Первая планета от Солнца отличается от остальных землеподобных тел: почти 70% ее массы приходится на железное ядро, тогда как мантия очень тонкая. Классическая модель формирования планет предполагает, что подобное строение — результат столкновений с объектами разной массы. Однако теперь группа ученых предположила, что наиболее вероятным сценарием оказалось столкновение небесных тел схожего размера, то есть двух планет.
Меркурий остается одним из самых загадочных миров Солнечной системы: при диаметре всего 4880 километров его плотность сопоставима с Землей и Венерой. Данные зонда «Мессенджер», работавшего на орбите в 2011-2015 годах, показали, что в мантии и на поверхности планеты сохранились летучие элементы. Это существенно усложняет объяснение ее происхождения, поскольку в сценариях мощных столкновений или испарения часть веществ должна была исчезнуть.
В марте 2025 года астрономы из Бразилии, Германии и Франции предположили, что планета обрела свой нынешний облик, столкнувшись с «прото-Меркурием» — объектом примерно в два-шесть раз «тяжелее» Марса. Авария предположительно произошла в первые десятки миллионов лет существования Солнечной системы. Такая гипотеза также гласит, что Меркурий потерял большую часть коры и мантии в результате катастрофического столкновения с крупным небесным телом.
Теперь с помощью компьютерного моделирования международная исследовательская группа под руководством Патрика Франко (Patrick Franco) из Парижского института физики Земли (Франция), выдвинула другую гипотезу, показав, что наиболее вероятный сценарий формирования первой планеты от Солнца — это «скользящее» столкновение двух протопланет равных размеров и схожей массы, которое произошло на поздних этапах формирования нашей звездной системы.
Суть в том, что при определенных скоростях (22,3 километра в секунду) и углах (32,5°)
смоделированного исследователями столкновения один из объектов потерял значительную часть мантии, превратившись в небесное тело с доминирующим железным ядром. В частности, масса и состав остатков в моделях совпадали с современным Меркурием с точностью до 5%. Более того, в смоделированной эволюции протопланетных дисков столкновения между телами близкой массы встречаются куда чаще «экзотических» сценариев.
Успех, как отметили авторы статьи, зависит всего от нескольких факторов: даже небольшие изменения угла или скорости могли привести либо к незначительным потерям мантии, либо к полному слиянию тел. Проще говоря, Меркурий, вероятно, сформировался в результате уникального, но вполне правдоподобного события. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Но есть и проблема — новая модель не объясняет, почему при столь мощном ударе поверхность планеты сохранила летучие вещества. Это особенно сложно объяснить, потому что кометы чрезвычайно редко могут достигнуть зоны расположения Меркурия (много реже, чем орбиты Земли). Чтобы понять, мог ли Меркурий получить их позднее, например, при падении комет или космической пыли, а также проверить, согласуется ли предложенный сценарий с современным положением и строением этого мира, Франко и коллеги намерены смоделировать динамическую эволюцию обломков.
Стоит отметить, что ряд астрономов критикуют гипотезу гигантского столкновения. Они напоминают, что вероятность столкновения тел падает пропорционально степени от их размеров, поэтому для планет оно радикально менее вероятно, чем для астероидов. Между тем, в нашу эпоху гигантские столкновения планет предложили уже не только для Земли (итогом чего стало образование Луны, что, впрочем, оспаривается), но и для Венеры, Меркурия и Плутона. Если бы все эти предположения оказались верными, в Солнечной системе случилось бы сразу несколько событий вероятность каждого из которых даже по отдельности ничтожна.