Η προέλευση του πάγου νερού στον υδράργυρο

Ο πλησιέστερος πλανήτης στον ήλιο είναι το τελευταίο μέρος που θα περίμενε κανείς να βρει νερό - ή οτιδήποτε άλλο - παγωμένο. Το σύμπαν, όμως, είναι πάντα γεμάτο εκπλήξεις. Ο Ερμής είναι ευρέως γνωστός ως ο πιο καμένος πλανήτης στο ηλιακό μας σύστημα. Μόλις 36 εκατομμύρια μίλια από τον ήλιο και με εξαιρετικά μεγάλες μέρες, η επιφάνεια του Ερμή μπορεί να φτάσει τους εκπληκτικούς 800°F. Σχεδόν το περιβάλλον για πάγο.

Τι σοκ ήταν τότε, το 1991, όταν αστρονόμοι στο Αστεροσκοπείο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο ανακάλυψαν κυκλικά μπαλώματα «εξαιρετικά ανακλαστικού» υλικού που ακτινοβολούσαν από την επιφάνεια του Ερμή. Τα δεδομένα από την παρατήρηση υποδηλώνουν την παρουσία όχι μόνο νερού, αλλά πάγου στον Ερμή, μια ιδέα που προηγουμένως θεωρούνταν αδύνατη. Δεδομένου ότι τα δεδομένα μόνο από τις πληροφορίες ραντάρ ήταν ασαφή, το θέμα χαιρετίστηκε με κάποιο σκεπτικισμό για χρόνια.

Το πιο πρόσφατο διαστημικό σκάφος Messenger της NASA έχει συγκεντρώσει τώρα τις καλύτερες φωτογραφίες και δεδομένα από τον πιθανό πάγο του κρατήρα, φέρνοντας τους επιστήμονες πιο κοντά σε ένα συμπέρασμα. Ο υδράργυρος, παρά την καύση του, φαίνεται να φιλοξενεί θύλακες αιώνιου πάγου νερού.

Περιεχόμενα

• 1 Ιστορία του Ερμή
• 2 Πώς είναι δυνατός ο πάγος νερού σε ένα τέτοιο μέρος;
• 3 Η εξωγήινη προέλευση του υδάτινου πάγου στον Ερμή
• 4 Πώς ανακαλύφθηκε ο υδάτινος πάγος στον Ερμή;
• 5 Με την απάντηση μιας ερώτησης, εγείρονται περισσότερες

Ιστορία του Ερμή

Οι ισχυρότερες θεωρίες για τον σχηματισμό του Ερμή δηλώνουν ότι ο Ερμής σχηματίστηκε αρχικά ως πολύ μεγαλύτερος πλανήτης, αλλά έχασε περίπου το μισό της μάζας του από τις βίαιες διακυμάνσεις του πρωτόγονου ήλιου ή/και πιθανώς σε μια σύγκρουση με έναν πλανηταίο (έναν μικρό πλανήτη). Η θεωρία του ήλιου προτείνει ότι ο αρχικός φλοιός του Ερμή μπορεί να έχει εξατμιστεί κατά 8000° F συν τις επιφανειακές θερμοκρασίες που επιβάλλονται από τις καυτές και πτητικές εκπομπές του πρώιμου ήλιου. Ο υδράργυρος μπορεί να αποτελούταν αρχικά από υλικό με διαφορετική χημική σύσταση, αλλά αυτά με χαμηλότερο σημείο εξάτμισης θα είχαν εξαλειφθεί.

Αυτό θα μπορούσε εύλογα να εξηγήσει γιατί σήμερα ο Ερμής είναι ο μόνος πλανήτης στο ηλιακό μας σύστημα που περιέχει τόσο δυσανάλογη ποσότητα μετάλλου και πυριτικού άλατος και λίγα άλλα. Η σύνθεση είναι περίπου τα δύο τρίτα μέταλλο και το ένα τρίτο πυριτικό. Η πλανητική του περιστροφή είναι εξαιρετικά αργή. Απαιτούνται περίπου 60 γήινες ημέρες για να ισούται με μία ημέρα στον Ερμή. Αυτό αναγκάζει ορισμένα τμήματα του πλανήτη να υπομείνουν παρατεταμένη έκθεση στον ήλιο και υπερβολική ζέστη, ενώ άλλες περιοχές βυθίζονται σε μακρύ, παγωμένο σκοτάδι.

