Меркурий може да се е образувал в резултат на лек сблъсък между две протопланети с подобна маса, а не в резултат на катастрофален удар с много по-голямо тяло, както се смяташе досега.
Меркурий има аномално голямо метално ядро, което съставлява около 70% от масата му, и относително тънка скалиста мантия.
Формирането на Меркурий остава неразгадана мистерия. Планетата, която е най-близо до слънцето, има непропорционално голямо метално ядро – което представлява около 70% от масата ѝ – и относително малка скалиста мантия. Досега най-широко приетото обяснение беше, че Меркурий е загубил голяма част от кората и мантията си след катастрофален сблъсък с голямо небесно тяло. Динамичните симулации обаче показват, че този тип удар, включващ тела с много различни маси, е изключително рядък.
Ново проучване предлага алтернативно обяснение, основано на вид събитие, което е било много по-често срещано в ранната Слънчева система – сблъсък между тела с подобни маси, наречени планетезимали. Констатациите са публикувани в списание Nature Astronomy.
Сблъсъците между тела с подобен размер в ранната слънчева система са били статистически по-вероятни от сблъсъците между обекти с много различни маси, обяснява водещият автор на изследването, астрономът Патрик Франко (Patrick Franco) от Националната обсерватория в Бразилия и постдокторант в Institut de Physique du Globe de Paris във Франция.
"Чрез моделиране показахме, че образуването на Меркурий не изисква изключителни сблъсъци. Лек удар между две протопланети с подобна маса би могъл да обясни състава му. Това е много по-правдоподобен сценарий от статистическа и динамична гледна точка", посочва Франко.
Според този сценарий, ударът е довел до загуба на до 60% от оригиналната мантия на бъдещия Меркурий, което обяснява високата му металност. Новият модел също така разрешава предишни хипотези, като обяснява къде е отишъл изхвърленият материал.
"Ако ударът е станал в близки орбити, има вероятност този материал да е бил абсорбиран от друга формираща се планета, вероятно Венера“, предполага изследователят. Следващите стъпки включват сравнения с геохимични данни от метеорити и проби от мисията BepiColombo, което ще помогне да задълбочим разбирането си за това как се формират скалистите планети.
Този евентуален сблъсък би се случил в сравнително късен етап от формирането на Слънчевата система, когато скалисти тела с подобни размери са се конкурирали за място във вътрешните области, по-близо до Слънцето.
Структура на Меркурий: твърдо вътрешно ядро, разтопено външно ядро, кора. Кредит: NASA Goddard Space Flight Center
За да пресъздадат този хипотетичен сценарий, изследователите са използвали изчислителен числен метод, наречен "хидродинамика на изгладени частици" (SPH - Smoothed-particle hydrodynamics). SPH може да симулира газове, течности и твърди материали в движение, особено в контексти, включващи големи деформации, сблъсъци или фрагментации.
Широко използван в космологията, астрофизиката и планетарната динамика, както и в инженерството и компютърната графика, този метод използва функцията на Лагранж, която описва еволюцията на системата, разглеждайки как всяка съставна точка или частица се движи поотделно в пространството с течение на времето от "гледната точка" на движещата се частица.
"Чрез подробни симулации в хидродинамиката на изгладени частици открихме, че е възможно да се възпроизведе както общата маса на Меркурий, така и необичайното му съотношение метал-силикат с висока прецизност. Допустимата грешка на модела е по-малка от 5%", отбелязва Франко.
Предложението помага да се обясни защо Меркурий има ниска обща маса въпреки голямото си метално ядро и защо запазва само тънък слой скалист материал.
"Предположихме, че Меркурий първоначално ще има състав, подобен на този на другите земеподобни планети. Сблъсъкът би отстранил до 60% от първоначалната му мантия, което би обяснило повишената му металност", обяснява изследователят.
Къде са отломките?
Освен това, новият модел избягва ограничението на предишни сценарии.
"В тези сценарии материалът, откъснат по време на сблъсъка, се възстановява от самата планета. Ако това бе така, Меркурий нямаше да показва сегашната си диспропорция между ядрото и мантията. Но в модела, който предлагаме, в зависимост от началните условия, част от откъснатия материал може да бъде изхвърлен и никога да не се върне, което запазва диспропорцията между ядрото и мантията", твърди Франко.
Очевидният въпрос в този случай е къде е отишъл изхвърленият материал.
"Ако ударът е станал в близки орбити, една от възможностите е този материал да се включи от друга планета по време на формирането ѝ, може би Венера. Това е хипотеза, която все още се нуждае от по-задълбочено проучване", обяснява изследователят.
Според Франко, предложеният модел може да бъде разширен, за да изследва образуването на други скалисти планети и да допринесе за разбирането ни за процесите на диференциация и загубата на материал в ранната слънчева система. Следващите стъпки в изследването трябва да включват сравнения с геохимични данни от метеорити и проби от космически мисии, изучаващи Меркурий, като например BepiColombo, съвместна инициатива на Европейската космическа агенция (ESA) и Японската агенция за аерокосмически изследвания (JAXA).
Справка: Patrick Franco et al, Formation of Mercury by a grazing giant collision involving similar-mass bodies, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02582-y. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2503.02826
Източник: Collision between two bodies of similar mass may explain the formation of Mercury, José Tadeu Arantes, FAPESP
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
helper68
Използването на смартфон в тоалетната е свързано с 46% по-висок риск от хемороиди
YKoshev
Доколко съвместими са минерално-суровинният отрасъл и чистата околна среда?
Козон
Мистериозен череп на гръцки хоминин е датиран на поне 286 000 години
Peter Petrov
След многократни експлозии нов тест за мегаракетата на Мъск