Международный коллектив исследователей представил обновлённую модель формирования Меркурия, опираясь на результаты компьютерных симуляций. Исследование указывает на то, что планета могла обрести свою особенную структуру вследствие мощного столкновения двух протопланет схожего размера, произошедшего в ранних этапах существования Солнечной системы.
Меркурий, чья масса составляет 5,5% от земной, отличается необычно массивным железным ядром, занимающим около 70% его общего объёма, и тонкой силикатной мантией. Предыдущие попытки объяснить этот дисбаланс основывались, в основном, на гипотезах о столкновении, однако они не давали удовлетворительного соответствия наблюдаемым характеристикам, поскольку учитывали объекты с разной массой. В недавней работе исследователи рассмотрели возможность, при которой треть таких столкновений в молодой Солнечной системе происходила между телами аналогичного размера, что ранее упускалось из виду.
Группа осуществила моделирование, в котором прото-Меркурий с массой 0,13 от земной и содержанием железа в 30% сталкивался с иными объектами, чья масса варьировалась от 0,08 до 0,18 земной. Различные параметры колебались: скорость между 2,8 и 3,8 от взаимной скорости убегания (скорость, которая необходима для преодоления гравитации), а угол столкновения изменялся от 15° до 60°.
Наиболее точное воспроизведение было получено при скорости 3,8 и угле 15°, что вызвало потерю 80% первоначальной мантии прото-Меркурия. Оставшийся фрагмент массой 0,055 земной (с допуском 5% от настоящего значения) содержал ядро, составляющее от 65% до 75% от массы, практически совпадая с сегодняшними данными (70%). Это подтвердило теорию о том, что столкновения тел равной массы могли быть ключевыми в формировании железных планет.
Интересно, что аналогичные процессы, хотя и при других условиях, ранее объяснили происхождение Луны вследствие удара тела размером с Марс по прото-Земле. Однако в случае с Меркурием решающую роль сыграли прямые столкновения на очень высоких скоростях, эффективно удаляя лёгкие силикатные элементы и сохраняя тяжёлое железное ядро.
Модели также указали, что часть выброшенного материала могла быть рассеяна в космосе или аккрецирована на Венеру и Землю, что согласуется с нехваткой материала на орбите Меркурия. Последующие исследования будут включать анализ изотопного состава планеты, основанный на данных миссии BepiColombo, что позволит эмпирически проверить представленную гипотезу. На данный момент симуляции остаются наиболее точным способом воспроизведения структуры Меркурия.
Источник: iXBT
