Vuosittain esiintyvät meteoriparvet ovat seurausta siitä, että Maa kulkee omalla radallaan komeettojen syytämien pölypilvien läpi. Maapallo ei kuitenkaan ole ainoa planeetta, jota pommittavat pyrstötähdistä irronneet hituset.

Viime vuonna komeetta Siding Spring ohitti Marsin alle 150 000 kilometrin etäisyydeltä ja kylvi punaisen planeetan kaasukehään tonneittain pölyhiukkasia. Ilman komeettojen lähiohituksiakin Marsin taivaalla näkyy aika ajoin meteoreja, jopa parviksi asti, vaikka planeetan kaasukehä on paljon harvempi kuin Maan ilmakehä. 

Merkuriuksella ei perinteisesti ajateltuna ole kaasukehää, mutta myös sitä ympäröi eri alkuaineista koostuva eksosfääri. Se on peräisin sekä planeetan pinnasta irronneista että aurinkotuulen tuomista hiukkasista.

NASAn MESSENGER-luotain (MErcury Surface Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) kiersi Merkuriusta yli neljän vuoden ajan ja pystyi tarkastelemaan eksosfäärissä tapahtuvia muutoksia. Yksi niistä liittyi kalsiumiin.

Sen määrässä havaittiin tapahtuvan selvä kasvu 88 vuorokauden välein eli kerran Merkuriuksen vuoden aikana. Selviteltäessä syytä kalsiumin määrän vaihteluun sen arveltiin johtuvan Merkuriuksen kulkemisesta planeettojen ratatasoon levittäytyneen pölypilven läpi. Samainen pilvi aiheuttaa eläinratavalon, kun auringonvalo siroaa pienistä pölyhiukkasista.

Kalsiumia irtoaa Merkuriuksen pinnasta, kun pienet meteoroidit pommittavat planeettaa. Ongelmana oli kuitenkin se, että runsauspiikki havaittiin aina hieman sen jälkeen kun Merkurius ohitti perihelin eli Aurinkoa lähinnä olevan ratansa pisteen. Pölypilvimallin mukaan maksimin pitäisi olla juuri ennen periheliä. Jokin ei täsmännyt.

Selitys löytyi Encken komeetasta. Sillä on tunnetuista komeetoista lyhin kiertoaika, ainoastaan 3,3 vuotta, joten sen radalle on muodostunut varsin tiheä pölyvana. Tutkijat totesivat, että Merkuriuksen kulku Enckestä irronneen pölyn läpi sai aikaan havaitun kalsiumin määrän kasvun.

Ongelma ei kuitenkaan ollut vielä sillä selvitetty. Merkurius on lähimpänä Encken rataa vasta viikko kalsiummaksimin jälkeen. Edelleenkään jokin ei täsmännyt. 

Tutkijat laativat simulaation, jossa tarkasteltiin Enckestä irronneen pölyn liikettä kymmenientuhansien vuosien aikana. Kävi ilmi, että pölyvana vaeltaa hitaasti hieman erilleen komeetan radasta. Syynä on Poyntingin-Robertsonin-ilmiö, joka johtuu auringonvalon ja pölyhiukkasten vuorovaikutuksesta.

Kun Auringosta tuleva säteily lämmittää hiukkasta, siitä puolestaan lähtee lämpösäteilyä, joka jarruttaa hieman hiukkasen liikettä. Vaikutus on hyvin vähäinen, mutta pitkien aikojen kuluessa ilmiö voi muuttaa huomattavasti pölyhiukkasten ja siten koko pölyvanan sijaintia suhteessa Aurinkoon ja planeettoihin.

Muutokseen suuruuteen vaikuttaa hiukkasten koko ja kulunut aika. Tutkijoiden tekemän simulaation mukaan noin millimetrin läpimittaiset hiukkaset, jotka ovat irronneet Encken komeesta 10 000–20 000 vuotta sitten, pommittavat Merkuriusta sen jokaisella kierroksella juuri oikeaan aikaan, jotta kalsiumin määrässä tapahtuu havaittu kasvu. 

Tutkimuksesta kerrottiin American Astronomical Societyn parhaillaan käynnissä olevassa vuosikokouksessa sekä NASAn uutissivuilla ja se on julkaistu Geophysical Research Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/Goddard