Происхождение Меркурия, состоящего на 70% из металлов, было давней загадкой в планетологии. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале «Nature Geoscience», Меркурий и другие объекты, которые необычайно богаты металлами, могут являться реликтами, оставшимися после случайных столкновений в ранней Солнечной системе.
Вопрос об образовании Меркурия всегда был трудным в планетологии, так как его состав имеет сильные отличия от состава других планет земной группы и Луны. Эта небольшая внутренняя планета содержит железа в два раза больше, чем любая другая планета земного типа. Железное ядро Меркурия составляет 65 процентов от его массы, что в два раза больше чем у Земли.
Как так случилось, что планеты Земля, Венера и Марс являются в основном «хондритовыми», а богатый металлами Меркурий выглядит на их фоне такой аномалией? Профессор Университета штата Аризона Эрик Асфауг давно пытался найти ответ на вопрос, как такая планета могла образоваться из пыли, льда и газа в ранней Солнечной системе.
Существует ряд неудачных гипотез образования Меркурия, но ни одна из них не смогла объяснить, как Меркурий мог потерять свою мантию, при этом сохранив значительные уровни легко испаряющихся элементов и соединений. На Меркурии находится значительно больше летучих веществ, чем на Луне. Это заставляет ученых думать, что его образование не могло иметь ничего общего с гигантским ударом, оторвавшим мантию, что ранее было распространенным популярным мнением.
Для объяснения загадки состава Меркурия, необычайно богатого металлами, Эрик Асфауг и Андреас Рейфер из Бернского университета выдвинули новую гипотезу о столкновении по касательной траектории. При данном столкновении с более крупной планетой (прото-Венерой или прото-Землёй) прото-Меркурий теряет половину своей мантии в результате травмирующего удара. Несколько столкновений по касательной могли потенциально сорвать мантию с прото-Меркурия, оставив после себя тело, состоящее в основном из железа. Это также объясняет ряд основных загадок планетарного образования, включая удержание летучих веществ.
Асфауг и Рейфер разработали статистический сценарий того, как планеты сливаются и растут, основываясь на общепринятом представлении о том, что Марс и Меркурий являются двумя последними реликтами первоначальной популяции, состоящей примерно из 20 тел, которые в основном слились, чтобы сформировать Венеру и Землю.
«Как повезло Марсу и Меркурию? Марс так и не столкнулся с каким-либо более крупным объектом с момента его образования. Меркурий, каждый раз сталкивался с более крупной планетой скользящим ударом, не сумев аккрецироваться», - объясняет профессор Асфауг.
«Удивительный результат, который мы показали, заключается в том, что реликты, выжившие после столкновения по касательной, могут существовать не только в редких случаях. То есть в среднем неаккретированное тело может подвергаться более чем одному скользящему столкновению», - объясняет Асфауг. «Мы предполагаем, что одно или два таких столкновения могут объяснить массивное металлическое ядро Меркурия и очень тонкую скалистую мантию».
По словам Рейфера, который выполнял компьютерное моделирование для исследования, «Столкновения гигантов нанесли последние штрихи на наши планеты. Только недавно мы начали понимать, насколько глубокими могут быть эти заключительные штрихи».
«Смысл динамического сценария наконец-то объясняет, где находится «недостающая мантия» Меркурия - она на Венере или на Земле», - говорит Асфауг.
Нарушенная формация
Данное моделирование дополнило современную теорию образования планет: протопланеты эффективно сливаются в более крупные объекты при каждом столкновении.
«В целом протопланеты сливаются и растут, иначе планет не было бы», - говорит Асфауг. «Но процесс формирования планет на самом деле представляет собой очень беспорядочный процесс с очень большими потерями, и если принять это во внимание, совсем не удивительно, что реликты, такие как Меркурий, Марс, и астероиды настолько разнообразны».
«Он (Меркурий) не пропал - в конечном счете, он находится внутри мантии планет», - объясняет Асфауг. «Он поглощался более крупными растущими планетными телами в каждой серии столкновений».
Подписывайтесь на канал Глубины космоса, будет много интересного!
Читайте также:
Откуда Энцелад получает энергию
На экзолунах может существовать жизнь
Кайдун – метеорит с марсианской луны