Новая гипотеза происхождения Меркурия объясняет его уникальное строение

Необычная история формирования Меркурия: новые данные от бразильских ученых

Меркурий, самая маленькая планета солнечной системы и ближайший к нашему светилу объект, издавна привлекает внимание астрономов своей загадочной природой. Поверхность этой скалистой планеты усеяна кратерами, что заставляет многие исследовательские группы сравнивать её с Луной. Тем не менее, у Меркурия есть свои уникальные характеристики: от экстремальных температурных колебаний — от -180°C ночью до 430°C днем, до наличия льда в постоянно затененных кратерах на полюсах.

Несмотря на всю собранную информацию о Меркурии, одна из главных его загадок — история его формирования — оставалась неразгаданной. Уникальное строение планеты, заключающее в себя громадное железное ядро — около 70% её массы — и тонкую мантию, поставило под сомнение традиционные теории её образования. Ранее считалось, что высокие температуры, исходящие от Солнца, могли испарить внешние слои планеты. Однако данные, полученные от зонда MESSENGER, опровергли эту гипотезу, обнаружив на поверхности Меркурия легкие элементы, что подорвало логику о механизме испарения.

Как новая версия, выдвинута гипотеза о столкновении Меркурия с небесным телом, которое могло «сорвать» его мантию. Однако предыдущие исследования уделяли внимание в основном ударам более мелких объектов. Сегодняшние компьютерные модели показывают, что в ранней солнечной системе взаимодействия тел схожих размеров происходили гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Это открытие ставит под сомнение традиционные представления о формировании планет.

Группа ученых, возглавляемая Патриком Франко из Национальной обсерватории Бразилии, провела новое компьютерное моделирование возможных столкновений, результаты которого опубликованы на сервере препринтов arXiv. Исследователи смоделировали прото-Меркурий с массой около 0,13 от массы Земли и с 30% содержанием железа, который сталкивался с различными небесными телами. В своих симуляциях они варьировали скорость удара и угол столкновения, чтобы определить, какие условия могли привести к формированию планеты, схожей по массе и составу с Меркурием.

Три серии симуляций продемонстрировали, что при стандартных параметрах не удавалось достичь результатов, аналогичных тем, что наблюдаются на поверхности Меркурия. Уменьшение угла удара в более поздних моделях показало обнадеживающие результаты, однако наилучшие выводы были сделаны в третьей серии, когда финальная модель планеты оказалась всего на 5% массивнее современного Меркурия, а процент железного ядра варьировался от 65% до 75%.

Важно отметить, что Меркурий — не единственная планета, формировавшаяся в результате таких столкновений: аналогичное событие могло привести к образованию Луны. Тем не менее, условия, при которых это произошло, значительно различались от тех, что наблюдаются на Меркурии.

Полученные результаты подчеркивают, что планета с параметрами, схожими с теми, что есть у Меркурия, могла образоваться благодаря касательному столкновению с телом аналогичной массы. Данная гипотеза становится всё более вероятной, учитывая крайне редкие, но возможные обстоятельства, связанные с этим процессом.

Так, результаты нового исследования не только открывают новые горизонты в понимании природы формирования одной из самых близких к Солнцу планет, но и служат катализатором для пересмотра существующих моделей формирования планет в рамках солнечной системы.