Відкриття кидає виклик теорії: вчені вперше виявили зниклий літій на Меркурії

Багато десятиліть астрономи вважали, що літій може ховатися в атмосфері, або екзосфері, Меркурія, але всі спроби знайти його виявилися безуспішними. Тепер же вчені вперше підтвердили наявність літію на Меркурії, але не шляхом прямого виявлення його атомів. Замість цього астрономи виявили електромагнітний "відбиток" літію за допомогою вивчення магнітних хвиль. Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Екзосфера Меркурія відрізняється від атмосфери Землі. Вона неймовірно тонка й атоми в ній розташовані далеко один від одного, а це означає їхню рідкісну взаємодію. Раніше космічні апарати виявили на Меркурії водень, натрій, калій і залізо. Оскільки калій і натрій є лужними металами, як і літій, вважалося, що він також має існувати на Меркурії.

Але вчені вважали, що, якщо літій там і існує, то в дуже маленьких концентраціях, а отже, його практично неможливо виявити за допомогою наземних телескопів і детекторів частинок.

Автори дослідження вирішили шукати не самі атоми літію, а вони вивчили, як іони літію взаємодіють із сонячним вітром, потоком частинок, що вилітають із Сонця. Вчені припустили, що коли метеорити падають на поверхню Меркурія вони випаровують частини кори, вивільняючи нейтральні атоми літію. Ці атоми швидко втрачають електрони під впливом інтенсивного ультрафіолетового випромінювання Сонця, перетворюючись на позитивно заряджені іони літію. Коли сонячний вітер захоплює іони літію, то виникають електромагнітні збурення відомі як іонно-циклотронні хвилі.

Ці хвилі мають дуже специфічну частоту, яка залежить від маси і заряду іона. Аналіз даних про магнітне поле Меркурія, отриманих космічним апаратом MESSENGER, дозволив виявити ці хвилі, які є індикаторами літію.

Учені з'ясували, що викид літію в екзосферу відбувається внаслідок бомбардувань поверхні планети метеоритами. Коли метеорити радіусом від 13 до 21 см і вагою від 28 до 120 кг падають на поверхню Меркурія зі швидкістю до 110 км/с, вони спричиняють міні-вибухи. Ці удари можуть нагрівати речовину до температури від 2500 до 5000 градусів Цельсія і при цьому відбувається викид атомів літію в космос. Тобто вчені змогли підредити свою теорію. Дослідження показує, що метеорити не тільки приносять новий матеріал на планету, а й викидають летючі речовини в екзосферу.

Результати дослідження кидають виклик традиційним уявленням про склад Меркурія. Раніше вчені вважали, що близькість Меркурія до Сонця мала призвести до зникнення летких речовин, таких як літій, у процесі формування планети. Але вчені виявили значну кількість летких елементів.

Автори дослідження вважають, що поверхня Меркурія безперервно наповнювалася хімічними елементами протягом мільярдів років унаслідок бомбардування метеоритами. Це дає нове уявлення про еволюцію кам'янистих планет.

Учені кажуть, що метод виявлення хімічних елементів за допомогою магнітних хвиль можна застосувати при вивченні небесних тіл без атмосфери або з дуже розрідженою атмосферою, як у Марса.

Як уже писав Фокус, на Землі знайшли уламки Меркурія, якого вже немає. Вони дадуть змогу вивчити першу планету від Сонця.

Також Фокус писав про те, що, якби інопланетяни жили на Марсі 3 млрд років тому, їм би знадобилися парасольки. Вчені виявили ще один доказ того, що Марс у минулому був більше схожий на Землю, ніж на холодну і безплідну пустелю, якою він є сьогодні.