Завдяки новій методиці, заснованій на аналізі магнітних хвиль, вчені вперше виявили літій в атмосфері Меркурія. Це дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, стало першим підтвердженням наявності літію біля найменшої планети нашої сонячної системи. Екзосфера Меркурія, на відміну від щільних атмосфер, має тонкий шар частинок, що робить традиційні методи пошуку недостатніми. Замість того, щоб шукати атоми, вчені проаналізували циклотрони магнітних хвиль—електромагнітний слід, що залишає сонячний вітер під час взаємодії з нещодавно іонізованим літієм. Ці слабкі сигнали нарешті підтвердили давно обговорювану присутність літію.
Дані MESSENGER виявляють сліди літію від ударів метеороїдів в екзосфері Меркурія
Згідно з інформацією Австрійської академії наук, команда дослідників під керівництвом Даніеля Шміда вивчила чотири роки даних про магнітне поле, зібраних космічним апаратом NASA MESSENGER. Дванадцять короткочасних подій—кожна тривала лише кілька хвилин—показали ці специфічні сигнатури хвиль, пов’язані з літієм.
Хвилі виникають, коли ультрафіолетове випромінювання від Сонця іонізує атоми літію, і тимчасовий літієвий вітер несе іонізовані атоми в космос, що збільшує швидкість формування електромагнітних нестабільностей. Ці пертурбації викликають коливання на єдиній частоті циклотрону, яка визначається масою та зарядом літію (так, що він ідентифікується як літій непрямими магнітними вимірюваннями).
Літій є важким для виявлення, оскільки цей рідкісний лужний метал розподілений дуже тонко. Традиційні детектори частинок на Mariner 10 та MESSENGER не змогли безпосередньо його зафіксувати. Найбільш ймовірним джерелом є удари метеороїдів, які можуть викликати нагрівання парових хмар під час зіткнень та викидати літій в екзосферу.
Поверхня Меркурія постійно поповнюється внаслідок екстравагантного бомбардування, згідно з дослідженням, яке пов’язує виявлені події з ударами метеороїдів розміром 13-21 сантиметр. Ці високошвидкісні зіткнення можуть перетворювати до 150 разів свою масу в пару, насичуючи атмосферу леткими сполуками, такими як літій.
Дослідження Шміда показує, що такі процеси можуть віддавати або набувати леткі елементи й у інших безповітряних тілах, що може змінити наше розуміння геохімічної історії Меркурія і відкрити нові етапи дослідження екзосфери.