Меркурію доводиться нелегко. Це не лише найменша планета Сонячної системи, але й найближча до нашого Сонця. Таке невдале розташування призвело до того, що на поверхні Меркурія з’явилися тріщини та розломи, а його кора зазнала значних навантажень, як показало нове дослідження.
Меркурій сухий, суворий і сильно вкритий кратерами; планета виглядає деформованою з високими скелями і хребтами, а також лініями розломів, що проходять вздовж її поверхні. Походження шрамів Меркурія довгий час залишалося загадкою: як планета охолоджувалася і стискалася в такий незвичний спосіб мільярди років тому після свого формування? Виявляється, відповідь може бути пов’язана з її некомфортною близькістю до Сонця. Команда дослідників з Бернського університету створила фізичні моделі Меркурія, щоб побачити, наскільки приливні сили Сонця впливають на малу планету, і виявила, що зірка могла впливати на розвиток і орієнтацію тектонічних особливостей на його поверхні протягом тривалих періодів часу. Результати дослідження детально описані в статті, опублікованій в Journal of Geophysical Research: Planets.
Планети формуються з гарячого розплавленого матеріалу, що залишився після народження зірки. З часом ці об’єкти охолоджуються, а їхні внутрішні матеріали стискаються, що призводить до того, що їхня кора зморщується і розтріскується. Докази показують, що Меркурій, з іншого боку, не тільки стиснувся – його поверхня також змістилася в бік. У його кам’янистій корі також утворилися тріщини та розломи. Вчені припускали, що процес, який сформував зовнішній шар Меркурія, був результатом цього охолодження і стиснення, але дослідження припускає, що це може бути затишна орбіта планети навколо Сонця.
Меркурій має одну з найбільш унікальних орбіт у Сонячній системі. Один оберт навколо Сонця займає близько 88 земних діб, протягом яких планета обертається навколо своєї осі тричі за кожні дві орбіти. Його орбіта також дуже еліптична і нахилена приблизно на 7 градусів порівняно з площиною орбіти Землі, її ексцентриситет означає, що приливні сили, які Меркурій відчуває від Сонця, сильно варіюються. “Ці орбітальні характеристики створюють приливні напруги, які можуть залишити слід на поверхні планети”, – говорить Ліліан Буркхард, дослідниця з Відділу космічних досліджень і планетарних наук Інституту фізики Бернського університету і провідна авторка дослідження, у своїй заяві. “Ми бачимо тектонічні структури на Меркурії, які вказують на те, що відбувається щось більше, ніж просто глобальне похолодання і стиснення”.
Команда авторів дослідження прагнула з’ясувати, як ці приливні сили сприяють формуванню кори Меркурія. Вони використовували фізичні моделі Меркурія за останні 4 мільярди років, щоб розрахувати, як приливні сили Сонця могли вплинути на його поверхневий натяг. Результати показали, що зміна гравітаційного притягання Сонця впливала на тектонічні особливості Меркурія з плином часу.
“Досі приливні напруги здебільшого ігнорувалися, оскільки вважалося, що вони занадто малі, щоб відігравати значну роль”, – сказав Буркхард. “Наші результати показують, що хоча величина цих напружень недостатня для того, щоб генерувати розломи, напрямок індукованих припливом зсувних напружень узгоджується зі спостережуваними орієнтаціями розломів-зсувів на поверхні Меркурія”.
Нещодавні висновки також можуть бути застосовані до інших планет, ілюструючи, як тонкі сили, окрім тектоніки, можуть мати довготривалий вплив на їхню поверхню. “Розуміння того, як деформується така планета, як Меркурій, допомагає нам зрозуміти, як еволюціонують планетарні тіла протягом мільярдів років”, – каже Буркхард.
Вчені, які стоять за новим дослідженням, сподіваються зібрати більше підказок про деформовану поверхню Меркурія за допомогою місії BepiColombo, яка була запущена в жовтні 2018 року як спільне підприємство Європейського космічного агентства (ESA) та Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA). BepiColombo – лише третій космічний апарат, який відвідав Меркурій; до невловимої планети важко дістатися через потужне гравітаційне тяжіння Сонця, яке, можливо, пошкодило поверхню планети.
