Planeta Mercur este rezultatul unui impact catastrofal produs în urmă cu miliarde de ani

Caracteristicile planetei Mercur, cea mai apropiată de Soare din sistemul nostru solar, indică faptul că acest corp cosmic a trecut printr-un impact devastator în urmă cu miliarde de ani, imediat după formarea sa ca planetă, conform unui nou studiu, transmite SPACE.com.

Oamenii de știință vorbesc despre o coliziune cu o planetă de dimensiunea Pământului, impact ce a spulberat în spațiu o mare parte din mantaua planetei, explicând de ce Mercur, o lume mică și arsă de Soare, are un nucleu din fier atât de mare în comparație cu restul planetei.

Cercetătorii susțin că nucleul planetei Mercur reprezintă aproximativ 60% din masa sa. Prin comparație, în cazul Pământului dar și al celorlalte planete telurice din sistemul nostru solar, Venus și Marte, nucleul reprezintă doar 30% din masa planetară totală.

Chiar înainte ca sonda MESSENGER, aparținând NASA (acronimul de la MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), să intre pe orbita lui Mercur, în martie 2011, mulți oameni de știință erau de părere că mantaua acestei planete a fost spulberată de o coliziune de proporții gigantice, însă conform acestui scenariu, crusta planetei nu ar mai fi trebuit să conțină elemente ușoare.

"Atunci când MESSENGER a ajuns la Mercur, am descoperit o abundență neașteptată (în crustă) a unor elemente moderat volatile, așa cum este potasiul și sulful", explică unul dintre responsabilii misiunii MESSENGER, Patrick Peplowski, cercetător la Laboratorul de Fizică Aplicată din cadrul Universității John Hopkins. "De atunci am observat și existența în concentrații ridicate a sodiului și a clorului, elemente care nu ar fi trebuit să mai existe în crusta lui Mercur. Acest lucru ne-a pus pe gânduri — cum este posibil ca o planetă să fie, în același timp, bogată în elemente cu volatilitate moderată dar și să aibă un nucleu uriaș din fier? Foarte mulți oameni de știință și-au bătut capul cu această problemă în ultimii ani" a mai adăugat el.

Răspunsul ar putea veni de la natura impactului sau a impacturilor pe care le-a suferit Mercur la scurt timp după formarea sa ca planetă, în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani.

În cadrul noului studiu, Erik Asphaug de la Universitatea Statului Arizona, și Andreas Reufer, de la Universitatea din Berna, Elveția, au derulat o serie de modele computerizate ale ciocnirilor posibile de la începuturile sistemului solar. Conform celor doi, aceste ciocniri au fost de tipul "hit and run" — corpurile respective s-au ciocnit și au deviat unul din celălalt, rezultatul fiind uneori aruncarea unuia dintre corpuri de pe orbită, în timp ce celălalt adună resturile rămase după impact.

O astfel de coliziune ar fi putut reprezenta actul de naștere al planetelor Mercur și Marte, dar și al unor asteroizi mari, așa cum sunt Vesta și Psyche.

Oamenii de știință vorbesc despre o coliziune cu o planetă de dimensiunea Pământului, impact ce a spulberat în spațiu o mare parte din mantaua planetei, explicând de ce Mercur, o lume mică și arsă de Soare, are un nucleu din fier atât de mare în comparație cu restul planetei.

Cercetătorii susțin că nucleul planetei Mercur reprezintă aproximativ 60% din masa sa. Prin comparație, în cazul Pământului dar și al celorlalte planete telurice din sistemul nostru solar, Venus și Marte, nucleul reprezintă doar 30% din masa planetară totală.

Chiar înainte ca sonda MESSENGER, aparținând NASA (acronimul de la MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), să intre pe orbita lui Mercur, în martie 2011, mulți oameni de știință erau de părere că mantaua acestei planete a fost spulberată de o coliziune de proporții gigantice, însă conform acestui scenariu, crusta planetei nu ar mai fi trebuit să conțină elemente ușoare.

