Меркурий, самая маленькая планета Солнечной системы, давно ставит ученых в тупик своим составом. Около 70% его массы приходится на металлическое ядро, тогда как мантия — тонкая и непропорционально малая. Ранее основная гипотеза заключалась в том, что планета потеряла большую часть коры и мантии после катастрофического столкновения с крупным небесным телом. Но новое исследование международной команды ученых ставит под сомнение эту версию. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
Группа под руководством Патрика Франко, планетолога из Института физики глобуса Парижа, доказала с помощью компьютерных симуляций, что Меркурий мог сформироваться в результате «касательного» столкновения двух протопланет примерно равных размеров.
«Наши расчеты показывают, что для формирования Меркурия не нужны исключительные события. Достаточно бокового удара между телами схожей массы, — объяснил Франко. — Такой сценарий куда более вероятен с точки зрения динамики ранней Солнечной системы».
На заре ее существования внутренние области были переполнены протопланетами — большими каменистыми телами, конкурировавшими за орбиты. Используя метод сглаженных частиц (smoothed particle hydrodynamics), ученые выяснили: подобное столкновение могло «содрать» до 60% первоначальной мантии, оставив массивное металлическое ядро.
Модели воспроизвели массу Меркурия и его необычное соотношение металла и силикатов с точностью до 5%. Более того, они объясняют, почему сброшенный материал не вернулся обратно: в зависимости от условий часть вещества могла быть выброшена навсегда и, возможно, досталась другой планете — например, Венере.
Новый сценарий дает более естественное объяснение происхождению Меркурия и может помочь понять эволюцию других каменистых планет.
«Следующий шаг — сопоставить результаты с геохимическими данными из метеоритов и миссий вроде BepiColombo, — заключил Франко. — Меркурий остается наименее изученной планетой Солнечной системы, но ситуация меняется, и впереди нас ждет много открытий».
Ранее стало известно, какая культура способна расти на Луне.