Ο υδράργυρος καλύπτεται από το πλήθος των κρατήρων που χαρακτηρίζουν τους βραχώδεις πλανήτες και τους δορυφόρους του ηλιακού μας συστήματος. Δεν υπάρχει γεωλογική επιφανειακή δραστηριότητα και στερείται γεωλογικά ενεργού πυρήνα, όπως αποδεικνύεται από τους κρατήρες που δεν έχουν διαταραχθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Λόγω του μικρού μεγέθους και της γεωλογικής του σύστασης, ο Ερμής στερείται επίσης αξιοσημείωτου ατμοσφαιρικού στρώματος.

Πώς είναι δυνατός ο πάγος νερού σε ένα τέτοιο μέρος;

Λόγω του στενού άξονα του Ερμή, της αργής περιστροφής και της έλλειψης ατμόσφαιρας που παγιδεύει τη θερμότητα, είναι δυνατό να στεγαστούν θύλακες παγωμένου νερού στην επιφάνεια του Ερμή. Ο υδράργυρος, στην πραγματικότητα, παρουσιάζει την ευρύτερη διακύμανση θερμοκρασίας από οποιονδήποτε από τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Οι πλανητοί πόλοι είναι μόνιμα σκιασμένοι όπως και ορισμένοι κρατήρες του. Σε αντίθεση με τον ηλιόλουστο φούρνο στην κανονική επιφάνεια, αυτές οι σκοτεινές περιοχές πέφτουν συχνά στους -290°F, περισσότερο από αρκετά κρύο ώστε να διατηρείται το νερό παγωμένο για πάντα. Οι σύγχρονες ερμηνείες των αδιατάρακτων, αρχαίων κρατήρων του Ερμή δείχνουν ότι δεν υπήρξε καμία γεωλογική ή ηφαιστειακή δραστηριότητα εδώ και πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Χωρίς ατμόσφαιρα που να παγιδεύει και να διασκορπίζει τη θερμότητα ούτε γεωθερμική θερμότητα από το κέντρο του Ερμή, οι κρατήρες βρίσκονται σε μόνιμο πάγο.

Η εξωγήινη προέλευση του υδάτινου πάγου στον Ερμή

Από πού προήλθε όλο το νερό αρχικά; Το νερό είναι στην πραγματικότητα αρκετά άφθονο στον γαλαξία. Το υδρογόνο βρίσκεται παντού ως η χημική βάση της περισσότερης ανόργανης ύλης. Το οξυγόνο παράγεται ως υποπροϊόν της δραστηριότητας των αστεριών. Όταν συναντώνται σε ψυχρότερες θερμοκρασίες, το H2O ή το νερό είναι το συνηθισμένο αποτέλεσμα. Στην πραγματικότητα, το μεγαλύτερο μέρος του οξυγόνου του σύμπαντος συνδέεται με νερό και διοξείδιο του άνθρακα, επομένως η διαθεσιμότητα εξωγήινου νερού δεν είναι μικρή.

Το ερώτημα βέβαια είναι πώς παραδόθηκε στον Ερμή. Η πιο δημοφιλής θεωρία είναι ότι κομήτες και αστεροειδείς γεμάτοι πάγο έπληξαν τον Ερμή και το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα σε μια ταραχώδη περίοδο στις αρχές της ιστορίας του ηλιακού συστήματος, απελευθερώνοντας αμέτρητους τόνους νερού σε κάθε έναν από τους πλανήτες. Μεγάλο μέρος του ενδιαφέροντος επικεντρώνεται γύρω από μια κατηγορία μετεωριτών γνωστών ως ανθρακικοί χονδρίτες, οι οποίοι είναι γνωστό ότι περιέχουν σημαντικές ποσότητες πάγου εκτός από ένα συναρπαστικό μείγμα πρεβιοτικών οργανικών συστατικών, όπως αμινοξέα, μια ανακάλυψη που σίγουρα θα οδηγήσει σε πιο εκπληκτική αποκαλύψεις καθώς μαθαίνουμε περισσότερα.

Πώς ανακαλύφθηκε ο υδάτινος πάγος στον Ερμή;

Το 1991, το ραδιοτηλεσκόπιο Arecibo του Πουέρτο Ρίκο μετέδωσε ένα κυκλικά πολωμένο, κωδικοποιημένο κύμα ραντάρ προς τον Ερμή. Το κύμα αντανακλάται από τον Ερμή και πίσω προς τη Γη, όπου το Arecibo έλαβε τις εικόνες του. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι παρόλο που το πυριτικό συστατικό του Ερμή είναι ήδη πολύ ανακλαστικό, υπήρχαν επίσης κυκλικές περιοχές με ακόμη πιο φωτεινή ανακλαστικότητα κοντά στους πόλους. Εκείνη την εποχή, υπήρχαν υποψίες ότι οι περιοχές ήταν πάγος νερού, αλλά δεν υπήρχαν άλλα δεδομένα για να διερευνηθούν.

