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日期: 2025-12-31 | 來源: BBC中文網 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
這壹理論得到水星表面鉀和釷含量的支持,因為這些元素與火星的成分更為接近,而火星形成於距太陽更遠的位置。
理論認為,在水星存在的最初1000萬年間,這顆“原始水星”曾遭遇壹個巨大的天體撞擊,可能是壹顆火星大小的行星。這次碰撞剝離了水星的外層——地殼和地幔,只留下富含鐵的核心,形成了我們今天看到的水星。
法國尼斯蔚藍海岸天文台的行星動力學專家亞歷山德羅·莫比德利(Alessandro Morbidelli) 表示,這種解釋目前最受天文學家支持。他說:“普遍的解釋是,水星遭受了壹次巨大的撞擊,移除了大部分地幔。”
這次撞擊必須是“擦撞”,沒有完全摧毀水星。然而,雖然早期太陽系中撞擊頻繁,但要剝離如此大量的物質,需要超過224000英裡/小時(約每秒100公裡) 的高速碰撞,根據薩韋裡奧·坎比奧尼的說法,這種情況被認為不太可能,因為大多數天體在太陽周圍運行時速度相近,類似於環形道路上的車輛。
此外,這樣的撞擊理應剝離水星的揮發性元素,包括釷,但“信使號”卻檢測到它們仍存在,這使得理論更加復雜。它們是如何在如此劇烈的事件中幸存的?
即使沒有撞擊,也不清楚這些元素為何仍存在於水星上。“如此接近太陽的天體不應該富含揮發性物質,”英國公開大學(The Open University)行星地質學家大衛·羅瑟裡(David Rothery) 說——他共同領導“貝皮科倫坡號”上的水星X射線光譜儀(MIXS)研究,該儀器將分析水星的揮發性元素,“那麼,水星是否起源於更遠的位置?或者形成水星的物質是否來自更遠的地方?”
另壹種假說認為,水星並非被撞擊,而是撞擊者本身,曾與另壹顆行星(如金星)發生“擦撞”,然後停留在目前的位置。這種“撞了就跑”的碰撞更容易解釋水星為何失去大量質量。比利時魯汶天主教大學的行星地質學家奧利維耶·納穆爾(Olivier Namur) 說:“如果水星是撞擊者而不是被撞擊者,解釋起來更容易。”
圖像來源,NASA,水星表面顯示出遠古時期曾有火山活動的跡象。
它並不是早期太陽系中唯壹的“行星級炮彈”。我們的月球被認為是由壹顆火星大小的天體“忒伊亞”(Theia)撞擊早期地球後形成的,當時剝離了大量物質。
在任何水星撞擊的假說中,仍有壹個問題:為何被拋入太空的岩石碎片沒有重新落回水星,或形成衛星(水星沒有衛星)?
壹種可能的解釋是壹個叫“碰撞研磨”(collisional grinding)的過程,即水星被拋出的物質逐漸被磨碎成塵埃,然後被太陽風的猛烈轟擊吹散。
加拿大多倫多大學行星形成專家珍妮佛·斯科拉(Jennifer Scora) 說:“碰撞研磨指的是碎片彼此摩擦,逐漸分解成越來越小的顆粒。最終,你會得到壹顆更小、更高密度的水星。”然而,她指出,要讓這個過程奏效,所需的研磨速率非常高,可能遠超我們預期。
另壹種情況是,根本沒有發生巨大撞擊,而是水星確實由靠近太陽、富含鐵的物質形成。
傾向於這種可能的瑞典隆德大學行星形成專家安德斯·約翰森(Anders Johansen) 認為,水星形成於太陽系中比其他行星更熱的區域,年輕的太陽釋放的能量蒸發了水星位置的大部分輕質塵埃,只留下較重、富含鐵的物質凝聚成行星。他說:“這樣就能形成壹顆富含鐵的行星。”
但問題在於,如果這理論成立,為何水星沒有繼續增長,而是停留在目前的大小?“周圍應該有大量物質,”約翰森說,因此不清楚為何我們最終只得到壹顆如此小的行星。
在其他恒星周圍,我們確實觀測到類似水星的更大版本,被稱為“超級水星”(Super Mercuries)。這些行星富含鐵,密度高,比地球更大、更重,但仍擁有巨大的鐵核心。我們尚未發現與水星大小相同的行星,原因是它們太小,難以在母恒星的強光和引力影響下被探測到。
根據觀測,超級水星在銀河系中可能相當普遍。坎比奧尼說,它們可能占所有行星的10%至20%。這帶來新的問題:像水星壹樣,我們不知道它們是如何形成的——例如,它們太大,無法通過任何撞擊理論形成。“它們的普遍性令人不安。”坎比奧尼說。
還有另壹種理論認為,水星的形成與內行星的遷移有關。在某個太陽系模型中,水星、金星、地球和火星可能最初形成於太陽周圍的兩個不同物質環。雷蒙德說,地球和金星水星壹起形成於內環,後來因質量較大而“遷移離開,留下水星”。
圖像來源,GETTY IMAGES,與其他行星相比,水星確實非常微小——在這張圖中,它正以左側壹個小點的形式穿越太陽表面。- 新聞來源於其它媒體,內容不代表本站立場!
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