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幔游”课题组

"Rocking Mantle" Group





水星可能原本不在这里

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20210509

在人类对宇宙的探索历程中,最惊人的是水星。距离太阳5800万千米、直径4880千米的水星充满奥秘


在太阳系的4颗岩石行星即水星、金星、地球和火星当中,直到最近水星都被探索得最少,理由很简单,水星距离太阳太近,要想进入环绕水星的轨道难上加难。2004年,美国宇航局「信使号」飞行器踏上飞往水星之旅。直线飞往水星是不可能的,直线飞的话飞行器就必须达到很高的速度,这样一来飞行器就需要很多燃料才能让自己在进入轨道时减速,而搭载如此大量的燃料是不现实的。于是,「信使号」从一颗行星飞到另一颗,运用行星引力为自己减速,旋转着向目标靠近。为此,「信使号」

一次飞近地球,两次飞近金星。但即便如此,「信使号」接近水星时的速度依然太快,最终它不得不三次飞近水星,飞近速度一
次比一次低。

   

随着时间的推移,2011年3月18日,在经过近7年的精准飞行后,「信使号」终于安全进入环绕水星的轨道,开始绘制水星表面地图。「信使号」在轨道中拍摄的第一幅水星照片,非常符合科学家对水星表面情况的预计。但这一次先驱旅行导致科学彻底改写。水星是太阳系中陨击坑最多的行星,水星表面许多令人不解的特征揭示了水星的狂暴历史。更奇怪的是水星的核很大。


水星几个外层有很少量岩石的金属球。在太阳系四颗岩石行星中,为什么只有水星如此?「信使号」探查到了大量挥发性化学元素,例如硫和钾。而在这么靠近太阳的地方,是不应该有这么多挥发性元素的。这些元素在高温下会挥发。大量有关水星形成的理论没有预测到水星上会存在大量挥发性元素.


「信使号」对水星的探索,可能表明了太阳系故事中一个新的转折点。一个新的故事。45亿年前,刚形成不久的年轻水星仍然处于狂暴形成过程中的高温下。渐渐地,富含挥发性元素的水星壳形成了。那么水星为何会大量存在挥发性元素?事实上,经过太阳系的漫长演变,行星轨道和位置才变成现在这样。也就是说,当初行星轨道和位置和现在的不一定相同。有一种可能性是,水星并非形成于它目前所在之地,而是形成于靠近其他行星的地方,甚至有可能形成于金星轨道和地球轨道外。


但如果真是这样,水星又怎么会沦为今天所见的被太阳烤焦的奇异小东西?科学家对此还不十分清楚,但已经有一些理论,水星有可能形成于比今天它距离太阳远很多的地方。当时这个地方有几十个行星胚胎在竞争行星席位,年轻的地球也正在这里形成。在一片混沌中,有可能某个大天体把水星推出原来的轨道,推向太阳附近。在此过程中,水星与另一个行星胚胎发生碰撞,大部分水星壳和水星幔被撞掉。被撞掉的材料形成早期金星的一部分。只剩下金属核的水星继续朝着太阳而去,最终进入今天它所处的奇异长椭圆轨道,从而躲过被太阳完全湮灭的厄运。