Предыдущие гипотезы гласили, что воду на Меркурий могли доставить кометоподобные тела диаметром порядка 17 километров. Ученые считали, что такие объекты врезались в Меркурий на средней скорости примерно 30 километров в секунду. Международная команда планетологов под руководством Парвати Прем (Parvathy Prem) из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Мэриленде предложила новую модель происхождения водяного льда. 

Прем и ее коллеги рассматривали сценарий, при котором значительная часть воды на Меркурии появилась после падения богатого льдом астероида или кометы. Ученые провели серию компьютерных симуляций, чтобы ответить на целый ряд вопросов: сколько воды мог принести космический объект на Меркурий; сколько ее испарилось сразу после столкновения; как водяной пар мог двигаться в разреженной атмосфере Меркурия; могла ли часть водяного пара добраться до полярных ловушек.

В качестве модели исследователи использовали удар, сопоставимый по масштабу с образованием кратера Хокусай — одного из самых молодых крупных кратеров Меркурия диаметром от 95 до 114 километров. По оценкам ученых, импактное событие могло произойти примерно 100 миллионов лет назад и выбросить в окружающее пространство огромное количество водяного пара и других летучих веществ. Такой кратер, вероятно, оставило тело диаметром от семи до 10 километров, которое врезалось в планету на скорости приблизительно 20 километров в секунду. 

Во время столкновения космический объект практически полностью испарился. После удара вокруг Меркурия образовалось разреженное облако из водяного пара и продуктов испарения пород. Хотя такая «оболочка» оставалась очень тонкой, она кратковременно могла светиться за счет излучения нагретого газа и возбужденных атомов. 

Жесткое солнечное излучение быстро разрушило большую часть новой «оболочки». Однако моделирование показало, что приблизительно 30 процентов водяного пара успело переместиться к полюсам. Молекулы воды осаждались в постоянно затененных областях, где при низких температурах вода замерзала. 

Особое внимание исследователи уделили продолжительности процесса. Так, согласно моделированию, от формирования облака до начала переноса водяного пара к полюсам мог пройти один меркурианский солнечный день, который длится 176 земных суток. 

Впрочем, планетологи рассчитывают получить еще больше данных о том единственном дне, который навсегда изменил одну из самых горячих планет Солнечной системы, благодаря запущенному в 2018-м зонду BepiColombo. Он выйдет на орбиту вокруг Меркурия в ноябре 2026 года и начнет детальное изучение планеты, в том числе исследует залежи водяного льда.

Научная работа опубликована в Journal of Geophysical Research: Planets. 

Источник: Naked Science