Niedawne badania sugerują, że wyjątkowo duże żelazne jądro Merkurego powstało w wyniku zderzenia dwóch ciał o podobnych rozmiarach. Jak mogło dojść do narodzin tej zagadkowej planety, a także co mówi nam to odkrycie o historii całego Układu Słonecznego? Sprawdźmy!
Nasz główny bohater to planeta pełna sprzeczności. Najbliższa Słońcu, najmniejsza z całej ósemki, a zarazem posiadająca proporcjonalnie największe jądro spośród wszystkich planet skalistych. Według danych, aż 85% jego promienia stanowi metaliczne jądro, co pozostaje ewenementem na tle innych ciał niebieskich na naszym podwórku. Dla porównania: dla Ziemi to około 55%. Owa nietypowa cecha czyni z Merkurego wyjątkowy przypadek wśród planet Układu Słonecznego.
Co więcej, w jego wnętrzu naukowcy odkryli możliwą warstwę diamentów o grubości kilkunastu kilometrów, ulokowaną między płaszczem a jądrem, oraz formacje przypominające słone lodowce. Trudno mówić tu o życiu w ziemskim rozumieniu, niemniej badacze podkreślają, że tego typu struktury mogą mieć ogromne dla przyszłych misji badawczych. Badawczych, bo raczej nikt o zdrowym rozsądku (przynajmniej na razie) nie pomyśli o tym, by tam lecieć. Ze względu na bliskość do Słońca, warunki na Merkurym są naprawdę koszmarne. Księżyc, czy Mars, to... pryszcz.
Badania przeprowadzone przez zespół naukowców z Brazylii, Niemiec i Francji nie mogłyby się odbyć bez odpowiedniej mocy obliczeniowej. Przeprowadzono symulacje, które sprawdzały scenariusz kolizji dwóch ciał o podobnej wielkości. Główne z nich, nazwane roboczo proto-Merkurym i miało około 10% masy Ziemi i 30% zawartości żelaza.
W ramach badań eksperymentowano z różnymi scenariuszami: zmieniano nie tylko masy i skład chemiczny, ale też prędkości kolizji — od 2,8x do 3,8x wzajemnej prędkości ucieczki. Jest to wartość graniczna, przy której obiekt może oderwać się od przyciągania grawitacyjnego innego ciała. W skali kosmosu wyżej wskazane subtelne różnice mogą mieć dramatyczne konsekwencje: całkowite zniszczenie, częściową absorpcję lub scenariusz iście z polskich parkingów: "uderz i uciekaj". No, bo przecież OC płacimy tylko dlatego, że za jego brak są kary, prawda?
W jednym z najważniejszych testowanych przypadków doszło do zderzenia, które skutkowało utratą dużej części materii okrywającej symulowane ciała. W rezultacie powstał obiekt odpowiadający masie Merkurego z marginesem błędu nieprzekraczającym 5%, a zawartość żelaza w jądrze wynosiła od 65 do 75% — dokładnie tyle, ile uważamy, że jest we wnętrzu planety. To pierwszy raz, gdy tak precyzyjnie udało się odtworzyć strukturę Merkurego w modelu komputerowym, przy zachowaniu wszystkich znanych parametrów geologicznych i dynamicznych.
Wbrew pozorom, kolizje ciał niebieskich nie są rzadkością w historii Układu Słonecznego. W jego młodych czasach dominował kompletny chaos: planety dopiero się formowały, a liczne planetezymale i proto-planety zderzały się ze sobą, powodując jeszcze większe zamieszanie. Każda z planet skalistych nosi ślady owej przeszłości — od kraterów na Księżycu, przez obróconą o 90 stopni oś Urana, aż po możliwe uderzenie Thei w Ziemię, co zaowocowało stworzeniem jedynego ziemskiego satelity.
Wcześniej sądzono, że Merkury powstał po zderzeniu z dużo większym ciałem, aczkolwiek najnowsze symulacje pokazują, że równie możliwe (a nawet bardziej prawdopodobne) są wspomniane wyżej kolizje "uderz i uciekaj" między obiektami o zbliżonych masach. I właśnie one odpowiadały za około 1/3 wszystkich zderzeń miliardy lat temu. Co więcej, takie kolizje mają wyższy potencjał do tworzenia nietypowych planet — chodzi m.in. o hipotetyczne zaginione planety, które mogły istnieć na wczesnych etapach historii Układu oraz... Merkurego właśnie.
Czytaj również: NASA testuje paliwo jądrowe do lotu na Marsa. Polecimy szybciej niż myślisz
Ostatnie badanie nie daje ostatecznej odpowiedzi, aczkolwiek zbliża nas do odpowiedzi na pytanie dotyczące tego, jak powstają planety o tak nietypowej strukturze jak Merkury. Model dwóch równorzędnych ciał nie tylko lepiej pasuje do współczesnych danych, ale też oferuje nowy punkt wyjścia do analiz innych planet skalistych — zarówno tych, które przetrwały, jak i tych, które mogły zostać doszczętnie zniszczone.
Nie brak tu jednak zagadek: co się stało z resztą materiału po zderzeniu? Czy da się odnaleźć jego ślady w asteroidach lub innych planetach? Czy ślady chemiczne w meteorach mogłyby potwierdzić hipotezę o bliźniaczym zderzeniu? I wreszcie: czy słone lodowce na Merkurym naprawdę mogłyby zawierać życie — choćby w formie ekstremofili?
Od czasów sondy MESSENGER Merkury nie doczekał się jeszcze nowej misji badawczej, niemniej w planach jest europejsko-japoński projekt BepiColombo, który ma dotrzeć na orbitę tej planety w 2025 roku. BepiColombo składa się z dwóch sond: jednej do badań magnetosfery, drugiej — powierzchni i wnętrza planety. Wspólna praca obydwu instrumentów może po raz pierwszy dostarczyć nam ważnych informacji, które pomogą potwierdzić (lub obalić) hipotezę o kolizji bliźniaczych ciał skalistych. Warto więc czekać!
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
