ตั้งแต่ปี พ.ศ.2555 นักดาราศาสตร์สามารถยืนยันได้แล้วว่ามีน้ำแข็งในหลุมอุกกาบาตที่ขั้วดาวพุธ จากผลการสำรวจของยานอวกาศเมสเซนเจอร์ (MESSENGER) แต่ยังไม่มีนักดาราศาสตร์คนใดทราบสาเหตุการเกิดน้ำแข็งบนดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด และมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงสุดถึง 400 องศาเซลเซียส

as20200501 3 01

Credit: NASA

 

แต่ปัจจุบัน แบรนท์ โจนส์ (Brant Jones) นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย และทีมวิจัยของเขาเสนอความเห็นว่า น้ำแข็งที่พบบนดาวพุธมีปริมาณมากกว่าที่พบบนดวงจันทร์ทั้ง ๆ ที่ดาวพุธมีอุณหภูมิสูงกว่ามาก แต่อย่างไรก็ดี กระบวนการที่ทำให้เกิดน้ำแข็งบนดาวพุธก็ใช้หลักการเดียวกันกับน้ำแข็งบนดวงจันทร์ แตกต่างกันที่บางปัจจัยเท่านั้น

ย้อนกลับไปเมื่อ พ.ศ. 2552 มีนักวิทยาศาสตร์เสนอว่า กระบวนการการเกิดน้ำแข็งบนดวงจันทร์ เกิดจากอนุภาคมีประจุในลมสุริยะเคลื่อนที่มาปะทะกับออกซิเจนที่กระจายอยู่บนพื้นผิว เกิดเป็นโมเลกุลไฮดรอกซิล (OH) ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจนและไฮโดรเจนอย่างละหนึ่งตัว

แบรนท์จึงนำแนวคิดของกระบวนการข้างต้นมาวิเคราะห์อีกครั้งร่วมกับโทมัส ออร์แลนโด (Thomas Orlando) นักจัยร่วมสถาบันเดียวกัน และตีพิมพ์งานวิจัยในปี พ.ศ. 2561 ให้ผลว่า หลักการดังกล่าวจะทำให้เกิดไฮดรอกซิลบนดวงจันทร์ปริมาณมาก แต่เกิดโมเลกุลน้ำได้น้อยเนื่องจากมีอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยต่ำ  และกระบวนการเกิดโมเลกุลน้ำด้วยหลักการนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับทั้งดาวเคราะห์น้อย ดาวพุธ หรือวัตถุอื่น ๆ ที่ปะทะกับลมสุริยะโดยตรง

 

as20200501 3 02

Credit: NASA / MESSENGER

 

ล่าสุด งานวิจัยตีพิมพ์ลงในวารสาร Astrophysical Journal Letters เมื่อวันที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2563 เรื่องเกี่ยวกับการเกิดน้ำแข็งบนดาวพุธอีกครั้ง พร้อมอธิบายถึงปัจจัยที่สำคัญที่ทำให้ดาวพุธมีน้ำแข็งมากกว่าดวงจันทร์

“อีกหนึ่งปัจจัยที่สำคัญในการสร้างโมเลกุลของน้ำ คือ ความร้อน”

ในตอนกลางวันดาวพุธมีอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยสูงถึง 400 องศาเซลเซียส และมีโมเลกุลที่มีหมู่ไฮดรอกซิลกระจายตัวไปทั่วพื้นผิวดาว ความร้อนจะเป็นเครื่องมือที่ช่วยให้ไฮดรอกซิลหลุดหลุดลอย และรวมตัวเข้ากับไฮดรอกซิลตัวอื่น ๆ เกิดเป็นโมเลกุลน้ำและแก๊สไฮโดรเจนทั่วดาวพุธ

โมเลกุลของน้ำบางโมเลกุลจะแตกตัวต่อเมื่อได้รับแสงดวงอาทิตย์ แต่โมเลกุลของน้ำที่ลอยเข้าไปในเงาของหลุมอุกกาบาตจะสะสมตัวมากขึ้น จึงก่อตัวเป็นน้ำแข็งที่เงาหลุมอุกกาบาตอย่างถาวร และเนื่องจากดาวพุธไม่มีชั้นบรรยากาศ จึงไม่สามารถกักเก็บความร้อนได้ ส่งผลให้บริเวณเงาของหลุมอุกกาบาตมีอุณหภูมิเย็นจัดถึง -200 องศาเซลเซียส และในช่วง 3 ล้านปี กระบวนการนี้สามารถสร้างน้ำแข็งขึ้นได้ประมาณ 10 ล้านล้านกิโลกรัม คิดเป็นร้อยละ 10 ของน้ำแข็งบนดาวพุธทั้งหมดเลยทีเดียว

 

อ้างอิง

https://www.universetoday.com/145410/the-intense-heat-from-the-sun-helps-ice-form-on-mercury-wait-what/

https://www.firstpost.com/tech/science/mercurys-extreme-daytime-heat-turns-its-poles-into-ice-making-chemistry-lab-study-8154511.html

 

เรียบเรียง: น.ส.ฟ้าประกาย เจียรคุปต์ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.

 

| Category: ข่าวดาราศาสตร์ | Hits: 578