Tin tức Vũ trụ TV

Nhiệt 400 C của sao Thủy có thể giúp nó tự tạo ra băng

Ngày:
Th3 17, 2020
Tóm lược:

Bất chấp sức nóng ban ngày 400 C của Sao Thủy, vẫn có băng ở nắp của nó, và bây giờ một nghiên cứu cho thấy cách mà Vulcan có thể giúp hành tinh gần mặt trời tạo ra một phần băng đó.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Thật khó để tin rằng có băng trên Sao Thủy, nơi nhiệt độ ban ngày lên tới 400 độ C, hay 750 độ F. Bây giờ một nghiên cứu sắp tới nói rằng nhiệt Vulcan trên hành tinh gần mặt trời nhất có thể giúp tạo ra một phần băng đó.

Cũng như Trái đất, các tiểu hành tinh đã cung cấp phần lớn nước của Sao Thủy giúp sự đồng thuận khoa học giữ vững. Nhưng sức nóng ban ngày cực đoan có thể kết hợp với nhiệt độ âm 200 độ C trong các miệng hố cực không bao giờ nhìn thấy ánh sáng mặt trời để hoạt động như một phòng thí nghiệm hóa học tạo băng khổng lồ, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Georgia cho biết.

Video: Có băng trên Sao Thủy, nơi nhiệt độ ban ngày đạt 400 độ C, hoặc 750 độ F. 
Một nghiên cứu mới nói rằng nhiệt Vulcan trên hành tinh gần mặt trời nhất có thể giúp tạo ra một phần băng đó.
Tín dụng video: NASA / Georgia Tech

Hóa học không quá phức tạp. Nhưng nghiên cứu mới mô hình nó dựa trên các điều kiện phức tạp trên Sao Thủy bao gồm cả gió mặt trời làm cho hành tinh này có các hạt tích điện, nhiều trong số đó là chìa khóa proton cho hóa học đó. Mô hình trình bày một con đường khả thi để nước phát sinh và thu thập dưới dạng băng trên một hành tinh đầy rẫy với tất cả các thành phần cần thiết.

Brant Jones, một nhà nghiên cứu tại Trường Hóa học và Hóa sinh của Georgia Tech, tác giả của nghiên cứu đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Đây không phải là một điều lạ lùng, nằm ngoài ý tưởng trái. Cơ chế hóa học cơ bản đã được quan sát hàng chục lần trong các nghiên cứu kể từ cuối những năm 1960. Nhưng đó là trên các bề mặt được xác định rõ. Áp dụng hóa học đó vào các bề mặt phức tạp như bề mặt trên một hành tinh là nghiên cứu đột phá.”

Thomas Orlando của Georgia Tech là nhà điều tra chính của nghiên cứu Mercury và Brant Jones là tác giả đầu tiên. Cả hai cũng đang chế tạo cùng loại hóa học này trong phòng thí nghiệm để đề xuất nó như một phương pháp tạo ra nước cho các nhiệm vụ lên mặt trăng và sao Hỏa. Ảnh của Rob Feel.
Thomas Orlando của Georgia Tech là nhà điều tra chính của nghiên cứu Mercury và Brant Jones là tác giả đầu tiên. Cả hai cũng đang chế tạo cùng loại hóa học này trong phòng thí nghiệm để đề xuất nó như một phương pháp tạo ra nước cho các nhiệm vụ lên mặt trăng và sao Hỏa.
Ảnh của Rob Feel.

Hóa học đơn giản, nóng bỏng

Khoáng chất trong đất bề mặt của Thủy ngân chứa những gì được gọi là nhóm hydroxyl (OH), được tạo ra chủ yếu bởi các proton. Trong mô hình, nhiệt độ cực cao giúp giải phóng các nhóm hydroxyl sau đó cung cấp năng lượng cho chúng đập vào nhau để tạo ra các phân tử nước và hydro thoát ra khỏi bề mặt và trôi dạt khắp hành tinh.

Một số phân tử nước bị phá vỡ bởi ánh sáng mặt trời hoặc trồi lên trên bề mặt hành tinh nhưng các phân tử khác hạ cánh gần cực của Sao Thủy trong bóng tối vĩnh cửu của các miệng hố che chắn băng khỏi mặt trời. Thủy ngân không có bầu khí quyển và do đó không có không khí sẽ dẫn nhiệt, vì vậy các phân tử trở thành một phần của băng băng vĩnh cửu nằm trong bóng tối.

Một mô hình phân tử của các phản ứng hóa học trên Sao Thủy dẫn đến việc tạo ra băng. Hình ảnh của Georgia Tech / Orlando / Jones
Một mô hình phân tử của các phản ứng hóa học trên Sao Thủy dẫn đến việc tạo ra băng.
Hình ảnh của Georgia Tech / Orlando / Jones

“Nó giống như bài hát Hotel California. Các phân tử nước có thể kiểm tra bóng tối nhưng chúng không bao giờ có thể rời đi”, Thomas Orlando, giáo sư tại Trường Hóa học và Hóa sinh Georgia Tech, nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu cho biết. Orlando đồng sáng lập Trung tâm nghiên cứu và công nghệ vũ trụ Georgia.

