水星极热的温度可能会帮助其表面结冰

 
在距离太阳最近的水星上冰似乎是不可能的。但是，这个世界上的炎热温度会有助于结冰吗?
水星的灼热表面温度可能达到400摄氏度(750华氏度)，似乎是天文学家发现冰的最后地方。然而，一项新的研究表明，这种巨大的热量可能在水星上冰的形成中起重要作用。
许多天文学家认为，水星上的大部分水很可能是由小行星输送到这个小世界的表面的。在水星的两极陨石坑中，冰可以在永恒的黑暗中保持冻结。
“水星表面的水冰直接暴露于真空中，会迅速升华(直接从固体变成蒸气)并逃逸到太空中，除非一直保持低温。这意味着冰永远不会暴露在直射的阳光下。水星表面上唯一可能的位置似乎是在极点附近，一些陨石坑的地板可能足够深，足以承受永久阴影。”美国宇航局戈达德太空飞行中心的戴维·威廉姆斯在2012年解释说。
那些填充饼干的羟基不是吗?
化学过程对于在多岩石的小世界中存在水冰至关重要。反应的中心是太阳风，它是一束带电的粒子流，包括质子，从太阳向各个方向飞行。
水星表面的矿物质含有羟基，每个原子含氢和氧。这些分子的大部分是由从太阳流出来的质子产生的。极高的热量会激发羟基分子，使其脱离表面，导致碰撞，形成水和氢。这些材料然后可以自由地在世界各地漂移。
这些水分子中的一些会被阳光分解或上升到高于地面的高度。但是，其中一些分子落在极地环形山的永恒黑暗中。由于水星没有坚固的大气层来向地球传递热量，因此尽管小世界的温度极高，黑暗仍使冰保持冻结状态。
“这并不奇怪，出于野外想法。自1960年代后期以来，已经在研究中观察了数十次基本化学机理。但这是在定义明确的表面上。将这种化学物质应用于行星等复杂表面是具有开创性的研究，”佐治亚理工大学化学与生物化学学院的布兰特·琼斯说。
研究人员认为，这一过程最多可占该世界表面冰层的10%。
你责怪使者的水?
地球上的天文学家首先在水星上发现了水冰，他们在小世界的雷达观测中看到了该分子的明显迹象。
2011年，MESSENGER(水银表面，太空环境，地球化学和测距)航天器通过了该行星，确认了该世界两极陨石坑中存在水冰。
“我宁愿是水星，它在七个[行星]中最小，绕太阳旋转，而不是在五个[月亮]中绕土星旋转中的第一个。” —约翰·沃尔夫冈·冯·歌德
像月球一样，水星有大量的陨石坑。这个世界还比月球略小，这引发了人们对化学和地质过程在两个天体上的比较的猜测。
像水星一样，月球被认为可以在其阴影的永久阴影坑中容纳水冰。但是，月球上的水具有将这些沉积物与水星上的冰区分开的特征。为什么两个地区的水不同，仍然是一个谜，但这可能是由于极地陨石坑内冰的形成方式所致。月亮太冷了，无法推动水星上描述的羟基反应，尽管类似的过程可能会导致羟基分子在我们唯一的天然卫星表面弹跳。
水冰可能存在于永恒阴影的水星极地陨石坑中。影片版权：NASA /乔治亚理工大学/ Guberman / Brumfield
水星的磁场强度只有我们自身围绕地球的保护层的强度的10%左右。它仍然强大到足以将质子和其他带电粒子驱动成螺旋形，从而将分子驱动到太阳系中最小行星的表面。
佐治亚理工学院化学与生物化学学院的教授托马斯·奥兰多解释说：“这些就像大的龙卷风一样，它们会随着时间的流逝在整个水星的大部分表面上引起大量的质子迁移。”
这些质子在水星表面下方仅植入了10纳米(四分之一英寸)。撞击羟基后，这些分子扩散到世界的表面，在那里热量可以将它们转变为蒸气，从而使这些分子可以被传输到极性火山口。
仍然存在的一个问题是，首先撞击水星的小行星是如何产生水的。 研究人员认为，这项新研究中描述的过程可能能够解释小行星上的水，这些小行星后来(偶尔)撞击水银和月球。 研究人员认为，即使没有水，小行星碰撞也会形成水。
随着人类开始居住在太阳系中，殖民者将需要饮用水和燃料。 尽管我们不太可能在不久的将来看到人类对水星的使命，但这项研究表明，我们可能会在最意外的地方发现水。