作者:Erik Asphaug 来源:《自然—地学》 发布时间:2014-7-21 14:58:35
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科学家新研究揭晓水星形成之谜

 

水星形成于数十亿年的“宇宙车祸”之中
 
科学家最新研究揭晓水星的形成之谜,数十亿年前“肇事逃逸”碰撞事件导致水星形成。
 
据国外媒体报道,研究人员指出,一颗类似地球体积的星球倾斜角度与水星原行星发生碰撞,并剥离了这颗原行星岩石地幔的多数物质,这将解释为什么这颗微型、太阳烘烤的星球现今拥有一个巨大的铁核。
 
科学家认为,水星内核占总质量的60%,相比之下,地球、金星、火星,以及其它太阳系岩石行星内核仅占总质量的30%。在美国宇航局“信使号”探测器2011年3月进入水星轨道之前,许多科学家假设一次重大碰撞事件爆炸剥离了该星球的地幔层,如果这一假设属实,那么水星地壳层将缺少轻元素。
 
“信使号”研究小组成员帕特里克-佩普罗维斯基(Patrick Peplowski)说:“当信使号探测器抵达水星轨道,我们发现水星富含大量中度挥发元素,例如:钾和硫磺。从那以后,我们还观测到一些高浓度物质,例如:钠和氯,之前曾认为这些物质是水星的缺少资源。”
 
这将留下了一些谜团,为何该行星拥有巨大铁核,并且富含中度挥发性轻元素?科学家推测可能发生过天体猛烈碰撞,碰撞时间是45亿年前水星原行星形成不久。
 
在这项最新研究中,美国亚利桑那州大学艾瑞克-阿斯帕(Erik Asphaug)和同事安德里亚斯-雷尤弗尔(Andreas Reufer)设计了一个计算机模型,显示太阳系早期存在许多“肇事逃逸”碰撞事件。并非是较小天体组合形成一个较大天体,而是一些卫星和行星等级的岩石天体彼此碰撞,有时碰撞导致天体脱离运行轨道,碰撞天体与残骸物质合并形成一颗行星。
 
像这样的碰撞可能形成水星和火星,至少形成一些体积较大的小行星,例如:灶神星和灵神星。目前,这项最新研究报告发表在7月6日出版的《自然—地球科学》杂志上。“肇事逃逸”模型假定碰撞天体存在着更多的挥发成份,在经历反复碰撞事件之后,挥发物质将由被碰撞天体表面物质所替代,这种额外碰撞事件将剥离更多的地幔成份。
 
雷尤弗尔说:“如果你观察两个天体之间的碰撞,碰撞者天体发生的变化更显著。我们试着将这一理论应用于水星,如果水星是碰撞者天体,将会出现怎样的情况呢?”
 
模型运行结果表明,当一颗质量是现今水星4.5倍的碰撞者天体(水星原行星)以34度角度、3倍相互逃逸速度,碰撞一颗0.85倍地球质量的行星,将形成类似水星的行星。更重要的是通过模型还显示,目标天体和碰撞者天体当它们“分道扬镳”时将开始再加积物质过程。碰撞天体表面绝大多数轻元素将落到目标天体,最终碰撞天体的金属含量将大于之前,但表面仍存在着大量挥发性轻元素。(来源:腾讯科学 悠悠/编译)
 

 

 
 
 
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