Komeetat töhrivät Merkuriusta!

Tutkijat ovat päässeet kosmisen vandalismin jäljille. Yksi Merkuriuksen arvoituksista on sen tumma pinta. Vaikka lähinaapurimme Kuu, joka muistuttaa monin tavoin Merkuriusta, heijastaa keskimäärin vain 12 prosenttia siihen lankeavasta valosta, Aurinkokunnan sisin planeetta on vielä tummempi.

Kuun ja muiden Aurinkokunnan kaasukehättömien kappaleiden pintaa tummentaa jatkuva mikrometeoriittien ja aurinkotuulen hiukkasten pommitus. Ne saavat aikaan ohuen raudan nanohiukkasten muodostaman kerroksen, joka heijastaa kehnosti valoa.

Merkuriuksesta tehtyjen spektrihavaintojen perusteella sen pinnalla on hyvin vähän nanorautaa, ei läheskään riittävästi selittämään planeetan tummuutta. Tuoreen tutkimuksen mukaan selitys saattaakin olla komeetoissa: ne kylvävät Merkuriuksen pinnalle hiiltä.

Merkuriuksen kiertoradan tienoilla Aurinkoa lähestyvät komeetat alkavat murentua vauhdilla. Niistä irtoavan pölyn massasta voi jopa neljäsosa olla hiiltä. Megan Bruck Syal laski mikrometeoriittipommituksen arvioidun voimakkuuden perusteella, kuinka paljon Merkuriuksen pinnalle on miljardien vuosien kuluessa kertynyt komeetoista irronnutta hiiltä. Tuloksen mukaan Merkuriuksen pintamateriaalissa on hiiltä 3–6 prosenttia.

Seuraavaksi tutkijoiden oli selvitettävä, kuinka paljon moinen määrä hiiltä tummentaisi Merkuriuksen pintaa. Sitä varten NASAn Ames-tutkimuskeskuksessa olevalla "tykillä" singottiin pieniä ammuksia Kuun basalttia muistuttavaan kiveen yli 25 000 kilometrin tuntinopeudella eli noin seitsemän kilometrin sekuntinopeudella.

"Käytimme mallina Kuun basalttia, sillä halusimme tehdä kokeen jollakin valmiiksi tummalla aineella ja katsoa, saisimmeko muutettua sen vielä tummemmaksi", toteaa tutkimukseen osallistunut Peter Schultz.

Oleellinen osa koejärjestelyä oli tutkijoiden "mutkikkaaksi orgaaniseksi yhdisteeksi" luokittelema aine – eli sokeri. Sen tarkoitus oli jäljitellä komeetoissa havaittuja yhdisteitä. Suurella nopeudella tapahtuneissa törmäyksissä sokeri kärysi ja siitä irtosi hiiltä.  

Saatujen tulosten perusteella törmäysten synnyttämät pienet hiilihiukkaset sekoittuivat kuumuuden sulattamaan kiviainekseen. Kun tummennetun pinnan heijastuskyky mitattiin, se jäi alle viiden prosentin. Merkuriuksen tummimmat alueet heijastavat valoa suunnilleen saman verran.

Mielenkiintoista oli myös se, että laboratoriossa kaltoin kohdeltua pintaa peittävä hiili ei näkynyt spektrimittauksissa. Sekin sopii yksiin Merkuriuksesta tehtyjen havaintojen kanssa, sillä spektroskopian keinoin ei ole pystytty selvittämään syytä planeetan tummaan olemukseen.

Tutkijoiden mukaan pienet hiilihiukkaset ovatkin kuin näkymätöntä maalia. Komeetat ovat töhrineet sillä Merkuriusta kenenkään huomaamatta vuosimiljardien ajan.

Tutkimuksesta kerrottiin Brown-yliopiston uutissivuilla ja se ilmestyi tänään Nature Geoscience -lehdessä (maksullinen).

Kuvat: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington / Ames

 

Juttuja samasta aiheesta