Наличие льда на самой близкой к Солнцу планете, поверхность которой в знойные времена нагревается до 400 градусов Цельсия, выглядит парадоксом. С другой стороны, этот лед можно было бы сделать символом Меркурия - планеты, у которой все не так. Он давно бы должен синхронизировать свое вращение с движением вокруг Солнца и, подобно Луне, глядящей на Землю, навсегда повернуться к нему одной стороной – он этого не делает. Ось его вращения тоже не так направлена – она почти перпендикулярна к орбите и светилу. У него большое и почему-то до сих пор расплавленное ядро. И на этом список «неправильностей» Меркурия отнюдь не заканчивается.
Существование льда на Северном полюсе Меркурия было заподозрено в 1991 году после того, как его радарное обследование с помощью наземных радиотелескопов Very Large Array и Goldstone обнаружило там светлые пятна. Эти пятна, светлые для радаров, находились внутри кратеров, там, куда никогда не добирается Солнце. Однако до сих пор ученым не удавалось получить убедительных доказательств о том, что это именно лёд.
Среди семи исследовательских инструментов, которыми оснащен «Мессенджер», есть нейтронный спектрометр, который изучает поверхность Меркурия по высокоэнергичным нейтронам, отразившимся от нее. Вода в этом нейтронном спектре дает свою специфическую подпись, и эта подпись на Северном полюсе планеты была, наконец, обнаружена. По данным, полученным от спектрометра, ученые приблизительно оценили количество меркурианского водяного льда – от ста миллиардов до триллиона тонн.
Однако разрешающая способность нейтронного детектора очень низка, и ошибка измерения составляет сотни километров, поэтому понять, что это за вода, и находится ли она в кратерах, было невозможно. Обычные камеры тоже ничего не могли сказать – поскольку солнце туда не добирается, то там ничего и не видно. На помощь пришел альтиметр. Он измеряет высоту, направляя вниз лазерные импульсы длительностью в 10 наносекунд. По словам планетолога Грегори Ноймана, главного автора одной из статей в Science, воду с помощью альтиметра ученые решили искать, измеряя энергию вернувшихся назад фотонов. «Хотя их количество невелико, - говорит Нойман, - мы могли ожидать, что мы сможем с их помощью уловить намек на присутствие воды».
Сначала результаты были загадочными – донья кратеров, заподозренных в наличии там льда, оказались темными, они были даже темнее своего окружения. Наконец, после долгих поисков, были найдены два кратера, у которых дно было в 2-4 раза ярче окружения, – и это значило, что вода, наконец, найдена.
Но как же с темными кратерами? Радары видели там воду, «Мессенджера» – нет. Тайну немного прояснили результаты температурного моделирования. Оказалось, что там не царит вечная темнота, и что рассеянный солнечный свет иногда туда все-таки попадает, моментально испаряя всю попавшую под него воду. От нее остается только осадок в виде тонкого черного органического налета. За миллиарды лет этот осадок превратился в черную пленку толщиной в 20-30 см, невидимую для радара, и та вода, которая оказалась под ней, надежно защищена от солнечного влияния.
По словам Шона Соломона, планетолога из Колумбийского университета, возглавляющего команду «Мессенджера», органика, из которой составлена эта пленка, состоит из гидрокарбонатов наподобие метана и этана, встречающихся в кометах и астероидах. Это дало ученым возможность придумать хорошее объяснение тому, как работают полярные ледовые ловушки Меркурия.
Каждый раз, когда комета или астероид падает на Меркурий, они испаряются. Испаренное вещество частично улетает в пространство, частично падает на поверхность, откуда снова выбрасывается Солнцем в космос, однако небольшая часть вещества успевает забраться в тень кратера. И там миллиардами лет, молекула за молекулой, вода и органика постепенно накапливаются.
У Меркурия нет круговорота воды, как на Земле - там есть процесс ее медленного и вечного накопления, процесс удивительный и нигде в Солнечной системе не обнаруженный.
Даже воду Меркурий собирает не так, как все.
