Планетологи нашли новое объяснение аномально большому металлическому ядру Меркурия. Построенная ими модель объясняет его не ударным катаклизмом, а влиянием магнитного поля Солнца, из-за чего в протопланетном диске возникало неравномерное распределение силикатным и металлических зерен. Статья опубликована в журнале Progress in Earth and Planetary Science.
В строении планет земной группы выделяют три основных элемента: металлическое ядро, силикатную оболочку (мантия и кора) и оболочку из летучих веществ. Меркурий значительно выделяется по своему составу среди планет, обладая аномально большим железосодержащим ядром, радиус которого составляет более 80 процентов радиуса планеты. Для сравнения: у Земли этот показатель равен 50 процентам. Предполагается, что это может быть связано с самим процессом формирования планеты из вещества протосолнечного диска или же в древности Меркурий пережил столкновение с крупным телом размером несколько тысяч километров, приведшее к потере большой части внешних слоев, которые затем мог рассеять в пространстве солнечный ветер.
Уильям МакДонаф (William McDonough) из Университета Мэриленда и Такаши Йошизаки (Takashi Yoshizaki) из Университета Тохоку разработали модель композиционного состава планет земной группы, которая позволяет оценить распределение железа в планетах с точки зрения степени окисления, магнитного поля и расстояния от Солнца. Сама модель основана на известных данных о небесных телах, полученных автоматическими аппаратами (для Меркурия это зонд MESSENGER), составах метеоритов типа хондритов (они считаются остатками строительных блоков Солнечной системы из недифференцированных смесей горных пород и металлов) и составе Солнца, так как и планеты и наше светило образовывались из одной туманности.
Исследователи пришли к нескольким важным выводам. Планеты земной группы формировались во внутренней части протосолнечного диска, где напряженность магнитного поля Солнца была больше, по сравнению с внешними планетами. Кроме того существует корреляция между массовой долей металлического ядра и расстоянием от Солнца для этих планет, которая интерпретируется как результат пространственного и временного спада напряженности магнитного поля в протопланетном диске. Вариации Fe/O, Fe/Si и Fe/Mg в хондритах и планетах земной группы возникают из-за того, что на металлические зерна в диске, в отличие от силикатных, сильнее влияли различные внешние силы (гравитационная, электромагнитная, фотоферитическая и другие), из-за чего шли процессы физического фракционирования элементов, и, как следствие, диск становился неоднородным по составу.
Таким образом, в модели для формирования Меркурия, обладающего самым большим металлическим ядром, не требуется ударного катаклизма — он сформировался не только достаточно рано в Солнечной системе, но и близко к звезде, что обеспечило сильное магнитное поле, которое помогло металлическим зернам войти в состав планеты в большом количестве.
Если хотите проверить свои знания о Меркурии — пройдите наш тест «Быстрее всех на небе».
Александр Войтюк