Paano Nagustuhan ng isang Oddball Planet ang Form ng Mercury?

Pagbuo ng Mercury

Kung ang Mercury ay nabuo mula sa isang banggaan, tulad ng ipinakita sa artistikong imaheng ito, o mula sa pag-ulan ng mga epekto, marahil ay kakaiba ito sa mga planeta ng kalawakan. (Kredito sa imahe: NASA / JPL-Caltech)



Sa pamamagitan ng napakalaking iron core at ultrathin crust, ang Mercury ay isang bagay ng isang kakaibang bola sa solar system. Maaga sa buhay nito, hindi bababa sa isang banggaan ang naghubad sa planeta ng mga panlabas na layer, na pinapayagan ang makapal na core na mangibabaw. Ang bagong pananaliksik ay nagpapahiwatig na kung ang planeta ay nagdusa ng isang solong, head-on hit, isang sulyap na suntok o isang ulan ng mga epekto, ang landas ng evolutionary na tinahak nito ay medyo bihira sa mga planeta.

Nang ang NASA's MESSENGER spacecraft ay dumating sa Mercury noong 2011, sumukat ito ng medyo mataas na antas ng sodium at thorium. 'Dahil ang mga sangkap na ito ay medyo pabagu-bago, inaasahan silang mawala sa mga kaganapan sa mataas na temperatura tulad ng higanteng mga epekto,' sinabi ni Alice Chau, isang nagtapos na mag-aaral sa University of Zurich, sa Space.com sa pamamagitan ng email.





Nataranta sa mga nakakagulat na pagsukat, si Chau at ang kanyang mga kasamahan ay nagmomodelo ng tatlong magkakaibang mga sitwasyon upang makita kung matutukoy nila kung alin ang pinakamalamang na paliwanag para sa pagbuo ng Mercury na magbibigay ng pananatili sa mga sangkap na iyon. Natagpuan nila ang lahat ng tatlong bihirang lumitaw sa mga simulation.

'Ang pagbubuo ng Mercury ng higanteng mga epekto ay magagawa ngunit mahirap,' sumulat si Chau at ang kanyang mga kasamahan sa kanilang papel.



Na tumutugma sa mga obserbasyon na nagawa sa mga instrumento tulad ng NASA's Kepler space teleskopyo. Sa ngayon, a lamang dakot ng mabatong mundo mas makapal kaysa sa Mercury ay nakilala mula sa higit sa 5,541 na nakumpirma at mga exoplanet ng kandidato.

Pakiramdam ay maswerte?

Bagaman ang Mercury ay ang pinakamaliit na buong-gulang na planeta sa solar system, ito ang pangalawang pinakamakapal, na nangunguna lamang sa Daigdig. Karamihan sa planeta ay binubuo ng higanteng core, na tinatayang aabot sa pagitan ng 70 at 85 porsyento ng radius ng planeta. Noong 1988, iminungkahi ng mga mananaliksik na ang di-karaniwang malalaking core ng planeta ay resulta ng isang higanteng epekto, na tinanggal ang umiiral na balabal.



Ngunit itinapon ng MESSENGER ang teorya ng banggaan nang matuklasan nito ang mas magaan na mga elemento. Sinimulang tanungin ng mga siyentista kung ang mataas na enerhiya at temperatura na nagaganap sa isang epekto ay maiiwan ang pabagu-bago ng materyal na naobserbahan ng MENSAHE. Gayunpaman, sa mga nakaraang taon, sinimulan nilang kwestyunin ang mga pagpapalagay na ito, na nagpapahiwatig na ang mga ilaw na elemento na naroroon ay maaaring makaligtas sa isang epekto.

'Posibleng ang epekto ay humantong sa pag-aalis ng mga sangkap na ito, ngunit bumalik ito sa ibabaw ng Mercury,' sinabi ni Chau, na binabanggit na ang isang senaryong iyon ay kailangan pang siyasatin. Ang isa pang posibilidad ay ang mga volatile ay nagmula sa kalaliman ng planeta at pinakawalan bilang gas sa paglaon ng ebolusyon nito, matapos ang mga epekto.

