ดาวพุธ เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในระบบสุริยะ พื้นผิวของดาวพุธจึงร้อนจัด ในบางพื้นที่ร้อนถึงกับหลอมตะกั่วได้ แต่นักดาราศาสตร์พบว่าที่ขั้วทั้งสองของดาวพุธกลับเป็นดินแดนแห่งความหนาวเหน็บ และอาจมีน้ำแข็งกักอยู่ตามก้นแอ่งมากถึงหนึ่งล้านล้านตัน
เรื่องน้ำแข็งบนขั้วดาวพุธไม่ใช่เรื่องใหม่ การสำรวจด้วยเรดาร์เมื่อสองทศวรรษก่อนได้พบบริเวณที่ขั้วดาวพุธสะท้อนเรดาร์ได้ดี ในขณะนั้นนักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าสาเหตุน่าจะเกิดจากน้ำแข็ง แต่ยังยืนยันไม่ได้ชัดเจน เพราะวัตถุชนิดอื่นอย่างเช่นกำมะถันก็สะท้อนเรดาร์ได้ดีเหมือนกัน 
แม้พื้นผิวของดาวพุธจะมีอุณหภูมิสูงถึง 400 องศาเซลเซียส แต่ที่บริเวณขั้วดาวซึ่งแสงอาทิตย์จะส่องเลียดพื้นผิวตลอดเวลา ทำให้บริเวณที่เป็นก้นแอ่งหรือหุบจะอยู่ในร่มแสงอาทิตย์ตลอดเวลา บริเวณดังกล่าวจึงเย็นจัดพอที่จะเป็นที่เก็บน้ำแข็งได้
การสำรวจโดยยานเมสเซนเจอร์เมื่อไม่นานมานี้ได้ยืนยันว่ามีน้ำแข็งอยู่ที่ขั้วดาวพุธจริง และน้ำแข็งบนดาวพุธก็ดูเหมือนจะบริสุทธ์กว่าน้ำแข็งที่ก้นหลุมบนดวงจันทร์ของโลก แสดงว่าดาวพุธทำหน้าที่เป็นกับดักน้ำแข็งจากดาวหางและดาวเคราะห์น้อยได้ดีกว่า
นักสำรวจคณะหนึ่ง ได้ใช้เครื่องวัดสูงบนยานเมสเซนเจอร์ยิงพัลส์ของเลเซอร์อินฟราเรดลงไปบนดาวพุธ และพบบริเวณสว่างจ้าที่อยู่ในหุบอันมืดมิดเก้าแห่งใกล้ขั้วเหนือของดาวพุธ เชื่อว่าบริเวณสว่างจ้าเหล่านี้คือน้ำแข็ง มีตำแหน่งสอดคล้องกับพื้นที่เย็นจัดในแผนที่อุณหภูมิที่สร้างจากแบบจำลองทางโทโพกราฟี คาดว่าบริเวณเหล่านี้ไม่เคยมีอุณหภูมิสูงกว่า -170 องศาเซลเซียส
คณะสำรวจอีกคณะหนึ่ง ได้ใช้สเปกโทรมิเตอร์นิวตรอนของยานเมสเซนเจอร์ และได้พบเอกลักษณ์ของไฮโดรเจนอย่างเด่นชัดในบริเวณเดียวกัน ที่มาของไฮโดรเจนเหล่านั้นก็คาดว่าอยู่ในน้ำแข็งนั่นเอง 
การที่ข้อมูลจากแหล่งที่ต่างกันสามทางล้วนแต่สนับสนุนทฤษฎีน้ำแข็ง จึงน่าจะสรุปได้อย่างแน่ชัดว่า มีน้ำแข็งอยู่บนขั้วดาวพุธอยู่จริง
"ไม่เพียงแต่จะเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุดเท่านั้น แต่เราไม่เห็นคำอธิบายอื่นที่สามารถเชื่อมข้อมูลทั้งสามแหล่งเข้าด้วยกันได้ นอกจากเรื่องน้ำเท่านั้น" ลอเรนซ์ หัวหน้าคณะสเปกโทรมิเตอร์กล่าว
นักดาราศาสตร์พบว่า บริเวณที่ล้อมรอบพื้นที่สว่างจ้าตามข้อมูลจากคณะที่ใช้เลเซอร์ ซึ่งเป็นบริเวณที่ได้รับความร้อนและแสงแดดได้มากกว่า มีสีคล้ำกว่า จากการวัดด้วยนิวตรอนบ่งบอกว่าบริเวณสีคล้ำนี้คือชั้นของวัตถุที่มีความหนาราว 10 เซนติเมตร แผ่ปกคลุมน้ำแข็งอยู่ ทำหน้าที่เป็นฉนวน
เดวิด เพจ นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ ลอสแองเจลีส ผู้เขียนคนที่หนึ่งของรายงานวิจัยฉบับที่ใช้แบบจำลองทางอุณหภูมิอธิบายว่า คาดว่าวัสดุคล้ำดังกล่าวนี้ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนซับซ้อนที่มาจากดาวหางและดาวเคราะห์น้อย เมื่อดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อยมาพุ่งชนดาวพุธ วัสดุเหล่านี้ก็กระจายไปทั่วดาวพุธ บางส่วนก็ปลิวมาทับถมปะปนอยู่กับน้ำแข็งที่แอ่งอันหนาวเหน็บนี้ 
เมื่อเวลาผ่านไป เมื่อความร้อนจากแสงอาทิตย์แผ่เข้ามายังบางส่วนของแอ่งน้ำแข็งในบางครั้ง ทำให้น้ำแข็งบางส่วนระเหยไป ทิ้งให้วัสดุไฮโดรคาร์บอนหลงเหลืออยู่บนผิวหน้า และต่อมาแสงแดดก็ทำให้วัตถุเหล่านี้คล้ำลงไป
หลุมอุกกาบาตขนาดเล็กอาจถูกทับถมลบเลือนไปได้หากเวลาผ่านไปเป็นพันล้านปี ดังนั้นนักดาราศาสตร์ที่ศึกษาจากเมสเซนเจอร์ในครั้งนี้จึงเชื่อว่าแอ่งน้ำแข็งที่พบน่าจะมีอายุน้อยกว่านั้นมาก บางทีอาจมีอายุราว 50 ล้านปีเท่านั้น