Астрономы: Меркурий и Марс — невозможные планеты

Астрономы из Японии провели детальное моделирование образования четырёх твёрдых планет внутренней части Солнечной системы. У них получилось, что Венера и Земля образуются почти всегда, а вот Марс и в особенности Меркурий — с куда меньшей вероятностью. Соответствующая статья направлена на публикацию в The Astrophysical Journal, с её текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.

Авторы работы провели 110 симуляций системы из множества тел, участвующих в образовании планет, при условиях, подобных царившим в ранней Солнечной системе. В каждой из симуляций участвовало более 100 протопланетных объектов и 6000 планетезималей. Планетезималью называют небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся при столкновении более мелких тел. Со временем они сталкиваются и между собой, образуя протопланету. Затем на неё падают новые и новые планетезимали, формируя основную часть массы будущей планеты.

Земля и Венера сформировались в модели в большинстве случаев, а вот Меркурий — лишь девять раз из 110. Для Марса вероятность формирования была примерно такой же низкой. При этом основная часть массы тех Меркуриев, что всё же получались, приходилась на планетезимали из региона расстоянием в 0,2–1,5 астрономической единицы (30–225 миллионов километров) от Солнца.

Это близко к региону образования Земли и Венеры. На таком удалении от светила потеря воды в протопланетном облаке (от нагрева) довольно слаба, поэтому планетезимали богаты ею. Таким образом, в исходной массе смоделированного Меркурия должно было быть немало воды, которой там сейчас почти нет. Наконец, полученные при моделировании виртуальные Меркурии имели массу в 0,200 земной. В реальности масса этой планеты — 0,055 земной.

Авторы отмечают, что результаты их моделирования непросто объяснить. Существование Меркурия или Марса по отдельности можно объяснить случайностью. Наличие в системе и того и другого одновременно — определённо аномалия, вероятность которой на уровне процента или менее. Возможно, ключ к объяснению этой аномалии в том, что реальное формирование планет могло идти не там, где они находятся сейчас, а слегка в других регионах. В этом случае планеты мигрировали так же, как мигрировали в своё время Юпитер и Сатурн.