Tổng số lượng mà nhóm của Jones dự đoán sẽ trở thành băng là 1013 kg (10.000.000.000.000 kg hoặc 11.023.110.000 tấn) trong khoảng thời gian khoảng 3 triệu năm. Quá trình này có thể dễ dàng chiếm tới 10% tổng lượng băng của Sao Thủy.

Các nhà nghiên cứu sẽ công bố kết quả của họ trên Tạp chí Vật lý thiên văn vào Thứ Hai ngày 16 tháng 3 năm 2020. Nghiên cứu được tài trợ bởi chương trình Viện nghiên cứu khám phá hệ thống năng lượng mặt trời của NASA (SSERVI) và chương trình Khí quyển hành tinh của NASA.

Tàu vũ trụ xác nhận băng

Năm 2011, một tàu thăm dò của NASA đã bắt đầu quay quanh Sao Thủy và xác nhận các tín hiệu điển hình của băng hà gần các cực. Tàu vũ trụ MESSENGER (Bề mặt MErcury, Môi trường không gian, Địa hóa học và Ranging) đã gửi lại hình ảnh và dữ liệu chứng thực các chữ ký trước đó cho băng đã nhặt được từ nhiều năm trước bởi radar trên Trái đất.

Băng đã bẩn thỉu và ẩn nấp trong bóng tối vĩnh cửu trong các miệng hố cực trên Sao Thủy, nơi bị thiên thạch và các vết sẹo thiên thạch giống như mặt trăng của Trái đất. Trên thực tế, sự tương đồng giữa hai quả cầu bao gồm kích thước của chúng đã dẫn đến nhiều so sánh, bao gồm cả xác suất nước đá trên cả hai.

Con người đã tìm thấy những dấu hiệu mờ nhạt của băng có thể có trên mặt trăng nhưng đã tìm thấy băng với độ chắc chắn gần như tuyệt đối và sự phong phú tương đối trên Sao Thủy. Điều đó đã gây ra một số vệt đầu: Nếu các tiểu hành tinh, sao chổi và thiên thạch đập vào sao Thủy và mặt trăng với nước, điều gì tạo nên sự khác biệt trong hiện tại băng? Sao Thủy có nhận được một ít nước theo cách không hoạt động trên mặt trăng không?

Quá trình trong mô hình của nhóm Jones sẽ không ở bất cứ nơi nào gần như hiệu quả trên mặt trăng. Đối với một người, không có đủ nhiệt để kích hoạt đáng kể hóa học.

Trong một dự án riêng biệt, phòng thí nghiệm của Orlando đang thiết kế một hệ thống dựa trên cùng một hóa học để tạo ra nước trên mặt trăng cho các trạm phi hành gia trong tương lai được đặt ở đó.

‘Lốc xoáy từ tính lớn’

Các proton từ gió mặt trời dồi dào hơn trên Sao Thủy so với trên Trái đất, nơi một từ trường hùng mạnh đánh bật các hạt gió mặt trời, bao gồm cả các proton, quay trở lại không gian. Trường của sao Thủy chỉ mạnh khoảng 1% và nó xoáy các proton xuống bề mặt.

Chúng giống như những cơn lốc xoáy từ tính lớn và chúng gây ra sự di chuyển proton khổng lồ trên hầu hết bề mặt Sao Thủy theo thời gian.

Các proton tự cấy vào đất trên khắp hành tinh sâu khoảng 10 nanomet, hình thành trong các khoáng chất các nhóm hydroxyl (OH), khuếch tán ra bề mặt, nơi nhiệt làm phần còn lại.

“Tôi sẽ thừa nhận rằng rất nhiều nước trên Sao Thủy được phân phối bằng cách tác động đến các tiểu hành tinh”, Jones nói. “Nhưng cũng có câu hỏi về việc các tiểu hành tinh chứa đầy nước lấy nước ở đâu. Các quá trình như thế này có thể giúp tạo ra nó.”

Một sao chổi hoặc tiểu hành tinh thực sự không cần mang theo nước vì va chạm một mình với một hành tinh hoặc mặt trăng cũng có thể tạo ra nước. Sao Thủy và mặt trăng luôn bị các thiên thạch nhỏ tấn công, vì vậy điều này xảy ra mọi lúc.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Viện Công nghệ Georgia . Bản gốc được viết bởi Ben Brumfield. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. BM Jones, M. Sarantos, TM Orlando. Một nguồn mới trong tình huống Nguồn gió mặt trời liên tục gần như liên tục trên thủy ngân . Tạp chí Vật lý thiên văn , 2020; 891 (2): L43 DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab6bda

Bài viết liên quan

Bài viết khác