Меркурий сжался сильнее, чем считалось: планета потеряла почти 19 км в диаметре

Новое исследование показало, что кратеры скрывали следы сжатия. Меркурий мог уменьшиться на 10–30% больше, чем думали. Это меняет представление о его ядре и эволюции.

Меркурий, размер которого составляет около трети Земли, мог сжаться в ходе своей эволюции сильнее, чем изначально думали ученые.

Новое исследование предполагает, что крошечная планета могла сократиться на 10–30% больше, чем предполагали предыдущие модели, — а значит, общий диаметр планеты уменьшился почти на 12 миль (19 км) с момента формирования Меркурия. (Диаметр Меркурия сегодня составляет примерно 3032 мили (4880 км).)

Предыдущие миссии упустили масштаб сжатия, потому что обломки от ударных кратеров на поверхности Меркурия скрывали свидетельства, согласно исследованию, опубликованному в четверг (10 сентября) в журнале Geophysical Research Letters. Эта разница в размерах важна, когда исследователи рассматривают историю планеты, сказал Гаку Нишияма, планетолог из Института космических исследований Германского аэрокосмического центра и автор исследования.

«Поскольку эволюция Меркурия driven его охлаждением, величина сокращения — индикатор степени охлаждения — является одним из наиболее важных наблюдаемых параметров, которые можно сравнить с моделями для оценки сценария его эволюции», — сказал Нишияма Live Science в электронном письме.

Это может иметь последствия и для состава планеты. Например, большее сжатие Меркурия может означать, что у планеты более крупное металлическое ядро и меньше легких элементов, таких как кремний, внутри этого ядра, согласно заявлению Американского геофизического союза.

«Внутренняя часть Меркурия отражала бы его формирование, — сказал Нишияма, — и, возможно, дала бы подсказку о самой внутренней части нашей Солнечной системы. Поэтому, чтобы понять, как наша Солнечная система эволюционировала до сих пор, информация, которую можно извлечь из этой оценки — например, состав ядра и начальные температурные условия, — критически важна».

Бурная история

Меркурий и остальные планеты Солнечной системы сформировались в результате постепенных столкновений и агрегации камня и газа на астероидах и кометах. Некоторые из этих ударов, создавших планеты, также высвободили много тепла. Меркурий медленно остывал от тех древних ударов, и его недра сжимались по мере этого.

Хотя такое охлаждение влияет на весь ландшафт планеты, ударные кратеры могут маскировать эффекты, потому что каждое столкновение с поверхностью генерирует свои собственные поверхностные изменения, включая обломки и новые впадины. Кратеры накапливаются со временем, что затрудняет обнаружение более древней геологии под ними.

Команда Нишиямы сравнила два набора карт Меркурия, используя данные миссии NASA MESSENGER, которая обращалась вокруг Меркурия с 2011 по 2015 год. Один набор карт отображал геологические особенности, показывающие сокращение, другой оценивал шероховатость поверхности планеты. Их работа охватила всю поверхность и продемонстрировала, что самые неровные участки планеты имеют меньше морщин от сжатия. Иными словами, по словам Нишиямы, обломки от более поздних ударов покрывают свидетельства сжатия.

Нишияма сказал, что дополнительная информация поможет подтвердить оценку. Такие данные могут поступить от космического аппарата Европейского космического агентства BepiColombo, который начал последовательность прибытия к Меркурию ранее в этом месяце после почти восьми лет космического путешествия. Как только миссия обоснуется, аппарат сделает снимки поверхности с более высоким разрешением, чем MESSENGER. Команда Нишиямы ожидает, что BepiColombo обнаружит меньшие ударные кратеры, а также уступы и хребты, что может дополнительно уточнить измерения.

«Следите за будущими топографическими измерениями BepiColombo, — сказал Нишияма. — Будущие данные лазерной альтиметрии на BepiColombo соберут больше информации о планетарном сокращении путем более точного измерения топографии».

Планета, которая сжимается

Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы. Но его история — это история огромных сил.

4,5 миллиарда лет назад Меркурий был расплавленным шаром. С тех пор он остывает. И по мере остывания — сжимается.

Это не просто теоретическое предсказание. Это видно на поверхности. Уступы и хребты — это морщины, которые образуются, когда кора планеты сжимается, как кожа на высохшем яблоке.

Но настоящая загадка в том, насколько сильно он сжался. Предыдущие оценки говорили о 2,5–10 милях. Новое исследование — о 14,5 милях. Разница огромна.

Причина расхождения — кратеры. Миллиарды лет ударов астероидов покрыли поверхность Меркурия обломками. Эти обломки скрывают морщины. И если их не видно, мы недооцениваем сжатие.

Решение — смотреть на регионы, где обломков меньше. Там морщины видны лучше. И там можно измерить реальное сжатие.

Что это значит для науки? Если Меркурий сжался больше, значит, его ядро больше, чем мы думали. Или оно содержит меньше легких элементов. Или планета была горячее при формировании.

Ответы могут прийти с BepiColombo — миссией, которая начнет сканировать Меркурий в 2026 году с высоким разрешением. Возможно, тогда мы узнаем, насколько сильно сжалась эта маленькая планета.

Для Меркурия это вопрос его прошлого. Для нас — понимание того, как формируются и эволюционируют планеты. И, возможно, ключ к пониманию других миров.

Источники: Geophysical Research Letters, заявления Гаку Нишиямы, данные миссии MESSENGER, планы миссии BepiColombo, Американский геофизический союз.