水星外觀與月球十分相似,表面布滿大大小小的環形山(撞擊坑),且兩者有個共通點──缺乏大氣層。水星在 46 億年前形成時,曾經歷過彗星與小行星短暫的輪番撞擊,但由于水星表面缺乏大氣層來減緩撞擊,導致水星表面布滿了大量的隕石坑??茖W 家曾假設,這些撞擊坑與太陽風粒子轟擊的過程中,在水星表面覆蓋了一層薄薄的、暗色的鐵納米粒子。但科學家分析水星光譜資料后發現,其表面的納米鐵含量相 當稀少,證明先前的假設不足以解釋水星的黑暗面貌成因。

研究指出,彗星塵埃成分中有 25% 的碳,當彗星靠近水星、接近太陽時,會被加熱而開始碎裂,在這段過程中,彗星分裂的碎片會持續轟擊水星,也因此碳塵得以將水星表面“漆”黑。
這項研究由美國勞 倫斯利福摩爾國家實驗室(LLNL)博士后研究員 Megan Bruck Syal 所主導,Syal 透過水星的隕石通量及撞擊影響模型,估算出彗星 分裂時釋放出的碳塵多久會影響水星一次,其中有多少碳粒子會留在表面、多少會被釋放到太空中。經估算后她認為,數十億年的轟擊已讓水星表面的碳含量達 到 3% 至 6%。
算出水星表面的碳含量后,接著就要找出碳含量中造成其表面黑暗的比例為何。研究團 隊以 NASA 的 Ames Vertical Gun Range(規格為 0.3 口徑的瓦斯槍及火藥槍),以其每小時約 25.7 公里的時速, 模擬發射拋射體對星體的影響,至于拋射體則模擬彗星成分、以糖為材料。
研究團隊將拋射體發射至模擬月海玄武巖(月球表面呈現大塊黑色的玄武巖平原)的材料,而拋射體在發射后,受碰撞產生的熱能使糖材料燃燒,發布的碳粒子使模擬月海玄武巖的材料表面反射光減少了 5%,其剩余的反射光約等同于目前水星最黑暗的表面區塊。
至于為何要用月海玄武巖模擬水星表面呢?研究團隊表示,之所以選擇玄武巖,是要看 看若原先表面就十分黑暗,還能否受碳粒子影響而加深漆黑程度。奇妙的是,盡管實驗結果顯示水星表面可能是被彗星碳塵“漆”黑的,但光譜分析中并沒有看到任 何碳的光譜訊號,也就是說,碳就好比無形的油漆,在數十億年來持續為水星表面漆上隱形的涂黑劑。

