Nastanek Merkurja ostaja eno večjih vprašanj planetarne znanosti. Planet, ki kroži najbližje Soncu, ima nenavadno sestavo: njegovo kovinsko jedro predstavlja približno 70 odstotkov celotne mase, skalnati plašč pa je presenetljivo tanek.
Dolgo je prevladovala hipoteza, da je Merkur takšno obliko dobil po katastrofalnem trčenju z večjim telesom, ki mu je „odneslo“ del plašča in skorje. Nova študija, objavljena v reviji Nature Astronomy, pa ponuja drugačno razlago – trk med dvema protoplanetoma s podobnimi masami.
Kot pojasnjuje prvi avtor raziskave Patrick Franco z Nacionalnega observatorija v Braziliji in Institut de Physique du Globe de Paris, so doslej uveljavljeni modeli temeljili na redkih dogodkih, v katerih sta vpleteni zelo neenaki masi.
„Naše simulacije kažejo, da za nastanek Merkurja niso potrebni izjemni trki. Dogodek med dvema protoplanetoma s podobnimi lastnostmi je statistično veliko verjetnejši in lahko pojasni, zakaj ima Merkur tako nenavadno sestavo,“ je dejal Franco.
Raziskovalna skupina je izvedla numerične simulacije, ki kažejo, da bi trk teles primerljive mase lahko odstranil velik del primarnega plašča bodočega Merkurja. Rezultat bi bil planet z relativno majhno skupno maso, a z izrazito velikim jedrom – lastnosti, ki jih danes opazujemo.
Simulacije z metodo SPH
Za preučevanje tega scenarija so uporabili računalniško metodo, imenovano „hidrodinamika zglajenih delcev“ (SPH), ki omogoča natančno simulacijo gibanja plinov, tekočin in trdnih snovi. Gre za pristop, ki sledi gibanju posameznih delcev skozi prostor in čas, s čimer se razlikuje od klasičnega Eulerjevega formalizma.
S pomočjo te metode so znanstveniki uspeli reproducirati tako skupno maso Merkurja kot tudi njegovo izjemno razmerje med kovino in silikatom. „Meja napake naših modelov je bila manjša od pet odstotkov,“ je dejal Franco. Dodal je, da bi trk odstranil do 60 odstotkov prvotnega plašča, kar pojasni nenavadno kovinsko prevlado.
Usoda izvrženega materiala
Ena ključnih prednosti novega modela je, da odgovarja na vprašanje, zakaj se odtrgani material ni znova vključil v planet, kot so predvidevali prejšnji scenariji. „V našem modelu se lahko del snovi izvrže v vesolje in se nikoli ne vrne, kar omogoči trajno nesorazmerje med jedrom in plaščem,“ pojasnjuje Franco.
Odprto ostaja, kam je izginil ta material. Ena od možnosti je, da ga je v času nastajanja notranjega Osončja prevzel drug planet, morda Venera. To bo predmet nadaljnjih raziskav, poudarjajo avtorji.
Po Francovih besedah ima novi scenarij širše posledice za razumevanje nastajanja skalnatih planetov. Lahko bi osvetlil tudi procese diferenciacije in izgube materiala v zgodnjem obdobju Osončja. Naslednji koraki bodo vključevali primerjave z geokemičnimi podatki meteoritov in analizami, ki jih prinašajo vesoljske misije. Med njimi je misija BepiColombo, skupni projekt Evropske vesoljske agencije (ESA) in japonske agencije JAXA, ki trenutno raziskuje Merkur.
„Merkur ostaja najmanj raziskan planet v Osončju, a z novo generacijo raziskav in misij se to spreminja,“ je sklenil Franco.
Raziskava, ki jo je sofinancirala brazilska raziskovalna fundacija FAPESP, je dostopna v Nature Astronomy (DOI: 10.1038/s41550-025-02582-y), dodatno pa tudi na portalu arXiv (DOI: 10.48550/arxiv.2503.02826).
Foto: Pixabay
