Powstanie Merkurego wciąż pozostaje w dużej mierze tajemnicą – przypominają eksperci z Institut de Physique du Globe de Paris. Położona najbliżej Słońca planeta ma nieproporcjonalnie duże metaliczne jądro stanowiące około 70 proc. jej masy oraz stosunkowo cienki, skalisty płaszcz.

Do tej pory najbardziej powszechnie akceptowanym wyjaśnieniem było to, że Merkury utracił znaczną część swojej skorupy i płaszcza wskutek katastrofalnego zderzenia z dużym ciałem niebieskim.

Jednak zaawansowane symulacje dynamiczne pokazują, że tego typu zderzenia obiektów o bardzo różnej masie są niezwykle rzadkie.

Nowe badanie wskazuje na alternatywne wyjaśnienie odnoszące się do częstszego we wczesnym Układzie Słonecznym zderzenia ciał o podobnych masach.

- Dzięki symulacjom pokazujemy, że powstanie Merkurego nie wymaga wyjątkowych zderzeń. Zderzenie dwóch protoplanet o podobnych masach, które otarły się o siebie, może wyjaśnić jego skład. To znacznie bardziej prawdopodobny scenariusz z punktu widzenia statystyki i dynamiki – wyjaśnia dr Patrick Franco autor badania opisanego w magazynie „Nature Astronomy” (https://www.nature.com/articles/s41550-025-02582-y).

- Nasza praca opiera się na ustaleniu dokonanym w poprzednich symulacjach, że zderzenia między bardzo nierównymi ciałami są niezwykle rzadkimi wydarzeniami. Zderzenia obiektów o podobnych masach zdarzają się częściej, a celem badania było właśnie sprawdzenie, czy takie zderzenia mogłyby doprowadzić do powstania planety o cechach obserwowanych u Merkurego – tłumaczy.

Taka kolizja miałaby nastąpić na stosunkowo późnym etapie formowania się Układu Słonecznego, kiedy skaliste ciała o podobnych rozmiarach rywalizowały o miejsce w wewnętrznych rejonach, bliżej Słońca.

- Były to obiekty w fazie ewolucji, w swoistym żłobku planetarnym, które oddziaływały ze sobą grawitacyjnie, zakłócały swoje orbity, a nawet się zderzały, aż pozostały jedynie dobrze określone i stabilne konfiguracje orbitalne, jakie znamy dziś – opisuje tę sytuację dr Franco.

Badacze twierdzą, że margines błędu ich metody to mniej niż 5 proc.

Teoria pomaga w wyjaśnieniu, dlaczego Merkury ma niewielką całkowitą masę pomimo dużego metalicznego jądra i dlaczego zachował jedynie cienką warstwę materii skalistej.

- Założyliśmy, że początkowo Merkury miał skład podobny do innych planet skalistych. Zderzenie mogło pozbawić go nawet 60 proc. pierwotnego płaszcza, co tłumaczyłoby podwyższoną zawartość metali – wyjaśnia badacz.

Ponadto nowy model jest wolny od ograniczenia wcześniejszych scenariuszy.

- We wcześniejszych teoriach materiał oderwany podczas zderzenia zostaje ponownie wchłonięty przez samą planetę. Gdyby tak było, Merkury nie wykazywałby obecnej dysproporcji między jądrem a płaszczem. Natomiast w modelu, który proponujemy, w zależności od warunków początkowych część oderwanego materiału może zostać wyrzucona i nigdy nie powrócić, co zachowuje tę dysproporcję między jądrem a płaszczem – argumentuje dr Franco.

Jak podkreślają naukowcy, kluczowe pytanie w tym przypadku brzmi: dokąd trafił wyrzucony materiał.

- Jeśli zderzenie nastąpiło na pobliskich orbitach, jedną z możliwości jest to, że materiał ten został włączony do innej formującej się planety, być może Wenus. To hipoteza, którą wciąż trzeba dokładniej zbadać – mówi badacz.

Według niego zaproponowany teraz model można rozszerzyć, aby badać powstanie innych planet skalistych. Może się on więc przyczynić się do lepszego zrozumienia procesów różnicowania oraz utraty materii we wczesnym Układzie Słonecznym.

Kolejne etapy badań powinny obejmować porównania z danymi geochemicznymi z meteorytów oraz próbkami z misji kosmicznych badających Merkurego, takich jak BepiColombo ESA i JAXA.

- Merkury wciąż pozostaje najmniej zbadana planetą naszego układu. Ale to się zmienia. Trwają już misje nowej generacji, a przed nami jeszcze wiele ciekawych odkryć – podkreśla dr Franco.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/