Анализ данных магнитометра, установленного на борту межпланетной станции NASA «Мессенджер», позволил обнаружить в экзосфере Меркурия следы лития — элемента, давно ускользающего от наблюдений. Его происхождение ученые связали с ударами метеоритов по поверхности планеты.
Меркурий — один из наименее изученных миров Солнечной системы. Его исследовали всего два космических аппарата: первым был «Маринер-10», в 1974-1975 годах трижды пролетевший мимо планеты и заснявший менее половины ее поверхности. Вторым стал выведенный на орбиту в марте 2011 года «Мессенджер», проработавший там до апреля 2015 года. Свою миссию станция завершила падением на поверхность, собрав данные о химическом составе, структуре и эволюции Меркурия.
Тогда в экзосфере планеты — внешней части верхней атмосферы — зафиксировали следы водорода, натрия, калия, магния и железа. Хотя наличие лития предполагалось, обнаружить его с помощью оптических данных и спектрометрии так и не удалось.
Теперь, проанализировав данные магнитометра MAG, предназначенного для изучения магнитных аномалий на поверхности Меркурия, а также динамики и структуры его магнитного поля, международная исследовательская группа под руководством Даниэля Шмида (Daniel Schmid) из Австрийской академии наук, зафиксировала в экзосфере планеты следы лития, отметив, что он появляется эпизодически и в крайне малых количествах.
Всего магнитометр зафиксировал 12 отдельных событий, характерных для так называемых циклотронных волн (ion cyclotron waves, ICWs) — верного признака наличия в околопланетном пространстве «свежих» ионов лития, образовавшихся из нейтральных атомов, испаренных с поверхности Меркурия в результате метеоритных ударов.
По расчетам, каждый из зафиксированных выбросов возникал в результате столкновения с телом диаметром 13-21 сантиметр, а в общей сложности в экзосферу попадало 25-77 граммов лития, этого количества оказалось достаточно для формирования зарегистрированных магнитометром циклотронных волн.
Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Nature Communications, пришли к выводу, что литий мог поступать в экзосферу как из самого метеоритного вещества, так и из верхнего слоя реголита Меркурия, где он мог накопиться за миллиарды лет подобных ударов. Поскольку литий, в отличие от натрия или калия, присутствует в экзосфере эпизодически, вероятность его происхождения от ударных событий выше, чем от теплового или фотонного воздействия.
Таким образом, ученые продемонстрировали, что метеоритные бомбардировки могут играть важную роль в формировании летучих компонентов на телах, подобных Меркурию. Исследователи надеются, что будущая миссия BepiColombo, оснащенная более чувствительными инструментами, подтвердит их выводы, а также поможет выявить больше «скрытых» элементов в экзосфере первой планеты от Солнца.
Автор: Людмила Соколова