Sa pag-iisip na ito, si Chau at ang kanyang mga kasamahan ay nagmomodelo ng tatlong magkakaibang mga sitwasyon sa epekto: isang solong direktang hit, isang sulyap na suntok at maraming mga epekto mula sa mas maliit na mga bagay. Natagpuan nila na ang bawat kaso ay mapaghamon, sa sarili nitong pamamaraan.

Ang mga unang yugto ng pagbuo ng planeta ay gumawa ng higit sa walong mga core na kalaunan ay naging mga planeta ng solar system. Ang mga bagay na ito at ang kanilang mga maliliit na kapatid ay nag-alaga sa paligid ng solar system at nagsalpukan . Teorya ng mga siyentista ang isang bagay na tulad sumabog sa batang Daigdig upang makabuo ng buwan ng ating planeta.

'Ang mga banggaan ay madalas sa maagang yugto ng pagbuo ng solar system,' sinabi ni Chau.

Ang unang senaryo ay nagmomodelo ng isang solong higanteng bagay na nag-crash sa Mercury. Ngunit, upang lumikha ng isang mala-Mercury na bagay, ang nakakaapekto ay kailangang lumipat ng tama. Hindi ito maaaring maging masyadong malaki o kumilos nang napakabilis, o masisira nito ang planeta. Gayunpaman, ang paglipat ng masyadong mabagal, ay pinapayagan ang masa mula sa sirang epekto at ang materyal na hinipan ng mundo na bumalik sa planeta, na pinapanumbalik ang panlabas na shell.

Susunod, tiningnan ng koponan ang isang hit-and-run na senaryo, kung saan ang isang nakakaapekto na may mas maraming masa kaysa sa paunang senaryo ay pumalis sa batang planeta na may isang sulyap na suntok. Ang senaryong ito ay mas madalas na bumuo ng isang mala-Mercury na bagay sa kanilang mga simulation - hangga't hindi nito nawasak nang buo ang planeta.

Ang isa sa pinakamalaking problema sa alinman sa mga senaryong ito ay kung ano ang nangyayari sa papasok na nakakaapekto. Kung hindi ito ganap na nawasak ng banggaan, ang bagay ay mananatili sa orbit sa paligid ng araw sa bago nitong landas. Ngunit hindi mo kailangang maging isang astronomo upang malaman na walang ganitong bagay na mayroon ngayon. Ang tanging paraan upang sirain ang ebidensya ay ang magkaroon ng orihinal, mabilis na banggaan na naglalakbay sa isang napaka-sira, nakaunat na bilog ng isang landas na magpapadala sa mga labi nito na itinapon sa araw matapos itong mag-crash sa Mercury - mga kundisyon na Chau sinabi ay hindi masyadong karaniwan.

Sa kabilang banda, ang Mercury ay kailangang swerte lamang - o malas - isang beses.

'Isang banggaan lamang tulad nito ang kinakailangan,' sabi ni Chau.

Double whammy

Ang pangatlong pagpipilian ay ang Mercury na binomba ng maraming mga bagay sa simula ng buhay nito. Ang mas maliit na mga bagay ay may mas kaunting enerhiya kaysa sa isang solong slam, na ang bawat isa ay inaalis lamang ang bahagi lamang ng nawawalang pabagu-bagong elemento.

'Ito ay posible, at marahil ay mas malamang, na ang Mercury ay nabuo bilang isang resulta ng maraming mga epekto,' sumulat ang mga may-akda sa kanilang papel, na tinanggap para sa paglalathala ng Astrophysical Journal at matatagpuan sa preprint server arXiv .

Si Chau at ang kanyang mga kasamahan ay nagmomodelo ng dalawang posibleng bersyon ng senaryong ito, ang isa ay may mga bagay na may mababang masa na gumagalaw sa malamang na anggulo ng epekto at ang isa pa ay may bahagyang mas malalaking mga bagay na nagbanggaan sa isang saklaw ng mga anggulo. Sa parehong mga kaso, ang mga bagay ay naglakbay nang tatlo hanggang apat na beses ang bilis ng isang bagay sa ibabaw ng Mercury na kailangang maglakbay upang makatakas sa gravity ng planeta.

