Астрономы приблизились к пониманию того, как образовался Меркурий

Моделирование формирования Солнечной системы было в значительной степени успешным. Они способны воспроизвести положение всех основных планет вместе с параметрами их орбит. Но текущие симуляции имеют огромные трудности с правильным определением масс четырех планет земной группы, особенно Меркурия. Новое исследование предполагает, что нам нужно уделять больше внимания планетам-гигантам, чтобы понять эволюцию меньших. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.

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 недавно исследовала несколько возможностей объяснить странные свойства Меркурия, моделируя формирование Солнечной системы. В первые дни существования Солнечной системы вместо аккуратного ряда планет у нас 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.

Астрономы считают, что на внутреннем краю протопланетного диска, вероятно, было относительно мало материала. Также в этой молодой системе планеты-гиганты не появлялись на своих нынешних орбитах. Вместо этого они мигрировали из того места, где они изначально сформировались, на свои нынешние позиции. Когда эти планеты-гиганты двигались, они дестабилизировали внутренний диск, потенциально удаляя еще больше материала.

Собрав эти идеи воедино, астрономы смогли построить историю формирования Меркурия. 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 столкнулись друг с другом в серии частых столкновений, в результате чего большое количество тяжелых металлов попало в самую внутреннюю планету, создав большое ядро Меркурия.

В то время как модели смогли зафиксировать размер ядра Меркурия, симуляции по-прежнему не могли правильно определить общую массу планеты. Моделирование обычно создавало Меркурий, который был в два-четыре раза массивнее, чем он есть на самом деле.

Остается открытым вопрос о том, как появился Меркурий. Астрономы подозревают, что нам нужно более внимательно отнестись к химическим свойствам протопланетного диска, особенно сосредоточив внимание на том, как пылинки могут слипаться и выживать в интенсивной радиационной среде на орбите Меркурия.