Van-e jég a Merkúron?
(Rovat: MESSENGER - 2012.03.28 07:15.)

A Naprendszer legbelső, helyenként igen forró felszíni hőmérsékletű bolygóján is lehet vízjég, az állandóan árnyékos sarkvidéki kráterekben. A MESSENGER szonda közel áll a régóta élő feltételezés bizonyításához.

A NASA MESSENGER űrszondája egy éve, 2011. március 18-án állt pályára a Merkúr bolygó körül. Azóta sikeresen végzi megfigyeléseit, és műszaki állapota is megengedi, hogy az eredetileg kalkulált egy évnél tovább is folytassa kutatómunkáját.

A MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) a Merkúr mellett. (Fantáziakép: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institute of Washington)

Áprilistól kezdve az irányítók csökkentik majd a szonda felszín feletti magasságát. Ilyen manővereket korábban nem terveztek, hiszen jelentős hajtóanyag-felhasználással jár. A meghosszabbított küldetés azonban lehetőséget ad erre, a remélt tudományos haszon miatt pedig érdemes megtenni. Közelebbről egyrészt nagyobb felbontással térképezhetők fel a felszín alakzatai, másrészt a bolygó kérgének kémiai összetét jobban tudják majd vizsgálni. A kiterjesztett tudományos program fő kérdései: mikor állhatott le a vulkáni tevékenység a bolygón, milyen újabb felszínalakító folyamatok működtek, miből áll a Merkúr ritka légköre és milyen a magnetoszférája. A naptevékenység élénkülésével azt is vizsgálhatják, milyen mérhető hatással van a Nap aktivitása a hozzá legközelebb keringő bolygóra.

Egy másik izgalmas cél a poláris jég létezésének bizonyítása. A Földről korábban végzett radarmérések alapján a kutatók feltételezték, hogy a bolygón – annak ellenére, hogy a felszínén mért hőmérséklet egyes helyeken több mint 400 Celsius-fok is lehet – jég halmazállapotban levő víz fordulhat elő. Erre engedtek következtetni a radarképeken látható fényes sarki „sapkák”, amilyenekhez hasonlókat például a Mars földi radarképein is láthatunk.

Egy 1991-ben készült 8,5 GHz-es radarképhez a NASA Deep Space Network 70 m-es goldstone-i rádióantennáját használták jeladónak, a Merkúrról visszavert rádiósugárzást pedig az új-mexikói VLA (Very Large Array) rádióinterferométer-hálózattal vették. Az északi sarkvidék környékén pirossal jelölt erős visszaverődésből jég jelenlétére következtettek. (Kép: NRAO)

A Merkúr forgástengelye közel merőleges a Nap körüli pályája síkjára. Így a mélyebb sarkvidéki krátereinek belsejébe talán sosem süt be a nap. Márpedig – jelentős, a felszíni hőmérsékletet kiegyenlítő légkör híján – az állandóan árnyékos helyeken nagyon hideg, kb. -150°C is lehet. Hasonló okokból van vízjég a Hold sarki krátereinek mélyén is. Ezt csak a közelmúltban sikerült űrszondás mérésekkel megerősíteni.

A MESSENGER eddig, az első működési éve alatt mintegy 87 ezer egyedi felvételt készített a Merkúr felszínéről. (Ez az időtartam a Merkúron két „évnek”, vagyis két teljes Nap körüli keringésnek, és egy „napnak”, vagyis egyetlen tengelyforgási periódusnak feléel meg.) A déli pólusvidékről az összes lehetséges megvilágítási körülmény mellett készült felvételek kombinálásával megállapítható, hogy egyes helyeken mennyire általános a megvilágítás. Az alábbi hamis színes képen a fényes, sárga színnel jeölt részeken hosszabbak a napsütéses időszakok, a legsötétebb foltokban azonban mindig árnyék van.

A Merkúr déli sarkvidékének átlagos megvilágítási térképe. A fekete részekre sosem süt nap. (Kép: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institute of Washington)

Fény és árnyék. Egy nap a Merkúr déli pólusánál, ami 176 földi napon át tart – a MESSENGER felvételeiből összeállított képsorozaton.

Ami még érdekesebb, a Földről, az arecibói óriás rádióteleszkóppal készített radarfelvételek, valamint a megvilágítási térkép összehasonlítása jó egyezést mutat. A kevéssel a felszín alatt húzódó jégre utaló erős radarvisszhang épp az árnyékos területekről származik. Ugyanez igaz a Merkúr északi pólusának környékén is. Mindez elég erős közvetett bizonyítéknak tűnik, de a MESSENGER kutatóinak még vannak más módszerei is a feltételezés igazolásához. A szonda fedélzetén levő neutron-spektrométer alkalmas ugyanis arra, hogy a sötét kráterek belsejében levő talaj összetételét meghatározza. A lézeres magasságmérővel pedig pontosan fel tudják térképezni a felszín tagoltságát, aminek alapján a hőmérsékleti eloszlást modellezhetik. A remények szerint a MESSENGER meghosszabbított programjának végére kiderül, hogy vízjég, vagy valami más anyag okozza az állandóan árnyékos kráterekben az erős radar-visszaverődést.