Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, предлагает революционный взгляд на формирование Меркурия, самой маленькой и ближайшей к Солнцу планеты Солнечной системы. Вместо катастрофического столкновения с крупным небесным телом, как считалось ранее, уникальный состав Меркурия, характеризующийся огромным металлическим ядром (составляющим около 70% его массы) и тонкой силикатной мантией, мог возникнуть в результате столкновения двух протопланет схожей массы.
Эта гипотеза, возглавляемая астрономом Патриком Франко, бросает вызов десятилетиям научных представлений. Используя передовые симуляции сглаженных гидродинамических частиц (SPH), команда Франко продемонстрировала, что столкновения между телами одинаковой массы являются гораздо более распространенным явлением в ранней Солнечной системе. Эти симуляции показали, что такой «скользящий» удар между двумя протопланетами схожих размеров мог привести к образованию планеты с массой и соотношением силикатов к железу, соответствующими Меркурию, с погрешностью менее 5%.
Предыдущие исследования, например, проведенное в 2017 году, указывали на редкость определенных типов столкновений, получая аналоги Меркурия лишь в 9 из 110 симуляций SPH. Новая модель не только объясняет состав Меркурия, но и предлагает решение для судьбы выброшенного материала. Предполагается, что если столкновение произошло на близких орбитах, то значительная часть выброшенного материала, возможно, до 60% от первоначальной мантии, могла быть поглощена другой формирующейся планетой, возможно, Венерой. Эта гипотеза требует дальнейшего изучения и подтверждения.
Исследование Франко и его коллег подкрепляет более широкое понимание формирования планет, предполагая, что такие «успешные» столкновения могли играть ключевую роль в формировании не только Меркурия, но и других скалистых планет Солнечной системы. Эти выводы могут пролить свет на раннюю динамику Солнечной системы и процессы дифференциации материалов. Будущие исследования будут сосредоточены на сопоставлении предсказаний модели с геохимическими данными, полученными в ходе миссий, таких как BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства и Японского агентства аэрокосмических исследований. Эти данные, наряду с данными метеоритов, помогут подтвердить или уточнить эту новую теорию формирования.
Миссия BepiColombo, запущенная в 2018 году, предоставит ценные данные о составе планеты и ее истории, что поможет подтвердить или уточнить эту новую теорию формирования. Ожидается, что миссия достигнет орбиты Меркурия в конце 2026 года. Таким образом, новая теория столкновения протопланет схожей массы предлагает более правдоподобное объяснение уникального состава Меркурия, открывая новые горизонты в нашем понимании формирования планет.