IJs in kraters aan de polen van Mercurius

Ruim twee jaar geleden maakten Amerikaanse astronomen bekend dat er aan de polen van Mercurius, de planeet die drie maal zo klein is als de aarde, ook ijs voorkomt. Dat hadden zij afgeleid uit de ongewoon sterke reflecties van radargolven die met de 70 meter radiotelescoop van de NASA te Golstone naar deze planeet waren gezonden. De bekendmaking van deze ontdekking werd met vrij grote skepsis ontvangen, want Mercurius staat van alle planeten het dichtst bij de zon. Nieuwe waarnemingen blijken de ontdekking echter te bevestigen.

De nieuwe waarnemingen werden gedaan met de 300 meter grote radiotelescoop bij Arecibo, op Puerto Rico. Daarmee werden de poolgebieden van Mercurius op radargolflengten met een detailscherpte van 15 km in kaart gebracht. Deze waarnemingen laten zien dat vele gebiedjes met hoge radar-relfectiviteit samenvallen met de posities van inslagkraters in dit gebied. Zij hebben een 'radarsignatuur' die veel lijkt op die van de ijsmanen van Jupiter en de zuidpoolkap van Mars.

Hoe kan er nu op een planeet waar het overdag 430 orrespondentC wordt (ver boven het smeltpunt van lood) ook ijs bestaan? Het antwoord ligt in drie kenmerken van Mercurius. De rotatie-as van deze planeet staat vrijwel loodrecht op het baanvlak, zodat in de poolgebieden alleen het randje van de zon boven de horizon verschijnt. Verder is het oppervlak bezaaid met kraters en in de poolgebieden zorgen hun wanden er voor dat het zonlicht nooit de bodem bereikt. En tenslotte heeft Mercurius, net als onze maan, geen atmosfeer. De uitstraling is zeer groot, waardoor de temperatuur sterk kan dalen (Nature 369, p. 214).

Astronomen hebben berekend dat de temperatuur van de kraterbodems aan de polen van Mercurius niet boven de -170orrespondent C uitkomt. Het blijft daar voldoende koud om de permanente aanwezigheid van ijs mogelijk te maken. Zelfs sublimatie (verdamping) van ijs vindt bij deze temperatuur niet plaats. Het ijs zou ontstaan kunnen zijn door het ontsnappen van gassen uit het inwendige van de planeet, de inslag van kometen en chemische processen die onder invloed van de geladen deeltjes van de zon aan het oppervlak plaatsvinden.

De ontdekking van ijs op Mercurius zal ongetwijfeld invloed hebben op het ontwerp van een mogelijke toekomstige ruimtesonde voor het onderzoek van Mercurius (zoals het project van het Europese ruimte-agentschap ESA). Ook is opeens de theorie van de Amerikanen K. Watson, B.C. Murray en H. Brown weer actueel geworden. Deze astronomen suggereerden ruim dertig jaar geleden dat zich in de kraters aan de polen van de maan ijs zou kunnen bevinden. Geen enkel ruimtevaartuig was echter voorzien van een instrument waarmee dit later had kunnen worden aangetoond. En de Amerikaanse astronauten zijn steeds in de 'warmere' streken van de maan geland.