Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nghiên cứu mới xác định ba mỏ băng bề mặt lớn gần cực bắc của Sao Thủy và cho thấy có thể có nhiều mỏ đá quy mô nhỏ bổ sung sẽ làm tăng đáng kể lượng tồn kho băng bề mặt của hành tinh.
Bề mặt nóng bỏng của sao Thủy dường như là một nơi không thể tìm thấy băng, nhưng nghiên cứu trong ba thập kỷ qua đã cho thấy nước bị đóng băng trên tảng đá đầu tiên từ mặt trời, ẩn trên sàn miệng núi lửa bị che khuất vĩnh viễn khỏi những tia nắng mặt trời . Giờ đây, một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu của Đại học Brown dẫn đầu cho thấy rằng có thể có nhiều băng trên bề mặt Sao Thủy hơn so với suy nghĩ trước đây.
Nghiên cứu, được công bố trên Thư nghiên cứu địa vật lý , bổ sung thêm ba thành viên mới vào danh sách các miệng hố gần cực bắc của sao Thủy xuất hiện để chứa các lớp băng bề mặt lớn. Nhưng ngoài những khoản tiền gửi lớn đó, nghiên cứu cũng cho thấy bằng chứng cho thấy các khoản tiền gửi quy mô nhỏ hơn nằm rải rác xung quanh cực bắc của Sao Thủy, cả bên trong các miệng hố và trong địa hình bị che khuất giữa các miệng hố. Những khoản tiền gửi đó có thể nhỏ, nhưng chúng có thể tăng thêm rất nhiều băng trước đây chưa được tính.
“Giả định là băng bề mặt trên Sao Thủy tồn tại chủ yếu ở các miệng hố lớn, nhưng chúng tôi cũng cho thấy bằng chứng cho các khoản tiền gửi quy mô nhỏ hơn này”, Ariel Deutsch, tác giả chính của nghiên cứu và tiến sĩ cho biết. ứng cử viên tại Brown. “Thêm các khoản tiền gửi quy mô nhỏ này vào các khoản tiền gửi lớn trong các miệng hố sẽ tăng đáng kể vào kho băng bề mặt trên Sao Thủy.”
Ý tưởng rằng Sao Thủy có thể có nước đóng băng xuất hiện vào những năm 1990, khi các kính viễn vọng radar trên Trái đất phát hiện các vùng phản xạ cao bên trong một số miệng hố gần các cực của Sao Thủy. Trục của hành tinh không có nhiều độ nghiêng, do đó các cực của nó nhận được ít ánh sáng mặt trời trực tiếp và sàn nhà của một số miệng hố không có ánh sáng mặt trời trực tiếp. Không có bầu khí quyển để giữ nhiệt từ các bề mặt xung quanh, nhiệt độ trong các bóng vĩnh cửu đó đã được tính toán là đủ thấp để nước đá ổn định. Điều đó làm tăng khả năng những vùng “sáng như radar” này có thể là băng.
Ý tưởng đó đã tăng lên sau khi tàu thăm dò MESSENGER của NASA đi vào quỹ đạo của Sao Thủy vào năm 2011. Tàu vũ trụ đã phát hiện tín hiệu neutron từ cực bắc của hành tinh phù hợp với băng nước.
Đối với nghiên cứu mới này, Deutsch đã làm việc với Gregory Neumann từ Trung tâm bay không gian Goddard của NASA để tìm hiểu sâu về dữ liệu được trả về từ MESSENGER. Họ đã xem xét cụ thể các bài đọc từ máy đo độ cao laser của tàu vũ trụ. Thiết bị này chủ yếu được sử dụng để lập bản đồ độ cao, nhưng nó cũng có thể được sử dụng để theo dõi độ phản xạ bề mặt.
Neumann, một chuyên gia về thiết bị cho nhiệm vụ MESSENGER, đã giúp hiệu chỉnh tín hiệu phản xạ của máy đo độ cao, có thể thay đổi tùy thuộc vào việc đo được lấy từ trên không trực tiếp hoặc ở góc xiên (được gọi là “off-nadir”). Việc hiệu chuẩn đó cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện các lớp trầm tích phản xạ cao phù hợp với băng bề mặt trong ba miệng hố lớn chỉ có các phát hiện ngoài luồng.
