第一個謎團：水星表面不明反光物質。在信使號拍攝的水星表面圖像中，可以清晰地看到明亮的，呈斑點狀的撞擊坑，如果沒有這種高分辨率的圖像，這一切任然是個謎。新的水星表面雙重成像系統把分辨率提升至10米級，在這個級別的分辨率下，水星表面的從幾百米到幾公里直徑的撞擊坑構造將異常清晰。同時通過圖像也發現，在撞擊坑的周圍出現不明高反光率的物質，在圖像上形成光暈，這種情況分布在不僅在撞擊坑周圍出現，中央山峰以及環形峰周圍也有出現。
以上出現的不明反光材料不同于科學家在月球以及過去在水星所觀測到的，這完全是一種新的地貌特征。根據約翰霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）科學家Brett Denevi介紹，通過對馬里蘭州信使號探測器成像管理小組的討論，不明反光物質形成的年代應該比較晚，也預示這在水星的地殼中蘊藏著某種具有揮發性充分的物質，而這種物質還應該是極其豐富的。
第二個謎團：硫等元素含量以及火山活動。信號號上搭載的X射線分光光度計（XRS）是主要用于探測水星關鍵性元素豐度的工具，通過軌道勘察，鎂/硅，鋁/硅，鈣/硅的平均比率值在水星表面部分區域異常偏高，這與月球表面的情況大相徑庭，水星表面廣大區域卻基本不存在長富巖。
同時，XRS也發現水星表面存在大量的硫化物，這一點符合地面的天文臺對水星的觀測報告。這一發現表明：在同等情況下，水星表面的沉積物起源收到的氧化程度要遠遠小于其他的類地行星，這對全面理解水星上的火山活動具有非常積極的潛在意義。
第三個謎團：水星極區冰層之謎。目前，信使號得水星激光高度儀通過將近200萬次的軌道掃描，已經繪制出完整的水星北半球的地形圖，水星北半球大尺度地質構造以及剖面地質特征都以高分辨率的圖像呈現。通過對圖像的研究，科學家發現在水星北極極區附近，山脈或者其他地質地貌的海拔高度普遍偏低。
然而，早在20年前，地球上行星雷達散射圖像顯示，在水星的北極和南極都存在大量的極地冰沉積物，這些沉積物主要由液態水在極度嚴寒的條件下形成的，而這些冰沉積物主要蘊藏在極地撞擊坑中的背陽一面，由于永久無法被陽光照射，而且溫度極低，所以這些冰沉積物能永遠一直維持這種狀態。信使號的新任務就是利用高度計，對極地撞擊坑進行測繪，通過對撞擊坑的詳細探測，可以在一定程度上了解水星極區冰沉積物的含量。
第四個謎團：水星磁層高能粒子暴之謎。早在1974年，水手十號首次飛越水星時的一個重大發現就是水星不僅具有像地球一樣的磁層，在磁層上還發生較為頻繁的高能粒子暴，而且水手十號曾同時觀測到4次高能粒子暴，但是這里就引出了一個問題：為什么信使號探測器連續三次飛越水星時卻沒有探測如此高密度的高能粒子暴呢？現在信使號就位于水星的近日點上，將進行軌道修正。從目前的跡象看，水星磁層出現的高能粒子暴更趨向帶有某種未知的“定時”誘發機制，這進一步給水星的磁層蒙上了神秘的面紗。
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