"Atunci când MESSENGER a ajuns la Mercur, am descoperit o abundență neașteptată (în crustă) a unor elemente moderat volatile, așa cum este potasiul și sulful", explică unul dintre responsabilii misiunii MESSENGER, Patrick Peplowski, cercetător la Laboratorul de Fizică Aplicată din cadrul Universității John Hopkins. "De atunci am observat și existența în concentrații ridicate a sodiului și a clorului, elemente care nu ar fi trebuit să mai existe în crusta lui Mercur. Acest lucru ne-a pus pe gânduri — cum este posibil ca o planetă să fie, în același timp, bogată în elemente cu volatilitate moderată dar și să aibă un nucleu uriaș din fier? Foarte mulți oameni de știință și-au bătut capul cu această problemă în ultimii ani" a mai adăugat el.

Răspunsul ar putea veni de la natura impactului sau a impacturilor pe care le-a suferit Mercur la scurt timp după formarea sa ca planetă, în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani.

În cadrul noului studiu, Erik Asphaug de la Universitatea Statului Arizona, și Andreas Reufer, de la Universitatea din Berna, Elveția, au derulat o serie de modele computerizate ale ciocnirilor posibile de la începuturile sistemului solar. Conform celor doi, aceste ciocniri au fost de tipul "hit and run" — corpurile respective s-au ciocnit și au deviat unul din celălalt, rezultatul fiind uneori aruncarea unuia dintre corpuri de pe orbită, în timp ce celălalt adună resturile rămase după impact.

O astfel de coliziune ar fi putut reprezenta actul de naștere al planetelor Mercur și Marte, dar și al unor asteroizi mari, așa cum sunt Vesta și Psyche.

Conform acestui model al impactului de tip "hit-and-run", uneori corpul de impact, care ar fi avut mai multe substanțe volatile în compoziția sa, ia locul pe orbită al corpului țintă, și apoi trece printr-o etapă de ciocniri repetate la rândul său. Aceste ciocniri ulterioare au ca efect desprinderea unui volum suplimentar de materie din mantaua noii planete.

"Dacă ne uităm la ciocnirile dintre două corpuri, corpul de impact suferă de obicei modificări mai mari decât corpul țintă. Am încercat să aplicăm această idee și în cazul lui Mercur. Ce ar fi dacă Mercur ar fi corpul de impact și nu corpul țintă?", s-a întrebat Andreas Reufer.

În urma simulărilor computerizate cei doi oameni de știință au ajuns la concluzia că o planetă ca Mercur se naște atunci când corpul de impact este de aproximativ 4,5 ori mai mare decât este în prezent această planetă și lovește o protoplanetă care avea 0,85 mase terestre, cu o viteză de aproape trei ori mai mare decât viteza de evadare reciprocă de pe orbită, sub un unghi de impact de aproximativ 34 de grade. Mercur are în prezent o masă echivalentă cu 0,055 mase terestre.

Conform acestui model, materia aruncată în spațiu în urma impactului începe să se adune pe cele două corpuri implicate în impact, chiar dacă acestea continuă să se deplaseze pe traiectorii diferite. Marea majoritate a materiei — în mare parte elemente mai ușoare, din manta, va cădea înapoi pe corpul țintă. Astfel, corpul de impact va sfârși prin a fi mai bogat în metale decât a fost înaintea impactului, dar tot va rămâne și cu o cantitate importantă de elemente volatile.

Și această explicație lasă însă în urmă suficiente întrebări pentru studiile ulterioare. "De unde a venit obiectul masiv care a lovit planeta Mercur? Unde se află el acum? Care a fost efectul încălzirii puternice din urma impactului asupra compoziției lui Mercur?", conform celor doi cercetători.

Acest studiu este publicat în ultimul număr al revistei Nature Geoscience.