最新研究水星可能是行星碰撞形成的

  據國外媒體報道,研究人員指出,一顆類似地球體積的星球傾斜角度與水星原行星發生碰撞,並剝離了這顆原行星岩石地幔的多數物質,這將解釋為什麼這顆微型、太陽烘烤的星球現今擁有一個巨大的鐵核。

  科學家認為,水星內核占總質量的60%,相比之下,地球、金星、火星,以及其它太陽系岩石行星內核僅佔總質量的30%。

  在美國宇航局“信使號”探測器2011年3月進入水星軌道之前,許多科學家假設一次重大碰撞事件爆炸剝離了該星球的地幔層,如果這一假設屬實,那麼水星地殼層將缺少輕元素。

  “信使號”研究小組成員帕特裡克-佩普羅維斯基(Patrick Peplowski)說:“當信使號探測器抵達水星軌道,我們發現水星富含大量中度揮發元素,例如:鉀和硫磺。

  從那以後,我們還觀測到一些高濃度物質,例如:鈉和氯,之前曾認為這些物質是水星的缺少資源。”

  這將留下了一些謎團,為何該行星擁有巨大鐵核,並且富含中度揮發性輕元素?科學家推測可能發生過天體猛烈碰撞,碰撞時間是45億年前水星原行星形成不久。

  在這項新研究中,美國亞利桑那州大學艾瑞克-阿斯帕(Erik Asphaug)和同事安德裡亞斯-雷尤弗爾(Andreas Reufer)設計了一個計算機模型,顯示太陽系早期存在許多“肇事逃逸”碰撞事件。

  並非是較小天體組合形成一個較大天體,而是一些衛星和行星等級的岩石天體彼此碰撞,有時碰撞導致天體脫離運行軌道,碰撞天體與殘骸物質合併形成一顆行星。

  像這樣的碰撞可能形成水星和火星,至少形成一些體積較大的小行星,例如:灶神星和靈神星。目前,這項新研究報告發表在7月6日出版的《自然地球科學》雜誌上。

  “肇事逃逸”模型假定碰撞天體存在著更多的揮發成份,在經歷反覆碰撞事件之後,揮發物質將由被碰撞天體表面物質所替代,這種額外碰撞事件將剝離更多的地幔成份。

  雷尤弗爾說:“如果你觀察兩個天體之間的碰撞,碰撞者天體發生的變化更顯著。我們試著將這一理論應用於水星,如果水星是碰撞者天體,將會出現怎樣的情況呢?”

  模型運行結果表明,當一顆質量是現今水星4.5倍的碰撞者天體(水星原行星)以34度角度、3倍相互逃逸速度,碰撞一顆0.85倍地球質量的行星,將形成類似水星的行星。更重要的是通過模型還顯示,目標天體和碰撞者天體當它們“分道揚鑣”時將開始再加積物質過程。

  碰撞天體表面絕大多數輕元素將落到目標天體,終碰撞天體的金屬含量將大於之前,但表面仍存在著大量揮發性輕元素。




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