سیاره عطارد ممکن است کل آب خود را فقط در یک روز به‌دست آورده باشد

حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش، سطح سیاره عطارد ناگهان دستخوش تغییری چشمگیر شد. پیش از آن، سطح درونی‌ترین دنیای منظومه شمسی نسبتاً خشک و فاقد یخ بود که البته جای تعجب نیست؛ زیرا دمای روز در آن می‌تواند به بیش از ۴۳۰ درجه سانتی‌گراد برسد. اما در طول فقط یک روز عطاردی (معادل ۱۷۶ روز زمینی)، همه‌چیز تغییر کرد.

در قطب‌های عطارد، مثل ماه زمین دهانه‌هایی وجود دارند که کف آن‌ها هرگز نور خورشید را نمی‌بیند و به «مناطق همیشه سایه‌دار» معروف هستند. به لطف فضاپیمای مسنجر ناسا که بین سال‌های ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۵ به دور عطارد می‌چرخید، می‌دانیم که این دهانه‌ها حاوی لایه‌های یخی با عمق چند متر هستند. اما اینکه یخ‌ها چگونه به آنجا رسیده‌اند، برای دانشمندان معما است.

پژوهش‌های پیشین نشان داده بود که احتمالاً جرمی شبیه به دنباله‌دار با قطری نزدیک به ۱۷ کیلومتر و سرعت تقریباً ۳۰ کیلومتر بر ثانیه، به عطارد برخورد کرده و یخ‌ها را به آنجا انتقال داده است. اکنون شبیه‌سازی‌های جدید پاروتی پرم، دانشمند سیاره‌شناس و همکارانش در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز در مریلند، نشان می‌دهد که آن برخورد احتمالاً رویدادی بزرگ‌تر و کندتر بوده است.

پرم به‌نقل از نیوساینتیست می‌گوید: «مدت‌هاست می‌دانیم که در قطب‌های عطارد یخ وجود دارد. همچنین این ایده که یخ‌ها توسط یک جرم برخوردی به آنجا منتقل شده‌اند، جدید نیست؛ اما این نخستین بار است که واقعاً کل این فرایند را مدل‌سازی کرده و آنچه را ممکن است از ابتدا تا انتها رخ داده باشد، به تصویر کشیده‌ایم. این اولین بار است که به طور دقیق به نحوه‌ی وقوع آن رویداد نگاه کرده‌ایم.»

پرم می‌گوید: «اگر با چشم غیرمسلح به عطارد نگاه می‌کردیم، این جو احتمالاً آن‌قدر رقیق بود که دیده نمی‌شد. اما اگر در طول موج‌های مناسب به عطارد چشم بدوزیم، سیاره برای مدت کوتاهی می‌تواند درخشان به نظر آید.»

پژوهشگران دریافتند که هرچند بیشتر آن جو به‌سرعت بر اثر تابش شدید خورشید از رفته، کمی بیش از یک‌پنجم بخار آب حاصل از برخورد توانسته است به سمت قطب‌ها مهاجرت کند و در مناطق همیشه سایه‌دار پناه بگیرد. به گفته پرم، این مقدار از برآوردهای پیشین بیشتر است و با اندازه‌گیری‌های فضاپیمای مسنجر تطابق بهتری دارد. همچنین برخورد جرمی بزرگ‌تر با سرعتی کمتر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، می‌تواند توضیح بهتری ارائه دهد و آب بیشتری را روی سطح به دام بیندازد.

اگر نتیجه‌گیری پژوهشگران درست باشد، کل این فرایند، از لحظه برخورد تا به دام‌افتادن بخار آب در قطب‌ها در طول یک روز عطاردی رخ داده که معادل ۱۷۶ روز زمینی است. امیلی کاستلو از دانشگاه هاوایی می‌گوید: «آن شبانه‌روز بدون شک پرحادثه‌ترین روز در یک میلیارد سال اخیر تاریخ عطارد بوده است.»

یافته‌ی پژوهشگران می‌تواند به پرسشی قدیمی پاسخ دهد: چرا عطارد در دهانه‌های قطبی خود مقدار زیادی یخ دارد، اما ماه زمین فاقد این حجم از آب یخ‌زده است؛ در حالی که این دو جرم آسمانی از بسیاری جهات شباهت‌های چشمگیری به یکدیگر دارند. کاستلو می‌گوید: «به‌طور خلاصه، عطارد در گذشته‌ای نسبتاً نزدیک شاهد انتقال عظیم آب بوده؛ اما ماه چنین تجربه‌ای نداشته است.»

پژوهش اخیر همچنین می‌تواند به درک بهتر نحوه و زمان رسیدن آب به سایر بخش‌های محدوده‌ی درونی منظومه شمسی، از جمله زمین کمک کند. پرم می‌گوید: «ذخایر یخی قطب‌های عطارد نوعی آرشیو زمین‌شناختی جذاب از چگونگی و زمان حضور آب در منظومه شمسی درونی هستند و ما اکنون در حال خواندن این آرشیو و تلاش برای فهمیدن پیام آن هستیم.»

در مسیر درک بهتر عطارد، پژوهشگران به فضاپیمای بپی‌کلمبو چشم دوخته‌اند؛ کاوشگری که در سال ۲۰۱۸ پرتاب شد و قرار است اواخر امسال بالاخره بعد از مدت‌ها انتظار به مدار عطارد وارد شود.