Ученые раскрывают тайну происхождения планеты Меркурий

Меркурий, самая маленькая планета в Солнечной системе, продолжает привлекать внимание астрономов. Его каменистая поверхность, усыпанная кратерами, напоминает лунный ландшафт, однако условия на этой планете значительно отличаются. На Меркурии наблюдаются экстремальные перепады температур: от -180°C ночью до 430°C днём. Планета завершает один оборот вокруг Солнца за 88 земных суток и медленно вращается вокруг своей оси. Несмотря на близость к светилу, на полюсах в постоянно затенённых кратерах сохранился лёд. Хотя о Меркурии известно немало, его происхождение остаётся загадкой.

Фото из открытых источников / Планета Меркурий / NASA / JHU / APL

Понимание процесса формирования планеты имеет важное значение для объяснения её уникальной структуры. Как сообщает Universe Today, исследователи выдвинули гипотезу о том, что геология Меркурия могла быть сформирована в результате масштабного столкновения, в ходе которого большая часть первоначальной каменистой мантии была уничтожена. Ранее исследователи сосредоточили свое внимание на столкновениях между объектами разных размеров, однако новые компьютерные симуляции показывают, что столкновения между телами одинаковой массы составляют треть всех столкновений в ранней Солнечной системе. Именно такие события могли сыграть ключевую роль в геологической истории Меркурия.

В недавно опубликованном исследовании, возглавляемом Патриком Франко из Национальной обсерватории в Бразилии, учёные использовали компьютерное моделирование для изучения того, как столкновения объектов одинакового размера могли привести к образованию планеты, подобной Меркурию. В своих симуляциях команда исследовала протопланетный объект с массой около 0,13 массы Земли и содержанием 30% железа, который сталкивался с объектами различной массы и состава. Ученые тщательно контролировали скорость столкновений (от 2,8 до 3,8 раз превышающую взаимную скорость убегания) и углы, чтобы исследовать сценарии, характерные для ранней Солнечной системы, и выявить конфигурации, которые могли бы привести к образованию планеты с характеристиками, схожими с современными параметрами Меркурия.

Не только Меркурий подвергся воздействию столкновений. Считается, что подобные события могли привести к образованию Луны, хотя условия в этом случае были иными.

Исследователи провели три серии компьютерных симуляций. В первой они использовали стандартные параметры столкновения, однако не смогли воспроизвести планету, похожую на Меркурий. Во второй серии, уменьшив угол столкновения для создания более разрушительных условий, результаты оказались многообещающими. Третья серия стала наиболее успешной: учёные изменили различные параметры столкновений, и в результате получили планету-остаток, масса которой соответствовала текущей массе Меркурия с точностью до 5%, а доля железного ядра составила 0,65–0,75 (по сравнению с известным значением 0,7).

Это исследование подтверждает гипотезу о том, что столкновение массивных объектов могло привести к формированию планеты, схожей с Меркурием. Корректируя углы, скорости и массы объектов, учёные в процессе моделирования смогли выявить наиболее вероятный сценарий формирования этой уникальной планеты.