
水星的神秘妆容可能是两个相似大小的原始球星之间的放牧“命中和运行”碰撞的结果,一项新的研究表明。
,这是我们太阳系中最小,最内向的星球,具有许多不寻常的特征,这些特征长期以来一直困扰科学家。尽管仅比地球的月亮大一点,但汞还是非常密集的。它拥有不成比例的大,铁富的核心这构成了其质量的60%,这是地球,金星或火星等其他岩石行星的两倍 - 挑战了普遍接受的行星形成理论。
增加了来自神秘的数据在2011年至2015年之间绕过汞的Messenger探测器揭示地球的表面令人惊讶地富含挥发性元素,包括钾,硫和钠。如研究人员以前的理论,如果地球遭受了罕见的,单一的,巨大的影响,这些元素应该被剥夺。
一种可能的解释是,年轻的水星与更大的原始星et剧烈碰撞。但是,追踪陆地行星形成的模拟表明,大小和质量非常不同的原子星际之间的碰撞是罕见的,促使科学家们寻求对汞如何在保留这些挥发物的同时如何丢失太多外部物质的替代解释。
新的模拟表明,汞的异常妆容可能源于更频繁的宇宙事件:与大小相当的原始星et的放牧碰撞。
“这种显然的'幸运镜头'并不罕见,这可能正是汞创造的原因,”研究主作者帕特里克·佛朗哥巴黎行星物理研究所的天体物理学博士后研究员告诉《现场科学》。
佛朗哥说:“我们的工作加强了巨大影响不仅是行星形成的一部分的想法,实际上它们可能是塑造太阳系中行星最终结构的主要驱动因素。”他补充说,这些发现还引发了有关类似碰撞是否可能影响其他行星的问题。
研究人员于3月4日在发布给预印服务器ARXIV,尚未进行同行评审。
“影响的时机至关重要”
Franco和他的团队的新模拟通过类似大小的Protoplanets之间的碰撞成功地重现了Mercury当前的内部结构和化学构成。值得注意的是,团队发现碰撞发生的角度确定了原始储物群体损失的质量量,一定的“瞥见”冲击角度导致年轻世界失去了匹配其当今构图所需的适当质量。
佛朗哥说:“最终,令我们惊讶的是,这种影响在解释汞的异常结构的情况下有多么有效,而无需考虑多次碰撞或极为罕见的条件。”
研究人员发现,在太阳系诞生后数千万年内,在行星形成过程中需要相对较晚的碰撞发生,届时,年轻的行星已经开发出不同的岩心和地幔。
佛朗哥说,这一次,水星与一个原子星际同伴的碰撞“可以选择地剥离许多外层岩石层,而不会融化所有东西或过多地混合地球。”佛朗哥说。
佛朗哥说,当更多的碎屑保留在原球磁盘中时,可能会导致进一步的破坏性碰撞,这可能导致汞的积聚到更大的体内。 “影响的时机至关重要。”
模拟显示,我们太阳系的特定区域也发挥了关键作用。在早期太阳系期间,金星和地球轨道之间的区域是一个混乱而拥挤的区域,岩石的身体经常碰撞。
该研究发现,像新研究中提出的类似大小的原始球星之间的“命中和运行”影响更有可能发生在这个拥挤的内部地区,而不是在水星当前的轨道上发生。
佛朗哥说:“这表明汞可能已经形成了更远的地方,然后稍后向内移动,避免将其掺入其相撞的身体中。”
但是,Bepicolombo任务 - 日本航空航天勘探局(JAXA)和(() - 科学家说,目前是前往水星的途径,预计将于2026年11月到来。该任务的数据很快可能会挑战现有理论,并引发有关水星形成和长期进化的进一步讨论。
佛朗哥说:“关于其起源的辩论远非解决。”