérések több méter vastag jégréteget mutatnak. A szakértők szerint ez arra utal, hogy a valóságos becsapódó égitest még a modellben szereplőnél is nagyobb és lassabb lehetett.
A merkúri vízjég legfontosabb paraméterei
| Paraméter megnevezése | Szimulált / Megfigyelt érték |
|---|---|
| Feltételezett forráskráter | Hokusai-kráter (97 km átmérő) |
| Becsapódó égitest becsült mérete | ~17 kilométer széles |
| Lerakódási időtartam | 1 merkúri nap (176 földi nap) |
| Szállított jégtömeg a pólusokra | 2,3×10^14 kilogramm |
| Szimulált jégréteg-vastagság | 37 centiméter |
| Megfigyelt tényleges vastagság | Több méter |
Magyar vonatkozások a Merkúr-kutatásban
A Merkúr extrém környezetének vizsgálata a hazai planetáris tudományok és az űrfizikai kutatócsoportok számára is kiemelt jelentőséggel bír. A magyar kutatóintézetek hagyományosan aktív szerepet vállalnak a Naprendszer belső égitestjeinek és azok plazmakörnyezetének modellezésében, különös tekintettel a napszél és a vékony exoszférák kölcsönhatásaira, amelyek alapvetően befolyásolják az illóanyagok megtartását.
Kilátások és a BepiColombo misszió szerepe
A tanulmányban feltárt vastagságbeli eltérések végleges tisztázása a jövőbeli űrmissziók feladata lesz. A jelenleg is a Merkúr felé tartó európai-japán BepiColombo űrszonda mérései kulcsfontosságúak lesznek. A szonda fejlett műszerei képesek lesznek pontosan feltérképezni a sarki kráterek mélyén rejtőző jég valódi kiterjedését, rétegzettségét és pontos vastagságát, amivel megerősíthetik vagy finomíthatják az egyetlen óriási becsapódásra épülő kataklizmikus modellt.