Η αμφιβολία έχει πλέον εξαλειφθεί σχεδόν πλήρως με τα δεδομένα που ελήφθησαν από το πρόσφατα ολοκληρωμένο διαστημικό έργο MESSENGER. Ένα ακρωνύμιο για το "Mercury surface, space περιβάλλον, geochemistry, and ranging", το MESSENGER άρχισε να περιφέρεται γύρω από τον Ερμή το 2011 και συνέχισε να στέλνει τα πιο ολοκληρωμένα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί ποτέ μέχρι που τελείωσε το καύσιμο και συνετρίβη στην επιφάνεια του Ερμή το 2015. Τα νέα δεδομένα έφυγαν λίγη ερώτηση για το αν υπάρχει ή όχι πάγος νερού στον Ερμή.

Το MESSENGER χρησιμοποίησε παλμούς λέιζερ, που εκτοξεύτηκαν στην επιφάνεια του πλανήτη, για να δημιουργήσει χάρτες με μεγάλη ακρίβεια. Όπως και πριν, οι ανακλαστικές ανωμαλίες στους πόλους υποδηλώνουν την παρουσία νερού, αλλά αυτή τη φορά συσχετίστηκαν με σύγχρονα μοντέλα θερμοκρασίας που επιβεβαίωσαν τις ανακλαστικές περιοχές ως παγωμένο νερό. Ο κύριος ερευνητής του Πανεπιστημίου Κολούμπια, Σον Σόλομον, φέρεται να είπε:«Για περισσότερα από είκοσι χρόνια η κριτική επιτροπή συζητούσε αν ο πλανήτης που βρίσκεται πιο κοντά στον ήλιο φιλοξενεί άφθονο πάγο νερού στις μόνιμα σκιασμένες πολικές περιοχές του. Ο MESSENGER έχει τώρα παράσχει μια ομόφωνη καταφατική ετυμηγορία."

Με την απάντηση μιας ερώτησης, εγείρονται περισσότερες

Με την επίλυση του ζητήματος της ύπαρξης πάγου νερού στον Ερμή, οδηγεί σε περισσότερα ερωτήματα σχετικά με την προέλευσή του, αυτούς τους ανθρακούχους χονδρίτες μετεωρίτες. Μαζί με την ανακάλυψη εξωγήινου νερού όχι μόνο στον Ερμή, αλλά και στον Άρη και το φεγγάρι μας, ήρθε και η πιο εκπληκτική αποκάλυψη εξωγήινων οργανικών ενώσεων, όπως τα αμινοξέα. Αυτό έχει τη δυνατότητα να αλλάξει όλα όσα είναι γνωστά για την προέλευση της ζωής στη Γη και τη δυνατότητα παρόμοιων οργανικών εξελίξεων αλλού. Έχει εξωγήινη προέλευση η ζωή; Μήπως οι δομικοί λίθοι της νουκλεϊκής αντιγραφής ανέβηκαν σε έναν μετεωρίτη από ένα μακρινό, σκοτεινό άγνωστο; Η απάντηση σε τέτοιες ερωτήσεις μπορεί να μην βρεθεί ποτέ, αλλά σίγουρα θα αναγκάσει τη θεμελιώδη αναζήτηση της αλήθειας που είναι η κινητήρια δύναμη όλων των ανακαλύψεών μας.

Βιογραφικό συγγραφέα

Η Lauren Ray John είναι λάτρης της αστρονομίας και συγγραφέας. Από παιδί ασχολήθηκε με την παρατήρηση των αστεριών και δεν το εγκατέλειψε ποτέ. Είναι πάντα ενημερωμένη με τις πιο πρόσφατες ανακαλύψεις στην αστρονομία και τα πιο πρόσφατα gadgets τόσο για ερασιτέχνες όσο και για επαγγελματίες αστρολόγους. Έχει ένα προσωπικό έργο που ονομάζεται TelescopeReviewer.com όπου εξετάζει τα πιο πρόσφατα μοντέλα και μοιράζεται τις γνώσεις της με το κοινό της.