kvicksilver, vår minsta planetariska granne, har väldigt lite att kalla en atmosfär, men det har ett konstigt vädermönster:morgonmikro-meteorskurar.

Ny modellering tillsammans med tidigare publicerade resultat från NASA:s MESSENGER-rymdfarkoster – förkortning för Mercury Surface, Rymdmiljö, Geokemi och avstånd, ett uppdrag som observerade Merkurius från 2011 till 2015 – har kastat nytt ljus över hur vissa typer av kometer påverkar det skeva bombardemanget av Merkurius yta av små dammpartiklar som kallas mikrometeoroider. Den här studien gav också ny insikt i hur dessa mikrometeoroidskurar kan forma Merkurius mycket tunna atmosfär, kallas exosfär.

Forskningen, ledd av Petr Pokorný, Menelaos Sarantos och Diego Janches från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, simulerade variationerna i meteoroidspåverkan, avslöjar överraskande mönster när det gäller tid på dygnet. Dessa fynd rapporterades i Astrofysiska tidskriftsbrev den 19 juni, 2017.

"Observationer av MESSENGER indikerade att damm till övervägande del måste komma till Merkurius från specifika riktningar, så vi försökte bevisa detta med modeller, ", sa Pokorný. Det här är den första simuleringen av meteoroidspåverkan på Merkurius. "Vi simulerade meteoroider i solsystemet, särskilt de som kommer från kometer, och låt dem utvecklas över tiden."

Tidigare fynd baserade på data från MESSENGERs ultravioletta och synliga spektrometer avslöjade effekten av meteoroidspåverkan på Merkurius yta under hela planetens dag. Närvaron av magnesium och kalcium i exosfären är högre vid Merkurius gryning - vilket indikerar att meteoroidnedslag är vanligare oavsett vilken del av planeten som upplever gryning vid en given tidpunkt.

Denna asymmetri mellan gryning och skymning skapas av en kombination av Merkurius långa dag, i jämförelse med sitt år, och det faktum att många meteroider i solsystemet färdas runt solen i motsatt riktning mot planeterna. Eftersom Merkurius roterar så långsamt - en gång var 58:e jorddag, jämfört med ett Merkuriusår, en komplett resa runt solen, varar bara 88 jorddagar — den del av planeten i gryningen tillbringar en oproportionerligt lång tid i vägen för en av solsystemets primära populationer av mikrometeoroider. Denna befolkning, kallade retrograda meteoroider, kretsar runt solen i motsatt riktning mot planeterna och består av delar från sönderfallna långtidskometer. Dessa retrograda meteroider färdas mot flödet av planettrafik i vårt solsystem, så deras kollisioner med planeter – Merkurius, i det här fallet – slå mycket hårdare än om de färdades i samma riktning.

Dessa hårdare kollisioner hjälpte teamet ytterligare att ta reda på källan till mikrometeoroider som stöter på Merkurius yta. Meteroider som ursprungligen kom från asteroider skulle inte röra sig tillräckligt snabbt för att skapa de observerade nedslagen. Endast meteoroider skapade av två vissa typer av kometer – Jupiter-familjen och Halley-typen – hade den hastighet som krävdes för att matcha observationerna.

"Hastigheten hos kometmeteoroider, som Halley-typ, kan överstiga 224, 000 miles per timme, " sade Pokorný. "Meteoroider från asteroider påverkar bara Merkurius med en bråkdel av den hastigheten."

kometer från Jupiter-familjen, som främst påverkas av vår största planets gravitation, har en relativt kort omloppsbana på mindre än 20 år. Dessa kometer tros vara små bitar av föremål med ursprung i Kuiperbältet, där Pluto kretsar. Den andra bidragsgivaren, Halley-typ kometer, har en längre omloppsbana som varar uppemot 200 år. De kommer från Oorts moln, de mest avlägsna objekten i vårt solsystem – mer än tusen gånger längre bort från solen än jorden.

Orbitalfördelningarna för båda typerna av kometer gör dem till idealiska kandidater för att producera de små meteoroider som påverkar Merkurius exosfär.

Pokorný och hans team hoppas att deras första fynd kommer att förbättra vår förståelse av den hastighet med vilken kometbaserade mikrometeoroider påverkar Merkurius, ytterligare förbättra noggrannheten hos modeller av Merkurius och dess exosfär.