为何水星是一颗根据人类理论本不该存在的行星

这一理论得到水星表面钾和钍含量的支持,因为这些元素与火星的成分更为接近,而火星形成于距太阳更远的位置。


理论认为,在水星存在的最初1000万年间,这颗“原始水星”曾遭遇一个巨大的天体撞击,可能是一颗火星大小的行星。这次碰撞剥离了水星的外层——地壳和地幔,只留下富含铁的核心,形成了我们今天看到的水星。

法国尼斯蔚蓝海岸天文台的行星动力学专家亚历山德罗·莫比德利(Alessandro Morbidelli) 表示,这种解释目前最受天文学家支持。他说:“普遍的解释是,水星遭受了一次巨大的撞击,移除了大部分地幔。”

这次撞击必须是“擦撞”,没有完全摧毁水星。然而,虽然早期太阳系中撞击频繁,但要剥离如此大量的物质,需要超过224000英里/小时(约每秒100公里) 的高速碰撞,根据萨韦里奥·坎比奥尼的说法,这种情况被认为不太可能,因为大多数天体在太阳周围运行时速度相近,类似于环形道路上的车辆。

此外,这样的撞击理应剥离水星的挥发性元素,包括钍,但“信使号”却检测到它们仍存在,这使得理论更加复杂。它们是如何在如此剧烈的事件中幸存的?

即使没有撞击,也不清楚这些元素为何仍存在于水星上。“如此接近太阳的天体不应该富含挥发性物质,”英国公开大学(The Open University)行星地质学家大卫·罗瑟里(David Rothery) 说——他共同领导“贝皮科伦坡号”上的水星X射线光谱仪(MIXS)研究,该仪器将分析水星的挥发性元素,“那么,水星是否起源于更远的位置?或者形成水星的物质是否来自更远的地方?”

另一种假说认为,水星并非被撞击,而是撞击者本身,曾与另一颗行星(如金星)发生“擦撞”,然后停留在目前的位置。这种“撞了就跑”的碰撞更容易解释水星为何失去大量质量。比利时鲁汶天主教大学的行星地质学家奥利维耶·纳穆尔(Olivier Namur) 说:“如果水星是撞击者而不是被撞击者,解释起来更容易。”

图像来源,NASA,水星表面显示出远古时期曾有火山活动的迹象。

它并不是早期太阳系中唯一的“行星级炮弹”。我们的月球被认为是由一颗火星大小的天体“忒伊亚”(Theia)撞击早期地球后形成的,当时剥离了大量物质。

在任何水星撞击的假说中,仍有一个问题:为何被抛入太空的岩石碎片没有重新落回水星,或形成卫星(水星没有卫星)?

一种可能的解释是一个叫“碰撞研磨”(collisional grinding)的过程,即水星被抛出的物质逐渐被磨碎成尘埃,然后被太阳风的猛烈轰击吹散。

加拿大多伦多大学行星形成专家珍妮佛·斯科拉(Jennifer Scora) 说:“碰撞研磨指的是碎片彼此摩擦,逐渐分解成越来越小的颗粒。最终,你会得到一颗更小、更高密度的水星。”然而,她指出,要让这个过程奏效,所需的研磨速率非常高,可能远超我们预期。

另一种情况是,根本没有发生巨大撞击,而是水星确实由靠近太阳、富含铁的物质形成。


倾向于这种可能的瑞典隆德大学行星形成专家安德斯·约翰森(Anders Johansen) 认为,水星形成于太阳系中比其他行星更热的区域,年轻的太阳释放的能量蒸发了水星位置的大部分轻质尘埃,只留下较重、富含铁的物质凝聚成行星。他说:“这样就能形成一颗富含铁的行星。”

但问题在于,如果这理论成立,为何水星没有继续增长,而是停留在目前的大小?“周围应该有大量物质,”约翰森说,因此不清楚为何我们最终只得到一颗如此小的行星。

在其他恒星周围,我们确实观测到类似水星的更大版本,被称为“超级水星”(Super Mercuries)。这些行星富含铁,密度高,比地球更大、更重,但仍拥有巨大的铁核心。我们尚未发现与水星大小相同的行星,原因是它们太小,难以在母恒星的强光和引力影响下被探测到。

根据观测,超级水星在银河系中可能相当普遍。坎比奥尼说,它们可能占所有行星的10%至20%。这带来新的问题:像水星一样,我们不知道它们是如何形成的——例如,它们太大,无法通过任何撞击理论形成。“它们的普遍性令人不安。”坎比奥尼说。

还有另一种理论认为,水星的形成与内行星的迁移有关。在某个太阳系模型中,水星、金星、地球和火星可能最初形成于太阳周围的两个不同物质环。雷蒙德说,地球和金星水星一起形成于内环,后来因质量较大而“迁移离开,留下水星”。

图像来源,GETTY IMAGES,与其他行星相比,水星确实非常微小——在这张图中,它正以左侧一个小点的形式穿越太阳表面。

[物价飞涨的时候 这样省钱购物很爽]
好新闻没人评论怎么行,我来说几句
注:
  • 新闻来源于其它媒体,内容不代表本站立场!
  • 在此页阅读全文
     延伸阅读
    搜索暴涨320%!土耳其为何此时对华免签? 卖给Meta后,Manus为何先把总部从北京搬到新加坡?
    148架!中国航司给空客送大礼 运力过剩为何还买 中国可回收火箭连续两次返回失败,为何被视为"局部成功"?
    问留守儿童为何不吃肉引争议,鲁豫回应 扎克伯格为何上百亿收购Manus?美媒揭秘三大原因
    《反人类暴行》小岛幸夫下线,一个什么都懂的导演,为何不会觉醒 韦伯在系外岩石行星上最新发现(图
    "疯狂的金属",年末为何暴涨暴跌? 历史上真实存在,却神秘消失的5个人
     推荐:

    意见

    当前评论目前还没有任何评论,欢迎您发表您的看法。
    发表评论
    您的评论 *: 
    安全校验码 *:  请在此处输入图片中的数字
    The Captcha image  (请在此处输入图片中的数字)

    Copyright © 温哥华网, all rights are reserved.

    温哥华网为北美中文网传媒集团旗下网站