Меркурий, самая маленькая и загадочная планета Солнечной системы, всегда ставила астрономов в тупик. Около 70% его массы приходится на огромное металлическое ядро, в то время как мантия тонкая и непропорционально мала. Новое исследование международной команды учёных предлагает свежий взгляд: Меркурий мог образоваться в результате «касательного» столкновения двух протопланет примерно равных размеров. Это объяснение кажется более естественным, чем предыдущая гипотеза о гигантском ударе. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Загадка Меркурия: почему ядро такое огромное?

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета — имеет радиус всего 2440 км, что в два раза меньше, чем у Марса. Его ядро занимает 70–85% объёма, в то время как на Земле этот показатель — около 50%. Ранее учёные предполагали, что планета потеряла большую часть мантии и коры после столкновения с крупным астероидом или протопланетой. Однако такая катастрофа была бы слишком редкой и не объясняла геохимический состав Меркурия.

«Наши расчёты показывают, что для формирования Меркурия не нужны исключительные события. Достаточно бокового удара между телами схожей массы, — объяснил ведущий автор Патрик Ленон, планетолог из Института физики глобуса Парижа. — Такой сценарий куда более вероятен в динамике ранней Солнечной системы».

Как произошёл «касательный» удар?

В ранней Солнечной системе (около 4,5 млрд лет назад) внутренние области были переполнены протопланетами — каменистыми телами размером с Луну или Марс, которые «боролись» за орбиты. Команда Ленона использовала метод сглаженных частиц (SPH) для моделирования столкновения двух таких протопланет массой 0,5–1 массы Земли каждая.

Симуляции показали:

  • Касательный удар с углом около 30–45 градусов «сдирает» до 60% мантии одной протопланеты, оставляя ядро.
  • Остатки мантии улетучиваются или поглощаются другой планетой (возможно, Венерой).
  • Образовавшийся объект сохраняет состав Меркурия: большое ядро с высоким содержанием металлов и тонкая силикатная мантия.

Модели воспроизвели массу и соотношение металла/силикатов Меркурия с точностью до 5%. Это объясняет, почему планета такая плотная (5,43 г/см³) и имеет магнитное поле — реликвию от ядра.

Почему это лучше старой теории?

Предыдущая гипотеза предполагала прямой удар, который испарил бы мантию, но не учитывала:

  • Редкость такого события.
  • Геохимию: Меркурий беден летучими элементами, как будто их «выдуло» космосом.
  • Динамику: в ранней системе столкновения были частыми, но касательные — более вероятными.

Новый сценарий вписывается в общую картину: протопланеты часто «сталкивались» косо, обмениваясь материей. Сброшенные вещества могли уйти к Венере, объясняя её толстую мантию.

Что дальше?

Учёные надеются подтвердить модель с помощью миссии BepiColombo (ESA/Япония), которая прибыла к Меркурию в 2025 году. Спектрометры и магнитометры соберут данные о составе и магнитном поле, чтобы проверить симуляции.

«Меркурий — наименее изученная планета, но ситуация меняется. Впереди много открытий», — заключил Ленон.

Вкратце…

Новый сценарий рождения Меркурия от «касательного» удара двух протопланет объясняет его огромное ядро и тонкую мантию без редких катастроф. Симуляции показывают, как столкновение «сдирает» 60% мантии, оставляя металлическое сердце. Это вписывается в динамику ранней Солнечной системы и может объяснить состав Венеры. Миссия BepiColombo в 2025 году даст ключевые данные, чтобы подтвердить теорию. Меркурий перестаёт быть загадкой — он просто «выживший» от космического удара.