Первая планета Солнечной системы вращается по необычной орбите — за два витка вокруг Солнца Меркурий совершает ровно 3 оборота вокруг своей оси. Современная астрофизика предсказывает, что Меркурий должен был вращаться по синхронной орбите — вращение вокруг своей оси и вокруг Солнца относилось бы таким образом, что планета всегда бы смотрела на светило одной стороной.
Группа астрофизиков под руководством Марка Вечорека (Mark Wieczorek) из Парижского университета имени Дидро (Франция) предложила свою гипотезу, объясняющую современную орбиту Меркурия.
Большинство ученых считает, что «молодой» Меркурий вращался очень быстро, но при торможении он «спрыгнул» с синхронной орбиты на текущую из-за нестабильностей в его жидком ядре. Вечорек и коллеги предложили другое объяснение — Меркурий мог получить современную орбиту в результате столкновения с крупным астероидом, которое «развернуло» планету и сбило скорость вращения.
Как объясняют авторы, во время формирования Солнечной системы планеты земного типа могли в равной степени получить «обычную» орбиту или ретроградную орбиту. На этой орбите небесное тело вращается вокруг своей оси в обратную сторону по отношению к направлению вращения светила.
Ученые построили компьютерную модель вращения Меркурия по ретроградной и «обычной» орбите и проанализировали их возможные конфигурации.
По расчетам исследователей, орбита Меркурия должна быть синхронизирована с движением Солнца и в том, и в другом случаях. Наивысшие шансы на появление резонанса между вращением Солнца и движением Меркурия составляли лишь 29% в случае «обычной» орбиты, и были крайне низкими в случае обратного движения «вестника».
В статье отмечается, что Меркурий не мог выйти из такого состояния сам по себе без дополнительного толчка со стороны другого небесного тела — крупного астероида.
Вечорек и его коллеги вычислили минимальные размеры кратера, которые оставил метеорит, «сбивший» первую планету Солнечной системы с ее насеста. Болиды, оставившие кратеры с диаметром от 250 до 450 километров, могли дестабилизировать орбиту Меркурия и вывести его из режима синхронного вращения. На поверхности планеты есть около 40 кратеров, подходящих по размеру.
Столкновения с более крупными астероидами было бы достаточно для мгновенного перехода Меркурия на текущую орбиту. Около 14 подобных объектов — кратеров диаметром от 650 до 1100 километров — было найдено на изученной поверхности Меркурия.
Затем астрофизики попытались определить наиболее вероятное место столкновения. Они вычислили частоту падения метеоритов на поверхность Меркурия и сопоставили ее с расположением крупных кратеров на снимках поверхности Меркурия, полученные космическими зондами «Маринер» и «Мессенджер».
Как и ожидали ученые, в центре экватора и прилегающих к нему территориях практически отсутствовали крупные кратеры, что подтверждает гипотезу об изначальном синхронном вращении Меркурия. Наибольшее число следов столкновений Меркурия и астероидов зафиксировано по «краям» планеты — на границах воображаемых полушарий Меркурия.
