Почему у Меркурия такое большое ядро?

В новом исследовании брошен вызов распространенной гипотезе, объясняющей, почему Меркурий имеет такое большое по отношению к размеру мантии ядро. На протяжении десятилетий ученые считали, что столкновения с другими небесными телами в эпоху формирования Солнечной системы привели к потере Меркурием большей части материала мантии, в результате чего у планеты осталось металлическое ядро, покрытое лишь тонким слоем силикатного материала. Однако в новом исследовании показано, что столкновения здесь не причем – ответ кроется в солнечном магнетизме.

Уильям МакДонох (William McDonough), профессор Мэрилендского университета, США, совместно с коллегами из других стран разработал модель, согласно которой на плотность, массу и содержание железа ядра каменистой планеты оказывает влияние положение планеты в магнитном поле Солнца.

Ранее МакДонох разработал модель состава материала Земли, которая часто используется планетологами для определения состава экзопланет. (Этот фундаментальный труд был процитирован в научной литературе более 8000 раз).

Согласно новой модели МакДоноха, во время ранней эволюции Солнечной системы большую роль играла аккреция железа под действием магнитного поля Солнца. Чем ближе к Солнцу, тем больше железа притягивалось магнитным полем и двигалось в сторону звезды. Таким образом в аккреционном диске вокруг нашего светила имел место градиент содержания железа – чем ближе к звезде, тем выше относительное содержание железа.

Когда в аккреционном диске началось формирование планет, железо под действием гравитации начало коалесцировать в ядра будущих планет – и из-за описанного выше градиента концентрации железа в диске самая близкая к Солнцу планета, Меркурий, получила самое богатое железом и самое крупное ядро. При переходе от этой самой внутренней планеты к Венере и Земле, расположенным чуть дальше, а затем и к Марсу, наблюдается постепенное снижение отношение железа в ядре к каменистым породам, что хорошо соответствует предложенной модели, отмечает МакДонох.

Стоит отметить также, что у этой новой модели есть один существенный недостаток – она предполагает зависимость состава планет от параметров магнитного поля в эпоху формирования планетной системы – которые можно проследить назад во времени в случае Солнца, но невозможно рассчитать на основе наблюдения для случая далеких звезд, указывают авторы.

Работа опубликована в журнале Progress in Earth and Planetary Science.