Merkür’ün kuzey kutup bölgesinin radar görüntüsü, aynı alanın MESSENGER görüntülerinin bir mozaiğinin üzerine yerleştirilmiştir. Kredi: NASA / Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı / Washington Carnegie Enstitüsü / Ulusal Astronomi ve İyonosfer Merkezi, Arecibo Gözlemevi
20 yıl önce, Merkür'deki kuzey kutup bölgesinde radar parlak malzemeler görüldü ve o zamandan beri bilim adamları su buzunun orada kalıcı gölgeli bölgelerde saklanabileceğini öne sürdüler. MESSENGER uzay aracından (şu anda Güneş'e en yakın gezegenin etrafında dönen) en son veriler, Merkür'ün aslında kuzey kutbunda kalıcı gölgeli kraterler içinde su buzu ve organik malzeme tuttuğunu doğrulamaktadır. Bilim adamları bugün, Merkür'ün her iki kutupta 100 milyar ila 1 trilyon ton arasında su buzu tutabileceğini ve buzun yerlerde 20 metreye kadar derin olabileceğini söyledi. Ek olarak, buzu kaplayan ilgi çekici karanlık malzeme organikler gibi diğer uçucu maddeleri tutabilir.
MESSENGER ekibi bu hafta Science dergisinde üç makale yayınladı ve bu makale su buzunun Merkür'ün kuzey kutbundaki kraterlerin içindeki bileşenlere hakim olduğuna dair üç yeni kanıt sunuyor.
“Su buzu üç zorlu testten geçti ve MESSENGER uzay aracıyla ölçtüğümüz özelliklere uyan başka bir bileşik bilmiyoruz,” dedi MESSENGER Baş Araştırmacı Sean Solomon bugünkü brifingde. “Bu bulgular, su buzunun iç gezegenlere kuyruklu yıldızlar ve su açısından zengin asteroitler tarafından nasıl teslim edildiğinin hikayesinin çok önemli bir bölümünü ortaya koyuyor.”
MESSENGER geçen yıl Merkür'e ulaştı ve gezegenin kuzey kutbunda gözlem yapmak için uzay aracının nötron spektrometresinden ve lazer altimetresinden veriler kullanıldı.
Birkaç metre kalınlığında bir su buzu tabakası beyaz olarak gösterilmiştir. Buz içindeki bol hidrojen atomu nötronların uzaya kaçmasını engeller. Artan hidrojen konsantrasyonlarının (ve sonuç olarak su buzu) imzası, MESSENGER'in nötronları gezegenden algılama oranında bir azalmadır. Kredi: NASA / Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı / Washington Carnegie Enstitüsü
Nötron spektroskopisi, Merkür'ün radar parlak bölgelerindeki ortalama hidrojen konsantrasyonlarını ölçer ve bilim adamları su buz konsantrasyonlarını hidrojen ölçümlerinden türetebildiler.
“Nötron verileri, Merkür'ün radar parlak polar yataklarının ortalama olarak, hidrojen açısından daha az zengin olan 10 ila 20 santimetre kalınlığındaki bir yüzey tabakasının altında onca santimetreden daha fazla hidrojen bakımından zengin bir tabaka içerdiğini gösteriyor.” MESSENGER Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'nda yer alan ve katılımcılardan birinin baş yazarı olan Bilim İnsanı. “Gömülü tabaka neredeyse saf su buzu ile tutarlı bir hidrojen içeriğine sahiptir.”
Bu görüntü Prokofiev krater tabanına ve jantına ulaşan güneş ışığını gösterir. Jant ve iç kısmın kuzeye bakan kısımları ve diğer birçok kraterde olduğu gibi sürekli gölgede kalır. Görüntüye tıklayın, Merkür güneşinin yaklaşık yarısını (176 Dünya günü) taklit eden ve MLA ölçümlerinden türetilen dijital arazi modelini kullanan bir film izleyin. Kredi: NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi / Massachusetts Teknoloji Enstitüsü / Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı / Washington Carnegie Enstitüsü.
Gezegenin topografyasının ayrıntılı haritalarını yapmak için Merkür'de 10 milyondan fazla lazer atımı ateşleyen MESSENGER’in Mercury Laser Altimeter (MLA) verileri, radar sonuçlarını ve Merkür kutup bölgesinin Nötron Spektrometresi ölçümlerini destekliyor. NASA Goddard Uçuş Merkezi'nden Gregory Neumann, ikinci makalenin baş yazarı, ekibin Merkür kuzey kutup kraterleri için aydınlatma modelleri geliştirmek için topografik veriler kullandığını ve Merkür'ün kuzey kutbuna yakın kızılötesi dalga boyunda düzensiz karanlık ve parlak tortuları ortaya çıkardığını söyledi.