Việc bổ sung những miệng hố đó vào kho băng của Sao Thủy là rất quan trọng. Deutsch ước tính tổng diện tích của ba tấm là khoảng 3.400 km2 lớn hơn một chút so với bang Rhode Island.
Nhưng một khía cạnh chính khác của công việc là các nhà nghiên cứu cũng xem xét dữ liệu phản xạ cho địa hình xung quanh ba miệng hố lớn đó. Địa hình đó không sáng bằng các tảng băng bên trong các miệng hố, nhưng nó sáng hơn đáng kể so với bề mặt Sao Thủy trung bình.
“Chúng tôi đề nghị rằng chữ ký phản xạ nâng cao này được điều khiển bởi các mảng băng quy mô nhỏ được trải rộng trên địa hình này”, ông nói. “Hầu hết các bản vá này quá nhỏ để phân giải riêng lẻ bằng dụng cụ đo độ cao, nhưng về mặt tổng thể chúng góp phần vào hệ số phản xạ tăng cường tổng thể.”
Để tìm thêm bằng chứng cho thấy các khoản tiền gửi quy mô nhỏ hơn như vậy tồn tại, các nhà nghiên cứu đã xem xét dữ liệu đo độ cao để tìm kiếm các bản vá nhỏ hơn các khoản tiền gửi lớn trên miệng núi lửa, nhưng vẫn đủ lớn để giải quyết bằng máy đo độ cao. Họ tìm thấy bốn chiếc, mỗi chiếc có đường kính dưới 5 km.
“Bốn người này chỉ là những người chúng tôi có thể giải quyết bằng các công cụ MESSENGER,” Deutsch nói. “Chúng tôi nghĩ rằng có lẽ có rất nhiều, rất nhiều trong số này, có kích thước từ một km đến vài cm.”
Biết rằng các khoản tiền gửi quy mô nhỏ này tồn tại và có khả năng chúng là nguồn gốc của bề mặt sáng hơn một chút bên ngoài các miệng hố, có thể làm tăng đáng kể lượng tồn kho băng trên Sao Thủy. Các mỏ băng quy mô nhỏ tương tự được cho là tồn tại trên các cực của Mặt trăng. Các mô hình nghiên cứu đã đề xuất rằng việc hạch toán các khoản tiền gửi quy mô nhỏ này sẽ tăng gấp đôi số lượng bất động sản mặt trăng có thể chứa chấp băng. Các nhà nghiên cứu cho biết điều tương tự cũng có thể đúng với Sao Thủy.
Làm thế nào băng cực này có thể đã tìm được đường đến Sao Thủy ở nơi đầu tiên vẫn là một câu hỏi mở, tiếng Đức nói. Giả thuyết hàng đầu là nó được phân phối bởi các tác động của sao chổi hoặc tiểu hành tinh giàu nước. Một ý tưởng khác là hydro có thể đã được cấy vào bề mặt bởi gió mặt trời, sau đó kết hợp với nguồn oxy để tạo thành nước.
Jim Head, Tiến sĩ của Đức cố vấn và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết công trình bổ sung một góc nhìn mới về một câu hỏi quan trọng trong khoa học hành tinh.
“Một trong những điều quan trọng mà chúng tôi muốn hiểu là làm thế nào nước và các chất bay hơi khác được phân phối qua hệ mặt trời bên trong bao gồm Trái đất, Mặt trăng và các nước láng giềng hành tinh của chúng tôi”, Head nói. “Nghiên cứu này mở mắt chúng ta đến những địa điểm mới để tìm kiếm bằng chứng về nước và cho thấy có rất nhiều điều về Sao Thủy so với chúng ta nghĩ.”
Nghiên cứu được NASA hỗ trợ thông qua Học bổng sau đại học Harriet G. Jenkins (NNX16AT19H) và Viện nghiên cứu khám phá hệ mặt trời.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Brown . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :