Защо Меркурий е толкова странен?

Меркурий е най-малката планета в Слънчевата система, с около 5,5% от масата и обема на Земята. Въпреки тази миниатюрност Меркурий успява да бъде втората най-плътна планета в Слънчевата система, с цели 98% от плътността на Земята.

Този малък свят има такава невероятна плътност благодарение на голямото си ядро, което се простира до около 85% от целия радиус на планетата. За сравнение ядрото на Земята е около половина по-малко.

Загадъчният Плутон разкрива нови тайни, готви се мисия и до Уран

Откакто астрономите започнали да разработват модели за формирането на Слънчевата система, им е трудно да обяснят странното съчетание от малкия размер на Меркурий и огромното му ядро. Нашите най-добри модели досега отразяват само общата картина на формирането на вътрешните планети, период с продължителност от около 100 милиона години, през който малките планетезимали се сблъсквали, за да образуват планетите, които имаме днес. Тези симулации могат да получат правилния брой вътрешни планети (четири) и техните общи параметри, като елиптичността на техните орбити, и да направят всичко това за точното време.

Но тези симулации редовно не успяват да дадат правилна представа за масите на вътрешните планети и особено не успяват да обяснят защо Меркурий има толкова голямо ядро.

Астрономите разчовъркали тайната на Меркурий. Макар че не успели да обяснят напълно всичките му свойства, те се доближили много повече от предишни групи и твърдят, че резултатите им сочат в правилната посока.

Първата цел била да се обясни малкият размер на Меркурий. Частично това безспорно е свързано с относителния недостиг на строителен материал в ранния протопланетен диск, който в крайна сметка е еволюирал в планетите около младото Слънце. Симулациите на развитието на протопланетните дискове предполагат, че те имат тенденция да бъдат по-тънки към вътрешните си краища в резултат на действието на центробежната сила и радиационното налягане на растящата звезда в центъра.

Луната постепенно увеличава денонощието на Земята: защо се случва това?

Второ, външните планети не са се образували на сегашните си места. При различни радиуси на техните орбити просто не е имало достатъчно материал за формирането им там. Следователно те трябва да са се образували по-близо една до друга и по-близо до звездата, където плътността на газа е била най-висока. Веднъж формирани, те започнали да взаимодействат гравитационно помежду си, привличайки съседните планети в продължение на милиони години, докато достигнали настоящите си орбити.

В своите симулации изследователите установили, че този танц на външните планети силно е изтощил най-вътрешните области на протопланетния диск, вземайки дори малко количество материал, който вече е бил там. Въпреки че гигантските планети са много далеч от орбитата на Меркурий, техният масивен размер компенсира това разстояние, а техните движения предизвикват нестабилност във вътрешния диск. Тези малки гравитационни буксири са способни да изпратят материал директно към Слънцето или дори да го изхвърлят напълно от Слънчевата система.

И така, Меркурий бил обречен да стане малък. Но какво да кажем за голямото му ядро? Изследователите открили, че могат да обяснят такова впечатляващо ядро ​​със същия сценарий, който е изчерпал суровините за прото-Меркурий. Когато планетите тъкмо започнали да се формират, Меркурий не е бил сам; той споделял орбита с десетки, ако не и стотици други планетезимали и протопланети. Гравитационните игри на външните планети отстранили много от тези протопланети от вътрешната Слънчева система, но и много останали.

Защо смятаме, че съществува Планетата X?

Тогава започнали сблъсъците. Изследователите са установили, че младият Меркурий е преживял десетки (а вероятно и стотици) сблъсъци с обекти с подобен размер. Тези сблъсъци били доста силни, способни да откъснат и изпарят всякакви леки минерали. Останали само по-тежки елементи, които образували ядрата на планетите. С всеки удар Меркурий набирал маса в ядрото, но не и в по-леките материали на мантията и кората.

Въпреки че моделът на изследователите е правдоподобен, той не отразява пълната картина. Макар че могат да изградят Меркурий с правилния размер на ядрото в правилната орбита, учените все още не могат да възпроизведат общия размер на планетата. Техните симулирани Меркурии винаги се оказват твърде големи.

Независимо от това резултатите все пак може да се считат за значителен напредък. Сега е ясно, че планетите гиганти са изиграли важна роля във формирането на вътрешната част на Слънчевата система и способността им да отстраняват материал от вътрешния протопланетен диск е подготвила почвата Меркурий да преживее сблъсъците, необходими за създаването на неговото ядро. Да се надяваме, че по-детайлни симулации ще уловят цялата сложна динамика на младата Слънчева система и ще създадат пълна картина на историята на всички планети.

По материали на Space.com.