سیاره عطارد ممکن است تنها در یک روز تمام آب خود را کسب کرده باشد

حدود یکصد میلیون سال پیش، سطح سیاره عطارد به‌طور ناگهانی دچار تغییراتی شگرف گردید. پیش از این رویداد، سطح نزدیک‌ترین سیاره به خورشید به‌طور کلی خشک و عاری از یخ به نظر می‌رسید، که البته با در نظر گرفتن دمای روز که می‌تواند بیشتر از ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد باشد، چندان دور از انتظار نیست. اما در طول یک روز عطاردی (معادل با ۱۷۶ روز زمین) همه‌چیز به کلی تغییر کرد.

در قطب‌های عطارد، درست مانند ماه زمین، دهانه‌هایی وجود دارند که کف آن‌ها هرگز نور خورشید را نمی‌بیند و به «مناطق دائماً سایه‌دار» معروف‌اند. بر اساس اطلاعات به‌دست‌آمده از فضاپیمای مسنجر ناسا که بین سال‌های ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۵ به دور عطارد در حال گردش بود، دریافته شده که این دهانه‌ها دارای لایه‌های یخی به عمق چند متر هستند. اما منشأ این یخ‌ها همچنان برای محققان یک معما باقی مانده است.

تحقیقات قبلی نشان داده بود که احتمالاً یک جرم مشابه دنباله‌دار با قطر تقریباً ۱۷ کیلومتر و سرعتی نزدیک به ۳۰ کیلومتر در ثانیه به عطارد برخورد کرده و یخ‌ها را به آنجا منتقل کرده است. با این حال، شبیه‌سازی‌های جدیدی که توسط پاروتی پرم، دانشمند سیاره‌شناس و همکارانش در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز انجام شده، نشان داده است که آن برخورد احتمالاً حادثه‌ای بزرگ‌تر و با سرعتی کمتر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، بوده است.

پرم در گفتگو با نیوساینتیست می‌گوید: «مدت‌هاست که از وجود یخ در قطب‌های عطارد آگاه هستیم. همچنین ایده منتقل شدن یخ‌ها به وسیله یک جرم برخوردی نیز مفهوم تازه‌ای نیست؛ با این حال، این نخستین باری است که ما واقعاً کل فرایند را به تصویر کشیده و احتمالاتی که از ابتدا تا انتهای حادثه ممکن است رخ داده باشد را مدلسازی کرده‌ایم. برای اولین بار به‌طور دقیق به چگونگی وقوع این رویداد نگاه کرده‌ایم.»

پرم اشاره می‌کند: «اگر به عطارد با چشم غیرمسلح نگاه می‌کردیم، این جو به‌قدری رقیق بود که به سختی قابل مشاهده بود. اما اگر به سیاره در طول موج‌های مناسب توجه کنیم، ممکن است برای مدت کوتاهی درخشان به نظر برسد.»

محققان دریافتند که اگرچه بخش اعظمی از آن جو به سرعت بر اثر تابش شدید خورشید نابود شد، بیشتر از یک‌پنجم بخار آب ناشی از برخورد توانسته‌است به سمت قطب‌ها برود و در مناطق سایه‌دار پناه بگیرد. پرم می‌افزاید که این مقدار نسبت به برآوردهای قبلی بیشتر بوده و با اندازه‌گیری‌های فضاپیمای مسنجر نیز تطابق بهتری دارد. همچنین برخورد یک جرم بزرگ‌تر با سرعتی پایین‌تر از آنچه پیش‌تر فرض شده بود، می‌تواند توضیح بهتری ارائه ‌دهد و آب بیشتری را بر روی سطح به دام اندازد.

اگر نتایج پژوهشگران دقیق باشد، تمامی این فرایند، از لحظه‌ی برخورد تا به دام‌افتادن بخار آب در قطب‌ها، در طول یک روز عطاردی به وقوع پیوسته است که معادل با ۱۷۶ روز بر روی زمین می‌باشد. امیلی کاستلو از دانشگاه هاوایی بیان می‌کند: «آن روز بدون تردید پرحادثه‌ترین روز در یک میلیارد سال اخیر تاریخ عطارد بوده است.»

یافته‌های محققان همچنین می‌تواند به سؤال قدیمی در خصوص دلیل وجود مقادیر فراوان یخ در دهانه‌های قطبی عطارد در مقایسه با ماه زمین پاسخ دهد؛ در حالی که این دو جرم آسمانی از جهات مختلف شباهت‌های قابل توجهی دارند. کاستلو می‌گوید: «به‌طور خلاصه، عطارد در گذشته‌ای نه چندان دور شاهد انتقال وسیع آب بوده، در حالی که ماه چنین تجربه‌ای نداشته است.»

تحقیق اخیر همچنین می‌تواند به درک بهتر نحوه و زمان رسیدن آب به دیگر نواحی منطقهٔ داخلی منظومه شمسی، از جمله زمین، کمک کند. پرم توضیح می‌دهد: «ذخایر یخی قطب‌های عطارد به شکل یک آرشیو زمین‌شناختی جذاب از چگونگی و زمان وجود آب در منظومه شمسی درونی عمل می‌کنند و ما اکنون در حال خواندن این آرشیو و تلاشی برای فهمیدن پیام آن هستیم.»

در مسیر درک بهتر عطارد، پژوهشگران توجه ویژه‌ای به فضاپیمای بپی‌کلمبو دارند؛ کاوشگری که در سال ۲۰۱۸ به فضا پرتاب شده و انتظار می‌رود که به زودی به مدار عطارد وارد شود.