水星の北極地域のレーダー画像が、同じ領域のメッセンジャー画像のモザイクに重ねて表示されています。クレジット：NASA /ジョンズホプキンス大学応用物理研究所/ワシントンカーネギー研究所/国立天文および電離圏センター、アレシボ天文台
20年以上前、レーダー明るい材料が水星の北極地域で見られ、それ以来科学者たちは恒久的に影になった地域では氷が隠れていると仮定しました。メッセンジャー宇宙船からの最新データ-現在太陽に最も近い惑星を周回している-は、水星が実際にその北極の永久に影になったクレーター内に水氷と有機物質を保持していることを確認します。科学者達は今日、水星は両極で1000億から1兆トンの氷を保持でき、氷は場所によって最大20メートルの深さになる可能性があると言った。さらに、氷を覆う興味をそそる暗い物質は、有機物などの他の揮発性物質を保持することができます。
メッセンジャーチームは今週、サイエンス誌で3つの論文を発表しました。この論文は、水氷が水星の北極のクレーター内の構成要素を支配しているという3つの新しい証拠を示しています。
「水氷は3つの挑戦的なテストに合格し、メッセンジャー宇宙船で測定した特性に一致する他の化合物を知りませんでした」と本日のブリーフィングでメッセンジャー主任調査官ショーン・ソロモンは述べました。 「これらの調査結果は、水氷が彗星と水に富む小惑星によって時間の経過とともにどのようにして内部惑星に運ばれたかについての物語の非常に重要な章を明らかにします。」
メッセンジャーは昨年マーキュリーに到着し、宇宙船の中性子分光計とレーザー高度計からのデータを使用して、惑星の北極で観測を行いました。
厚さ数メートルの水の氷の層が白で示されています。氷の中の豊富な水素原子は、中性子が宇宙に逃げるのを止めます。強化された水素濃度（および推論により、ウォーターアイス）の特徴は、メッセンジャーによる惑星からの中性子の検出率の低下です。クレジット：NASA /ジョンズホプキンス大学応用物理学研究所/カーネギー研究所
中性子分光法は水星のレーダー明るい領域内の平均水素濃度を測定し、科学者は水素測定から水氷濃度を導き出すことができました。
「中性子データは、水星のレーダー明るい極堆積物は、平均して、表面層の下に厚さ数十センチメートルを超える水素に富む層を含みます。メッセンジャージョンズホプキンス大学の応用物理学研究所に拠点を置く参加科学者であり、論文の主執筆者。 「埋め込み層には、ほぼ純粋な水の氷と一致する水素含有量があります。」
この画像は、プロコフィエフの火口の床と縁に到達する日光を示しています。他の多くのクレーターと同様に、リムとインテリアの北向きの部分は永久的な影のままです。画像をクリックして、水星の太陽の日（地球176日）の約半分をシミュレートし、MLA測定から導出されたデジタル地形モデルを使用する映画を見てください。クレジット：NASAゴダード宇宙飛行センター/マサチューセッツ工科大学/ジョンズホプキンス大学応用物理学研究所/ワシントンカーネギー研究所。
MESSENGERの水星レーザー高度計（MLA）（水星で1000万回を超えるレーザーパルスを発射して惑星の地形の詳細な地図を作成した）からのデータは、水星の極域のレーダー結果と中性子分光計測定を裏付けています。 2番目の論文の筆頭著者であるNASAゴダードフライトセンターのグレゴリーノイマンは、チームが地形データを使用して水星の北極クレーターの照明モデルを開発し、水星の北極付近の近赤外線波長で不規則な暗くて明るい堆積物を明らかにしたと述べました。
「本当の驚きは、明るい領域の周囲にレーダーの明るい領域よりも広がった暗い領域があったことです」とノイマンは木曜日のブリーフィングで言った。 「それらは、下にある明るい揮発性物質を保護する毛布です。」
ノイマン氏は、彗星や揮発性物質が豊富な小惑星の影響は暗い堆積物と明るい堆積物の両方をもたらした可能性があると述べ、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のデビッドペイジが率いる3番目の論文でその証拠が裏付けられた。
ペイジと彼の同僚は、MLAによって測定された水星の表面の実際の地形を利用する水星の北極地域の表面および表面近くの温度の最初の詳細なモデルを提供しました。測定値は、「レーダーの後方散乱が高い領域の空間分布が、熱的に安定した水の氷の予測される分布とよく一致していることを示しています」と彼は言った。
水氷が熱的に安定していると予測される水面下の計算された深さを示す水星の「永久凍土」の地図。灰色の領域は、すべての深度で暖かく、安定した水氷が得られない地域です。着色された領域は、表面下の氷が安定するために十分に冷たく、白い領域は、安定するために十分に冷たい露出された表面の氷です。熱モデルの結果は、地上のレーダーとMLAの観測によって観測されたのと同じ場所での表面と表面下の水の氷の存在を予測します。クレジット：NASA / UCLA /ジョンズホプキンス大学応用物理学研究所/ワシントンカーネギー研究所
ペイジによれば、暗い物質は彗星と揮発性物質が豊富な小惑星の影響によって水星に運ばれた複雑な有機化合物の混合物であり、水を最も内側の惑星に運んだ可能性が高いと同じオブジェクトです。有機物質は、恒久的に影になった領域であっても、水星の表面での厳しい放射線への曝露によってさらに暗くなった可能性があります。
この暗い断熱材は、メッセンジャーが解明しようとしている水星の物語の新しい興味深い部分であり、ソロモン氏は、そこにどのような種類の有機物が見つかるかについて疑問を投げかけています。ソロモンは、水星が今や天体生物学の興味の対象になるかもしれないと付け加えました、しかし科学者の誰も水星に生命がないと考えているということは不明確な言葉では言いませんでした。しかし、これは地球上の有機物の増加についての情報を提供するかもしれません。
さらに、科学者は、一部の地域の温度が液体の水を助長するとしても、水星に液体の水が出る可能性はゼロであると述べました。しかし、水星に大気がなければ、水は長く留まりません。 「それは氷や蒸気が本当に速いでしょう」とペイジは言いました。
このメッセンジャーの軌道の概略図は、水星の北極地域の観測を取得するためのいくつかの課題を示しています。クレジット：NASA /ジョンズホプキンス大学応用物理研究所/ワシントンカーネギー研究所
ソロモン氏は、これらの測定値を取得するのは簡単ではなく、迅速でもないと語った。 「メッセンジャーによって到達された最高の緯度でさえ、宇宙船は北極地域を見るために斜めの角度を見なければなりません」と彼は言った。
主要な軌道ミッションの間、メッセンジャーは12時間の軌道にあり、軌道の最北端で244〜640 kmの高度にありました。 2012年4月以降、メッセンジャーは上記の8時間の軌道にあり、軌道の最北端の高度は311〜442 kmです。これらの高緯度の視点からでも、水星の極地堆積物は、メッセンジャーの多くの機器の視野のほんの一部しか満たしていません。
しかし、ソロモン氏によると、困難にもかかわらず、軌道上でのメッセンジャーの1年半は、明確な結果をもたらしています。
出典：MESSENGER、NASA
