Астрономы приблизились к загадке формирования Меркурия

Новое исследование предполагает, что нам нужно уделять больше внимания планетам-гигантам, чтобы понять эволюцию меньших планет.

Из всех скалистых внутренних планет Солнечной системы Меркурий — самая странная. У него не только наименьшая масса, но и по сравнению с его размером у него самое большое ядро. Это представляет собой серьезную проблему для моделирования формирования планет, потому что трудно построить такое большое ядро, не выращивая вместе с ним пропорционально большую планету.

Группа астрономов исследовала несколько возможностей объяснить странные свойства Меркурия, моделируя формирование Солнечной системы. В первые дни существования Солнечной системы вместо аккуратного ряда планет был протопланетный диск, состоящий из газа и пыли. В этот диск были встроены десятки планетезималей, которые в конечном итоге столкнутся, сольются и вырастут, чтобы стать планетами.

Первоначально внутренний протопланетный диск содержал много планетезималей, но по мере того, как планеты-гиганты двигались и мигрировали, они уносили с собой много материала для строительства планет. Оставшиеся планетезимали прошли через серию частых столкновений друг с другом, в результате чего большое количество тяжелых металлов попало в самую внутреннюю планету, создав большое ядро Меркурия.

Хотя модели ученых смогли зафиксировать размер ядра Меркурия, симуляции по-прежнему не могут правильно определить общую массу планеты. Моделирование создавало Меркурий, который был в два-четыре раза массивнее, чем он есть на самом деле.

Вопрос о том, как мог появиться Меркурий, все еще остается открытым. Астрономы подозревают, что нам нужно более внимательно отнестись к химическим свойствам протопланетного диска, особенно сосредоточившись на том, как пылинки могут слипаться и выживать в интенсивной радиационной среде на орбите Меркурия.

Источник: Matthew S. Clement et al, Mercury’s formation within the Early Instability Scenario, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2301.09646