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討論區 => 天文新知 => 主題作者是: peter 於 2020-03-17 13:25:42



主題: 違反直覺,離太陽最近的水星可能擁有比月亮還多的水冰
作者: peter2020-03-17 13:25:42
https://www.universetoday.com/145410/the-intense-heat-from-the-sun-helps-ice-form-on-mercury-wait-what/
(https://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2017/03/mercury-ice-water-deposits.jpg)


https://technews.tw/2020/03/17/mercury-ice-oh-messenger-water/

作為太陽系八大行星中最靠近太陽的行星,很難想像白天溫度突破 400℃ 的水星也會結冰,然而美國喬治亞理工學院團隊一篇新研究指出,水星兩極有些火山口終生未見陽光,可能是天然的巨大製冰室。如果我們可以站在水星上,則抬頭所見太陽大小是地球上的 3 倍、亮度高 7 倍,因為離太陽最近,水星赤道地區的白天溫度可以飆升到 430℃,夜間則又可降至零下 172℃。然而正是這種一天當中的極端溫差,科學家發現水星既能是太陽系最熱的地方之一、又能同時擁有冰層。

水星表層土壤礦物質含有羥基(-OH),由一個氫和一個氧原子組成,白天高溫會使原子分離並相互碰撞,從而產生水分子;接著這些水分子漂浮在空氣中,有些又被炙熱的陽光分解蒸發,但有些分子漂到陽光照不到的區域,包括兩極地區的隕石坑(極區氣溫終年維持在零下 172℃),由於水星沒有大氣層,自身不會產生其他熱量,因此這些不受太陽照射的水分子便在隕石坑內結成冰。

當中的化學反應並不複雜,來自太陽風的大量質子是該化學反應之關鍵。在地球上,強大的地磁場阻擋了大部分包括質子在內的太陽風粒子,然而水星磁場只有地球 1.1%,因此質子不會被偏轉、而是像龍捲風一樣渦旋到地表,隨著時間推移,質子在水星表面引起巨大的質子遷移反應,質子將自身植入深約 10 奈米的土壤中,從而在礦物中形成羥基(-OH)。

喬治亞理工學院團隊的模型顯示,水可以在這顆具有所有必需成分的行星上以冰的形式堆積。

而團隊基於 NASA 信使號(MESSENGER)探測器數據的分析更表明,這 300 萬年來,可能有 11,023,110,000 噸水分子在極區火山口內結成冰,約佔水星上冰總量的 10%。雖然水星似乎是太陽系中最不可能出現水和冰的行星,但早期雷達成像數據顯示,水星的兩極附近雷達反射率極高,是冰層跡象。

讓科學家更震驚的是,水星上發現的水冰量可能遠超過在月球發現的水冰量。

科學界共識認為,水星上的水也來自小行星撞擊帶入,但問題在於充滿水的小行星從哪裡獲得水?該研究計畫主持人、喬治亞理工學院生物化學家 Thomas Orlando 表示,也許彗星或小行星實際上並不需要攜帶水,僅僅與行星碰撞也可以產生水。

新論文發表在《天文物理期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)。