水星,這顆離太陽(yáng)最近的行星,表面溫度高達(dá)430℃,卻在兩極的永久陰影區(qū)藏著大量水冰。這一長(zhǎng)期謎團(tuán),或許終于有了答案。
![]()
這張水星南半球圖像由NASA的信使號(hào)(MESSENGER)航天器拍攝。
圖源:NASA/約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室
根據(jù)最新發(fā)表在《地球物理研究雜志:行星》《Journal of Geophysical Research: Planets》上的研究,一次劇烈的天體撞擊,可能在短短一個(gè)水星日(相當(dāng)于157個(gè)地球日)內(nèi),將水星所需的所有水一次性送達(dá)。
01
意想不到的發(fā)現(xiàn)
2012年,NASA的信使號(hào)(MESSENGER)探測(cè)器證實(shí):水星極區(qū)存在大量水冰。這一發(fā)現(xiàn)震驚了科學(xué)界,因?yàn)樗蔷嚯x太陽(yáng)如此之近,表面溫度極高,被認(rèn)為不可能留存任何水分。
然而,1990年代的地面觀測(cè)就已發(fā)現(xiàn)水星兩極存在高反射率區(qū)域,暗示可能有水冰存在。信使號(hào)軌道探測(cè)最終確認(rèn)了這一事實(shí),但“水從何而來(lái)”一直是個(gè)謎。
02
一次致命撞擊,改變了水星
由約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的Parvathy Prem博士共同領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),通過(guò)模擬模型給出了答案:
他們發(fā)現(xiàn),大約一顆直徑約17公里(10英里)的小行星或彗星,以最高30公里/秒的速度撞擊水星后,在撞擊發(fā)生后約1小時(shí)內(nèi),產(chǎn)生了富含水蒸氣的臨時(shí)稠密大氣層,包裹了整個(gè)行星。
這個(gè)臨時(shí)大氣層起到了關(guān)鍵保護(hù)作用:
它有效阻擋了太陽(yáng)紫外線對(duì)水分子的破壞(光解作用);
大部分水蒸氣隨后向兩極遷移,最終在永久陰影區(qū)冷凝成冰并保存下來(lái)。
研究顯示,這次撞擊很可能在單個(gè)水星日內(nèi),就將如今觀測(cè)到的兩極厚厚水冰沉積全部形成。
03
為什么這很重要?
水星沒(méi)有大氣層,晝夜溫差極大(白天430℃,夜晚-180℃)。在如此極端環(huán)境下,水還能以冰的形式穩(wěn)定存在,本身就極為罕見(jiàn)。而這次研究表明,這些水可能來(lái)自一次“幸運(yùn)”的單次大型撞擊事件,而非長(zhǎng)期緩慢積累。
這不僅幫助我們理解水星的演化歷史,也為理解太陽(yáng)系內(nèi)水和揮發(fā)性物質(zhì)的分布提供了新思路。
目前,歐洲空間局(ESA)與日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)聯(lián)合開(kāi)展的BepiColombo任務(wù)正在趕往水星的路上。該探測(cè)器于2018年發(fā)射,計(jì)劃于今年11月進(jìn)入水星軌道,將對(duì)水冰沉積進(jìn)行更詳細(xì)的觀測(cè)和分析。
科學(xué)家們期待,通過(guò)BepiColombo獲取更多數(shù)據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證這一“單次撞擊成水”理論。
![]()
(最后,歡迎加入SpaceDaily的會(huì)員專區(qū)。)
參考
[1] https://gizmodo.com/a-single-asteroid-strike-may-have-delivered-all-of-mercurys-water-new-study-finds-2000764992
[2] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JE009399
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.