Merkur beherbergt Wassereis im Schatten der steilsten Krater rund um seine Pole. Aber es ist unklar, wie diese Wassermoleküle auf Merkur gelandet sind. Jetzt zeigt eine neue Simulation, dass ankommende kleinere Körper wie Asteroiden, Kometen und Staubpartikel genug Wasser tragen, um alle vorhandenen Eisschilde zu berücksichtigen. Die Studie könnte die Grundlage für neue Forschungen zum Thema Wasser in exoplanetaren Systemen bilden. Die Arbeit wurde veröffentlicht in Ikarus am 19.04.
Wir wissen seit einigen Jahrzehnten, dass Merkur Wasser beherbergt. Sie könnten erwarten, dass dies nur in Form von Wasserdampf geschehen kann. Schließlich hat der Planet keine Atmosphäre, sodass wir eine Flüssigkeit aufgrund von Druckmangel ausschließen können. Und Merkur ist fast dreimal näher an der Sonne als die Erde, also scheint Wassereis auch nicht wahrscheinlich. Aber dann sind da noch die Krater. Steile Krater in hohen Breiten enthalten Mulden, die für immer in Dunkelheit gefangen sind und nur vom schwach leuchtenden Band der Milchstraße vor dem Hintergrund eines ewig schwarzen Himmels beleuchtet werden. Diese unheimlichen Orte beherbergen meterdicke Eisplatten auf dem sonnennächsten Planeten. Nun bleibt die Frage: Wie sind diese Wassermoleküle auf Merkur gelandet?
Erstautorin Kateryna Frantseva (SRON Netherlands Institute for Space Research / Universität Groningen) hat einen Algorithmus entwickelt, der Meteoriteneinschläge in Form von Asteroiden, Kometen und interplanetaren Staubpartikeln (IDPs) simuliert. Es stellt sich heraus, dass diese Körper im Laufe von einer Milliarde Jahren genug Wasser an die Oberfläche des Merkur bringen, um die Menge zu erklären, die wir derzeit sehen.
Frantseva sagte: „Wir können endogene Wasserquellen wie vulkanische Aktivität und Ausgasungen aus der Kruste und dem Mantel nicht ausschließen, aber dies zeigt, dass wir nichts anderes als Einschläge von kleineren Körpern brauchen, um das Wasser zu erklären, das wir auf Merkur sehen.“ Die Simulation zeigt, dass Binnenvertriebene mit über zehntausend Kilogramm pro Jahr die mit Abstand schwerste Last tragen. Im Vergleich dazu liefern Asteroiden und Kometen jährlich jeweils etwa tausend Kilogramm.
Die Simulation liefert eine Grundlage für neue theoretische Modelle zur Wasserversorgung von Exoplaneten – Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Diese können mit zukünftigen Beobachtungen verglichen werden, beispielsweise mit dem kürzlich gestarteten James-Webb-Teleskop, durch das Astronomen möglicherweise Wassersignaturen im Lichtspektrum erkennen können, das Asteroidengürtel in exoplanetaren Systemen aussenden, während sie Licht von ihrem Wirtsstern zurückstrahlen.
Kateryna Frantseva et al, Exogene Lieferung von Wasser an Merkur, Ikarus (2022). DOI: 10.1016/j.icarus.2022.114980