Perşembe günkü brifingde Neumann, “Gerçek sürpriz, parlak alanları çevreleyen, radar parlak alanlarından daha yaygın olan karanlık alanların olması. “Altlarındaki parlak uçucuları koruyan bir battaniyedir.”
Neumann, kuyrukluyıldızların veya uçucu zengini asteroitlerin etkilerinin, hem Los Angeles'taki California Üniversitesi'nden David Paige tarafından yönetilen üçüncü bir makalede doğrulanmış bir bulgu olarak hem karanlık hem de parlak tortuları sağlayabileceğini söyledi.
Paige ve meslektaşları, MLA tarafından ölçülen Merkür yüzeyinin gerçek topografyasını kullanan Merkür’ün kuzey kutup bölgelerinin yüzey ve yüzeye yakın sıcaklıklarının ilk ayrıntılı modellerini sağladı. Ölçümler, “yüksek radarlı geri saçılım bölgelerinin uzamsal dağılımının, termal olarak kararlı su buzunun öngörülen dağılımıyla iyi eşleştiğini gösteriyor” dedi.
Merkür üzerindeki su buzunun termal olarak kararlı olduğu tahmin edilen yüzeyin altında hesaplanan derinlikleri gösteren bir “permafrost” haritası. Gri alanlar, kararlı su buzu için tüm derinliklerde çok sıcak bölgelerdir. Renkli bölgeler, yüzey altı buzunun stabil olması için yeterince soğuktur ve beyaz bölgeler, soğuğa maruz kalan yüzey buzunun stabil olması için yeterince soğuktur. Termal model sonuçları, yer tabanlı radar ve MLA gözlemleriyle gözlemlendikleri yerlerde yüzey ve yer altı su buzunun varlığını tahmin eder. Kredi: NASA / UCLA / Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı / Washington Carnegie Enstitüsü
Paige'ye göre, karanlık malzeme muhtemelen en büyük gezegene su gönderen aynı nesneler olan kuyruklu yıldızların ve uçucu zengin asteroitlerin etkisiyle Merkür'e teslim edilen karmaşık organik bileşiklerin bir karışımıdır. Organik materyal, sürekli gölgeli alanlarda bile Merkür'ün yüzeyindeki sert radyasyona maruz kalınarak daha da koyulaştırılmış olabilir.
Bu karanlık yalıtım malzemesi, MESSENGER'in çözmeye çalıştığı Merkür hikayesinin yeni ve ilgi çekici bir parçası, Solomon dedi ve orada ne tür organiklerin bulunabileceği hakkında sorular soruyor. Solomon, Merkür'ün artık astrobiyoloji için bir ilgi alanı haline gelebileceğini ekledi, ancak belirsiz bir şekilde, hiçbir bilim insanının Merkür'de yaşam olduğunu düşünmediğini söyledi. Ancak bu, organiklerin Dünya üzerindeki yükselişi hakkında bilgi sağlayabilir.
Buna ek olarak, bilim adamı, bazı bölgelerdeki sıcaklıklar sıvı suya elverişli olsa da, Merkür üzerinde sıfır sıvı su şansı olduğunu söyledi. Ancak Merkür üzerinde atmosfer olmazsa, su uzun süre yapışmazdı. “Buz veya buhar çok hızlı olurdu,” dedi Paige.
MESSENGER’in yörüngesinin bu şeması, Merkür’ün kuzey kutup bölgesi gözlemlerini elde etmenin zorluklarını göstermektedir. Kredi: NASA / Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı / Washington Carnegie Enstitüsü
Solomon, bu ölçümleri elde etmenin kolay olmadığını ve hızlı olmadığını söyledi. “MESSENGER'ın ulaştığı en yüksek enlemlerde bile, uzay aracı kuzey kutup bölgelerine bakmak için eğik bir açıya bakmalıdır” dedi.
Birincil yörünge görevi sırasında MESSENGER 12 saatlik bir yörüngede bulunuyordu ve yörüngesinin en kuzey noktasında 244 ila 640 km arasında bir yükseklikte idi. Nisan 2012'den bu yana, MESSENGER yukarıda gösterilen 8 saatlik bir yörüngede ve yörüngesinin en kuzey noktasında 311 ve 442 km arasında bir yükseklikte. Bu yüksek enlemli vantajlardan bile, Merkür’ün kutup yatakları MESSENGER’in enstrümanlarının çoğunun görüş alanının sadece küçük bir bölümünü dolduruyor.
Ancak zorluklara rağmen Solomon, yörüngedeki bir buçuk yıllık MESSENGER'ın şimdi net sonuçlar verdiğini söyledi.
Kaynaklar: MESSENGER, NASA
