Why the Planet Mercury is So Utterly Peculiar

Merkury, the runt of the solar litter – MPI/Getty Images
Merkury, the runt of the solar litter MPI/Getty Images

Do Michael D. Lemonick

7 lipca 2014 12:00 PM EDT

Merkury, Wenus, Ziemia i Mars są znane wspólnie jako planety skaliste, w przeciwieństwie do gazowych gigantów Układu Słonecznego – Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna. (Pluton jest lodowym karłem, co sprawia, że brzmi jak postać z filmu Disneya lub Gry o Tron, ale to już inna historia.)

Ale Merkury nie pasuje do innych skalistych światów, mówi Erik Asphaug, naukowiec planetarny z Arizona State University. „Większość z nich, w tym Ziemia, ma skład, który składa się w około jednej trzeciej z metalicznego żelaza i dwóch trzecich ze skał. Merkury jest na odwrót.”

To problem dla naukowców, którzy nie lubią anomalii – przynajmniej nie takich bez wyjaśnienia. Ale w tym przypadku może istnieć prosta odpowiedź: Merkury jest zdecydowanie najmniejszą planetą – ma mniej więcej jedną trzecią średnicy Ziemi – co sugeruje, że kiedyś miał grubą, skalistą skórę, ale została ona usunięta w jakiś sposób we wczesnych dniach Układu Słonecznego. Gdzie więc podziała się cała ta skała?

Asphaug uważa, że zna odpowiedź. „Stoimy na niej” – mówi. Do takiego wniosku dochodzi w swojej pracy opublikowanej w czasopiśmie Nature Geoscience, w której wraz z Andreasem Reuferem ze szwajcarskiego Uniwersytetu w Bernie przedstawiają wielką jednolitą teorię powstawania planet skalistych.

Punktem wyjścia jest czas, około 100 milionów lat po narodzinach Układu Słonecznego, kiedy to pierwotny pyłowy dysk materii okrążający Słońce uformował się w kamyki, następnie głazy, a w końcu w około 20 obiektów mniej więcej wielkości Marsa (który sam jest o połowę mniejszy od Ziemi) – ostatni krok przed jeszcze jedną większą konsolidacją, w której cztery znane planety wewnętrzne przybrały swój ostateczny kształt.

Wszystko to jest dość zgodne w społeczności naukowców zajmujących się planetarystyką. Wszyscy zgadzają się również, że ten ostatni krok był czymś w rodzaju międzyplanetarnych derbów demolki, z masywnymi ciałami uderzającymi o siebie, rozbijającymi się, a następnie ponownie formującymi się w jeszcze większe obiekty.

To, co nowa praca wyjaśnia teraz, w oparciu o symulacje komputerowe, to w jaki sposób Merkury i Mars, których masa stanowi mniej niż 10 procent całości, zostały pozostawione w tyle, gdy reszta obiektów połączyła się, lub akreowała, tworząc większą Ziemię i Wenus. „Aby nie ulec akrecji,” wyjaśnia Asphaug, „planeta ma dwa wyjścia: unikać wszystkich kolizji z protowenus i protoziemią, lub każda kolizja musi być kolizją typu 'uderz i uciekaj', która nie powoduje akrecji.”

Innymi słowy, mówi Asphaug, „jeśli Mars i Merkury są ostatnimi ocalałymi z pierwotnej populacji 20 planet wielkości Marsa, to właściwie można by oczekiwać, że jedna z nich będzie żołnierzem, który przegapił całą akcję, który przespał walkę lub się ukrył.” To jest planeta, którą teraz nazywamy Marsem.

Jeśli chodzi o Merkurego, widział on mnóstwo akcji, ale byłby tym, który został trafiony głównie przez ciosy rażące, z zewnętrznymi warstwami, które zostały usunięte i kolejno mniejsza planeta przetrwała. „Oryginalny Merkury,” mówi Asphaug, „mógł być może trzy razy masywniejszy od obecnego Merkurego, ale stracił skalny płaszcz, gdy uderzył w proto-Wenus lub proto-Ziemię.”

Nie tylko jest to prawdopodobne wyjaśnienie, ale jest ono statystycznie nieuniknione. Biorąc pod uwagę 20 obiektów wielkości Marsa na początek, mówi Asphaug, „spodziewasz się, że skończysz z wielokrotnie rozdartym dziwolągiem, jądrem planety bez płaszcza”. Ziemia i Wenus z łatwością pochłonęłyby część tego, co Merkury stracił.

Ten sam okres galeryjki strzelniczej w historii Układu Słonecznego wyjaśnia również powstawanie Księżyca, który jest przeciwieństwem Merkurego, z dużą ilością skał i bardzo małą ilością żelaza. Kiedy Ziemia uformowała się z protoplanet wielkości Marsa, które krążyły po Układzie Słonecznym, została mocno uderzona przez jeszcze jedną z nich – ale zamiast dodać do Ziemi i tak już potężną masę, to zderzenie odparowało część impaktora i niektóre z zewnętrznych warstw Ziemi.

Odłamki te trafiły na orbitę, a następnie połączyły się, tworząc Księżyc. A to rodzi intrygującą kontr-teorię: być może ten impaktor wielkości Marsa, który naukowcy planetarni nazywają Theia, jest obiektem, który stał się Merkurym. Jeśli to prawda, odpowiedź na pytanie, dokąd powędrowała skalna zewnętrzna warstwa Merkurego, może nie znajdować się pod naszymi stopami.

Może zamiast tego unosić się tuż nad naszymi głowami.

Kontakt z nami: [email protected]

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *