Merkür oluşumu çözülmemiş bir gizem olmaya devam ediyor. Güneşe en yakın gezegenin orantısız olarak büyük bir metalik çekirdeğe sahip – kütlesinin yaklaşık% 70’ine sahip – ve nispeten küçük bir kayalık manto var. Şimdiye kadar, en yaygın kabul edilen açıklama, Merkür’ün büyük bir göksel bedenle felaketle çarpıştıktan sonra kabuğunun ve mantolarının çoğunu kaybetmesiydi. Bununla birlikte, dinamik simülasyonlar, çok farklı kitlelere sahip bedenleri içeren bu tür etkilerin son derece nadir olduğunu göstermektedir.
Yeni bir çalışma, erken güneş sisteminde çok daha yaygın olan bir tür olaya dayanan alternatif bir açıklama önermektedir-benzer kitlelerdeki bedenler arasında yaklaşmak. Bulgular dergide yayınlandı Doğa Astronomi.
Çalışmanın ilk yazarı, doktora yapan bir gökbilimci olan Patrick Franco’ydu. Brezilya’daki Ulusal Gözlemevi ve Fransa’daki Institut de Physique Du Globe de Paris’teki doktora sonrası araştırmacıdan.
Franco, “Simülasyon yoluyla, cıva oluşumunun olağanüstü çarpışmalar gerektirmediğini gösteriyoruz. Benzer kitlelere sahip iki protoplanet arasında otlatma etkisi, kompozisyonunu açıklayabilir. Bu, istatistiksel ve dinamik bir bakış açısından çok daha akla yatkın bir senaryo” diyor.
“Çalışmamız, önceki simülasyonlarda yapılan, çok eşit olmayan bedenler arasındaki çarpışmaların son derece nadir olaylar olduğu bulgusuna dayanmaktadır. Benzer kitlelerdeki nesneler arasındaki çarpışmalar daha yaygındır ve çalışmanın amacı tam olarak bu çarpışmaların cıvada gözlemlenen özelliklere sahip bir gezegen üretip üretemeyeceğini doğrulamaktı.”
Bu olası çarpışma, güneş sisteminin oluşumunda nispeten geç bir aşamada, benzer boyutlarda kayalık gövdeler, iç bölgelerde, güneşe daha yakın bir alan için yarıştığında meydana gelirdi.
Franco, “Gezegenli embriyoların bir kreş içinde, yerçekimsel olarak etkileşime giren, birbirlerinin yörüngelerini rahatsız ediyor ve hatta bugün bildiğimiz iyi tanımlanmış ve istikrarlı yörünge konfigürasyonları kalana kadar gelişen nesneler geliştiriyorlardı.”
Bu varsayımsal senaryoyu yeniden yaratmak için araştırmacılar, “düzeltilmiş parçacık hidrodinamiği” (SPH) adı verilen hesaplamalı bir sayısal yöntem kullandılar. SPH, özellikle büyük deformasyonlar, çarpışmalar veya parçalanmalar içeren bağlamlarda hareket halindeki gazları, sıvıları ve katı malzemeleri simüle edebilir.
Kozmoloji, astrofizik ve gezegensel dinamiklerin yanı sıra mühendislik ve bilgisayar grafiklerinde yaygın olarak kullanılan bu yöntem, Joseph Louis Lagrange (1736-1813) tarafından geliştirilen Lagrange işlevini kullanır. Fonksiyon, bir sistemin evrimini, her bir kurucu noktanın veya parçacığın zaman içinde uzayda ayrı ayrı nasıl hareket ettiğini göz önünde bulundurarak tanımlar.
Uzaydaki sabit noktalarda neler olduğunu gözlemleyen Euler formalizminin (Leonhard Paul Euler, 1707-1783 tarafından geliştirilmesinden) farklı olarak, Lagrange işlevi hareketli parçacığın “bakış açısını” takip eder.
Franco, “Pürüzsüz partikül hidrodinamiğindeki ayrıntılı simülasyonlar yoluyla, hem Merkür’ün toplam kütlesini hem de olağandışı metal / silikat oranını yüksek hassasiyetle yeniden üretmenin mümkün olduğunu bulduk. Modelin hata payı%5’ten azdı.”
Teklif, büyük metalik çekirdeğe rağmen Merkür’in neden düşük toplam kütleye sahip olduğunu ve neden sadece ince bir kayalık malzeme tabakasını koruduğunu açıklamaya yardımcı oluyor. =
Araştırmacı, “Merkür’ün başlangıçta diğer karasal gezegenlerinkine benzer bir kompozisyona sahip olacağını varsaydık. Çarpışma, orijinal mantosunun% 60’ına kadar sıyrılacaktı, bu da artan metalikliğini açıklayacak.”
Enkaz nerede?
Buna ek olarak, yeni model önceki senaryoların sınırlandırılmasını önler.
“Bu senaryolarda, çarpışma sırasında parçalanan malzeme gezegenin kendisi tarafından yeniden birleştirilir. Eğer durum buysa, Merkür çekirdek ve manto arasındaki mevcut oranı sergilemez. Ancak, başlangıç koşullarına bağlı olarak, temel ve mantoya bağlı olarak, çekirdek ve mantoya bağlı olarak, çekirdek ve mantoya bağlı olarak, franko’nun bozulmasını koruyabilir”, Franko.
Bu durumda bariz soru, çıkarılan materyalin nereye gittiğidir.
Araştırmacı, “Etki yakındaki yörüngelerde meydana gelirse, bir olasılık, bu materyalin başka bir gezegen tarafından oluşum, belki de Venüs’ün dahil edilmesidir. Bu hala daha derinlemesine araştırılması gereken bir hipotezdir.”
Franco’ya göre, önerilen model diğer kayalık gezegenlerin oluşumunu araştırmak ve erken güneş sisteminde farklılaşma süreçleri ve maddi kaybı anlayışımıza katkıda bulunmak için genişletilebilir. Araştırmadaki bir sonraki adımlar, meteoritlerden gelen jeokimyasal verilerle karşılaştırmaları ve Merkür’i inceleyen uzay görevlerinden, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Japonya Havacılık Keşif Ajansı (JAXA) gibi bir ortak girişim gibi karşılaştırmaları içermelidir.
Franco, “Merkür sistemimizde en az keşfedilen gezegen olmaya devam ediyor. Ama bu değişiyor. Yeni nesil araştırma ve görevler var ve henüz birçok ilginç şey gelmedi” diyor.
