Большая катастрофа: новая теория объясняет необычное происхождение планеты Меркурий

Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет EarthSky.

Меркурий является каменистой планетой, поверхность которой покрыта кратерами, а потому он напоминает Луну. Но эта планета имеет свою уникальную геологию, историю и характеристики. Температура на Меркурии колеблется от минус 180 градусов Цельсия ночью до плюс 430 градусов Цельсия днем. Планета совершает полный оборот вокруг Солнца за 88 земных дней и медленно вращается вокруг своей оси. Несмотря на то, что Меркурий находится близко к Солнцу, в его постоянно затененных кратерах возле полюсов находится водяной лед.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые давно пытаются выяснить, как образовалась эта планета. Новая теория предполагает, что Меркурий был создан в результате скользящего гигантского столкновения двух каменистых тел схожего размера несколько миллиардов лет назад.

Меркурий — это уникальный и странный мир. Ученые ранее обнаружили доказательства возможного наличия слоя алмазов толщиной 16 км между ядром и мантией планеты, а также ледников, которые могут быть даже пригодны для жизни.

Железное ядро Меркурия ​​окружает относительно тонкая силикатная мантия. Фактически, твердое внутреннее ядро ​​и расплавленное внешнее ядро ​​вместе занимают почти 85% диаметра планеты. Это намного больше, чем у любой другой каменистой планеты в Солнечной системе.

Ранняя Солнечная система была хаотичным местом, где происходили частые столкновения между каменистыми телами. Необычно большое ядро ​​Меркурия заставило ученых выдвинуть гипотезу о том, что гигантское столкновение с гораздо более крупным телом могло бы удалить внешние слои планеты.

Но моделирование ранней Солнечной системы показало, что колоссальные столкновения между объектами очень разного размера были относительно редким явлением. С другой стороны, новое моделирование предполагает, что скользящие столкновения между каменистыми телами схожего размера происходили гораздо чаще. Фактически, они, вероятно, составляли около 1/3 всех столкновений в ранней Солнечной системе. И именно так, как говорит новая теория, вероятно, образовался Меркурий. Ученые считают, что уникальная геология планеты могла возникнуть в результате мощного столкновения, которое стерло большую часть ее первоначальной каменистой мантии.

В исследовании ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить, как столкновения между объектами схожих размеров могут создать планету, похожую на Меркурий. В моделировании использовалось основное тело, то есть прото-Меркурий с массой чуть более 10% от массы Земли и 30% содержанием железа. В ходе моделирования ученые экспериментировали с вторичными телами разного размера с различным количеством железа, а также меняли скорость и угол столкновения.

Ученые экспериментировали со сценариями столкновений, которые могли произойти миллиарды лет назад в ранней Солнечной системе, что привело бы к образованию планеты с массой и составом Меркурия.

В конечном итоге моделирование показало конфигурацию, при которой Меркурий задел каменистый объект аналогичного размера в результате скользящего столкновения. Этот удар привел к потере большей части мантии планеты.

В этом сценарии образовалась планета, масса которой соответствовала массе Меркурия, с ядром, состоящим на 65-75% из железа, что соответствует текущему значению в 70%. Ученые считают, что это является доказательством того, что гигантское столкновение могло создать Меркурий таким, каким мы знаем его сегодня.

Как уже писал Фокус, наименее изученная планета Солнечной системы изменилась за 20 лет. Анализ данных наблюдений космического телескопа Хаббл за планетой Уран предоставил новые сведения о сложных атмосферных изменениях, которые в значительной степени обусловлены воздействием излучения Солнца.

Также Фокус писал о том, что физики стали на шаг ближе к пониманию причины того, почему Вселенная не уничтожила себя в самом начале своей истории, хотя это могло произойти.