Mercury's Extreme Heat Chemically Alters Rock in Hours, Study Finds
Rocks on Mercury's surface undergo permanent color and reflectivity changes after just one thermal cycle in extreme solar radiation, new experiments show. The findings could reshape how space agencies interpret data from Mercury missions and design equipment for future exploration in harsh planetary environments.
Originaltitel: Experimental investigation of solar radiation effects on Mercury’s surface regolith
Jordstyrkningarnas vägnötning under extrema solvärmeförhållanden kan förutsägas genom att simulera Merkurius ytförhållanden – en upptäckt som väsentligt förbättrar materialvalet för framtida rymduppdrag. Forskare vid Luleå tekniska universitet exponerade bergsprover för Merkurius motsvarande solstrålning med hjälp av simulatorn SHINeS, vilken återskapar solintensiteten vid planetens perihelion (0,31 au). Efter endast en värmecykel visade all material permanenta spektralförändringar: mörkare färg i både synligt och närinfrarödt spektrum samt rödförskjutning. Böninit, basalt och diorit – med låg albedo – var mest benägna att genomgå förändringar. Upptäckten är relevant för leverantörer av rymdmaterial och FoU-avdelningar som utvecklar instrumentskydd och ytstrukturer för Merkuriusuppdrag. Eftersom värmecyklerna på Merkurius är bland de mest extrema i solsystemet behöver materialegenskaper karakteriseras före kvalificering av komponenter för dessa missioner.
<p>The surface of Mercury is exposed to extreme diurnal thermal variations caused by the high intensity of solar radiation, the radiative loss due to the planet’s lack of atmosphere, its eccentricity and its 3:2 spin - orbit resonance. This work presents an experimental study on terrestrial rocks used as Mercury analogues subjected to hermean conditions. We simulate the power density of a planetary surface at Mercury’s perihelion distance of 0.31 au using the Space and High-Irradiance Near-Sun Simulator (SHINeS) at Luleå University of Technology. The reflectance spectra were acquired in the visible and near-infrared wavelength range for every sample before and after irradiation. Permanent spectral changes are observed in all samples towards the longer wavelengths in the visible spectrum after only one thermal cycle. Darkening is evident in both the visible and near-infrared spectrum ranges, combined with reddening in the visible-to-near-infrared region in most of our samples. We propose that darker samples like boninite, basalt, and diorite are more likely to experience spectral changes due to their low albedo. </p>