水星的神秘构成可能是早期两颗大小相似的原行星之间“肇事逃逸”碰撞的结果。，一项新的研究表明。
太阳系中最小且最内层的行星，具有许多不寻常的特征，长期以来一直困扰着科学家。尽管水星只比月球大一点，但它的密度却非常大。它拥有不成比例的大的、富含铁的核心它约占其质量的 60%，是地球、金星或火星等其他岩石行星的两倍，这对普遍接受的行星形成理论提出了挑战。
一种可能的解释是，年轻的水星与一颗更大的原行星猛烈相撞。然而，追踪类地行星形成的模拟表明，大小和质量截然不同的原行星之间的碰撞很少见，这促使科学家寻求替代解释，以解释水星如何在保留这些挥发物的同时失去如此多的外部物质。
新的模拟表明，水星的异常构成可能源于更频繁的宇宙事件：与一颗大小相当的原行星的擦边碰撞。
“这种明显的‘幸运射击’并不罕见——而且它可能正是创造水星的原因，”研究的主要作者帕特里克·佛朗哥巴黎行星物理研究所天体物理学博士后研究员告诉《生活科学》杂志。
佛朗哥说：“我们的工作强化了这样一个观点，即巨大的撞击不仅仅是行星形成的一部分，它们实际上可能是塑造太阳系行星最终结构的主要驱动力。”他补充说，这些发现还提出了类似的碰撞是否可能塑造其他行星的问题。
研究人员于 3 月 4 日在《自然》杂志上发表了一篇论文，报告了他们的发现预印本服务器 arXiv，尚待同行评审。
“影响的时机至关重要”
佛朗哥和他的团队的新模拟通过类似大小的原行星之间的碰撞成功地重建了水星当前的内部结构和化学组成。值得注意的是，研究小组发现碰撞发生的角度决定了原水星失去的质量量，某些“掠射”撞击角度导致年轻的世界失去了与其当前组成相匹配的适量质量。
弗朗哥说：“最终让我们感到惊讶的是，这种类型的撞击能够如此有效地解释水星不寻常的结构，而无需考虑多次碰撞或极其罕见的情况。”
研究人员发现，碰撞需要在行星形成过程中相对较晚的时间发生，大约在太阳系诞生后几千万年，届时年轻的行星可能已经形成了独特的核心和地幔。
弗朗哥说，水星在此时与另一颗原行星的碰撞“可以选择性地剥离许多外层岩石层，而不会熔化所有东西或使行星过度混合”。
佛朗哥说，早期的撞击，当原行星盘中残留有更多碎片时，可能会导致进一步的破坏性碰撞，从而可能导致水星吸积成更大的天体。 “影响的时机至关重要。”
模拟显示，太阳系中发生撞击的特定区域也发挥了关键作用。在太阳系早期，金星和地球轨道之间的区域是一个混乱而拥挤的区域，岩石天体经常发生碰撞。
研究发现，类似大小的原行星之间的“肇事逃逸”撞击更有可能发生在这个拥挤的内部区域，而不是水星当前的轨道上，就像新研究中提出的那样。
弗朗哥说：“这表明水星可能在更远的地方形成，然后向内移动，避免被合并到与之相撞的天体中。”
然而，BepiColombo 任务——日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 和(）——目前正在飞往水星的途中，预计将于 2026 年 11 月抵达。科学家表示，这次任务的数据可能很快就会挑战现有理论，并引发对水星形成和长期演化的进一步讨论。
“关于其起源的争论还远未解决，”佛朗哥说。