Sa unang senaryo, aabot sa 20 magkakaibang mga bagay ang kailangang bumagsak sa Mercury upang alisin ang sapat na materyal. Sa mga pinaka-maasahang kaso, umabot ng anim na magkakaibang banggaan. Ang pangalawang senaryo, na may bahagyang mas malalaking mga bagay, ay nangangailangan lamang ng dalawa hanggang apat na banggaan. Ang eksaktong numero ay nakasalalay sa dami ng tao, tulin at angulo ng pagbangga nito.

'Mas malamang na ang Mercury ay nabuo sa pamamagitan ng dalawang banggaan,' na may anggulo na 28 degree at bilis na 45,000 mph (20 kilometro bawat segundo), 'kaysa sa sampung banggaan sa pinakamaraming maaaring anggulo,' pagtapos ng mga mananaliksik.

Ngunit may iba pang mga kadahilanan na pinag-uusapan. Para sa isang bagay, ang mga epekto ay dapat na tumpak na mag-time.

'Ang mga banggaan ay dapat na naganap nang sapat upang magkaroon pa rin ng isang imbakan ng mga katawan na sa paglaon ay makakabanggaan sa Mercury, lalo na para sa maraming banggaan,' sinabi ni Chau.

'Mas gusto kung ang Mercury ay bata at mainit kaya maraming masa ang maaaring mawala at ang ilang mga volatile ay maaari pa ring lumampas,' aniya.

Ang tiyempo sa pagitan ng mga banggaan ay may mahalagang papel din. Matapos masabog ang materyal, aabutin ng halos isang libong taon bago palamig ang ulap ng mga labi at tumira pabalik sa planeta. Dahil ang bawat indibidwal na banggaan ay nakakaapekto sa susunod, isang mainit na ulap ng materyal na pumapaligid sa napukpok na Mercury matapos ang unang banggaan ay nakakaapekto sa kung magkano ang materyal na maaaring hubarin. Kung ang Mercury ay may oras upang mag-cool off sa pagitan ng mga epekto, humahawak ito sa higit pa sa materyal nito.

'Kung mas mahigpit ang mga banggaan sa oras, mas madali itong mawala ang mantle,' sinabi ni Chau.

Kaya, alin sa tatlong mga sitwasyon ang malamang na nabuo ang Mercury na mayroon ngayon? Ang mga mananaliksik ay hindi sigurado.

'Ang bawat isa sa mga senaryong ito ay nangangailangan ng mga tukoy na kundisyon, at ang bawat isa sa kanila ay may mga kalamangan at dehado,' sinabi ni Chau. Tinukoy niya na ang isang solong napakalaking nakakaapekto ay nangangailangan ng mga hindi pangkaraniwang kondisyon, ngunit tumatagal lamang ito ng isang bagay.

'Ang kinakailangang mga kundisyon para sa maramihang mga epekto ng senaryo ay mas katamtaman, ngunit sa ngayon wala kaming sapat na impormasyon upang mas gusto ang isang sitwasyon kaysa sa isa pa,' sinabi niya.

Dahil ang parehong mga senaryo ay napakahigpit na pinipigilan, nangangahulugan ito na ang mga planong mayaman sa metal tulad ng Mercury ay marahil bihirang.

'Ang mababang dalas ng mga exoplanet na mayaman sa metal (Mercury analogs) ay nagpapahiwatig na ang pagbuo ng mga planong mayaman sa metal ay nangangailangan ng natatanging mga pangyayari,' pagtapos ng mga may-akda.

Sundin ang Nola Taylor Redd sa Twitter @NolaTRedd . Sundan kami sa Twitter @Spacedotcom at sa Facebook . Orihinal na artikulo sa Space.com .