经过深入研究,科学家们揭示了一个引人入胜的故事,关于一颗与地球体积相仿的星球和水星原行星之间的猛烈碰撞。这场碰撞不仅剥离了水星原行星的大部分岩石地幔,而且塑造了我们今天看到的水星一个主要由铁核构成的微型星球,在太阳的烘烤下熠熠生辉。
科学家们发现,水星的内核占据了其总质量的60%,这一比例在太阳系岩石行星中独树一帜。相比之下,地球、金星和火星的内核仅占其总质量的约三分之一。正是基于这一重大差异,许多科学家在美国宇航局“信使号”探测器于2011年进入水星轨道之前,便猜测水星的地幔层可能遭受过重大事件的剥离。这些科学家推测,如果他们的假设成立,水星的地壳层将缺乏轻元素。
“信使号”探测器的发现为科学家们带来了惊喜。研究小组的成员帕特里克佩普罗维斯基表示,探测器发现水星富含大量的中度挥发元素,如钾和硫磺。科学家们还观测到了高浓度的钠和氯等物质的存在。这些发现引发了新的疑问:为什么水星拥有巨大的铁核并富含中度挥发性轻元素?科学家们推测可能的原因是在大约45亿年前的一次猛烈碰撞事件。这次碰撞发生在水星原行星形成之初,一颗体积相近的星球猛烈撞击了水星原行星。这次碰撞剥离了大部分岩石地幔物质,留下了巨大的铁核和丰富的中度挥发性轻元素。科学家们还进一步通过计算机模型揭示了早期太阳系中存在许多碰撞事件的可能场景。亚利桑那州大学的艾瑞克阿斯帕和他的同事安德里亚斯雷尤弗尔共同设计了这个模型,揭示了太阳系早期的混乱和动态:不是较小天体组合形成较大天体,而是卫星和行星等级的岩石天体相互碰撞和融合,有时碰撞会导致天体脱离轨道成为流浪者。这些碰撞和融合最终形成了我们今天所知的行星。这场灾难性的碰撞事件不仅改变了水星的命运,也为我们的理解提供了宝贵的线索:行星是如何形成并演化的?我们的太阳系是如何诞生的?这些科学问题仍在不断中。