O planeta Mercúrio, o planeta mais próximo do nosso Sol, é uma espécie de exercício de extremos. Seus dias duram mais do que anos e, a qualquer momento, seu lado voltado para o sol é escaldante, enquanto seu lado escuro é gelado. É também um dos planetas menos compreendidos em nosso sistema solar. Embora seja um planeta terrestre (ou seja, rochoso) como a Terra, Vênus e Marte, tem uma proporção de ferro para rocha significativamente maior do que os outros.

Por décadas, a teoria mais amplamente aceita para isso é que Mercúrio experimentou um impacto massivo no passado que fez com que o planeta se desfizesse de grande parte de seu manto rochoso. Contudo, de acordo com um novo estudo realizado por uma equipe de cientistas do Centro de Astrofísica Teórica e Cosmologia (CTAC) da Universidade de Zurique, A natureza misteriosa de Mercúrio pode, na verdade, ser o resultado de várias colisões com objetos gigantes.

Para o bem de seu estudo, intitulado "Forming Mercury by Giant Impacts, "A líder da equipe Alice Chau e seus colegas (todos membros do Instituto de Ciência da Computação do CTAC) consideraram as várias razões pelas quais Mercúrio tem a densidade e a proporção ferro-rocha que tem. No final, eles consideraram todos os cenários possíveis para determinar qual era o mais provável.

Para decompô-lo, Mercúrio continua sendo um mistério para os astrônomos por ser muito mais metálico do que seus vizinhos. Muito parecido com a Terra, Vênus e Marte, Mercúrio é um planeta terrestre, o que significa que é composto de minerais e metais de silicato que são diferenciados em um núcleo de ferro e manto e crosta de silicato. Mas, ao contrário dos outros planetas rochosos do sistema solar, o ferro constitui uma parte desproporcionalmente grande do planeta.

Não só o núcleo de Mercúrio tem um teor de ferro mais alto do que qualquer outro grande planeta do sistema solar, mas com base em sua densidade e tamanho, geólogos estimam que o núcleo de Mercúrio ocupa cerca de 42% de seu volume - em comparação com os 17% da Terra. A razão para isso permanece desconhecida, mas muitas teorias foram desenvolvidas ao longo dos anos. Como Chau disse a universe Today via e-mail, essas teorias podem ser divididas em duas categorias:

Ou Mercúrio adquiriu seu grande núcleo de ferro desde o início, na nebulosa / disco solar. Perto do Sol, alguns mecanismos podem ter sido mais eficientes para separar metais e rochas (por causa de suas diferentes temperaturas de condensação, ou propriedades condutoras, ou seu equilíbrio entre força de arrasto e gravidade), o que levaria mais metais para dentro e as rochas para fora. Mercúrio então se formaria em um local mais rico em metais do que no resto do disco. ii) ou formou um núcleo semelhante em relação à massa do que os outros planetas terrestres, mas perdeu parte de seu manto nos estágios finais de sua formação, como em um impacto gigante ou por evaporação (e o manto de vapor seria levado pelos ventos solares). "

A segunda possibilidade, onde Mercúrio perdeu muito de seu manto devido à evaporação ou a um impacto massivo, continua a ser o mais amplamente aceito pela comunidade científica. Com base nisso, Chau e seus colegas estudaram parâmetros de colisão padrão (velocidade de impacto, razão de massa, parâmetro de impacto) e considerou qual seria a composição provável de um impactador, e também como o resfriamento de Mercúrio posteriormente desempenharia um papel.

O objetivo disso era determinar se a composição de Mercúrio era o resultado de um único, impacto gigante, ou muitos menores. Embora ambas as possibilidades sejam raras e exijam um conjunto único de circunstâncias, Chau e seus colegas determinaram que qualquer um dos cenários de impacto poderia explicar a natureza curiosa de Mercúrio. Como ela explicou, suas conclusões chegaram a cinco pontos:

1. Um único impacto gigante ou impacto de bater e correr requer um parâmetro de impacto e velocidade altamente ajustados para reproduzir a massa de Mercúrio e a fração de massa de ferro. Há um espaço de parâmetros um pouco maior de possibilidades no cenário de bater e correr.
2. A composição do impactador afeta a massa final resultante e a distribuição de ferro pós-impacto.
3. O estado de pré-impacto do alvo afeta a massa final resultante.
4. Um cenário de colisão múltipla escapa do ajuste fino dos parâmetros geométricos, mas é limitado pelo tempo e pela composição rica em voláteis da superfície de Mercúrio.
5. Formar Mercúrio por meio de impactos gigantes é viável, mas difícil.

Resumidamente, eles descobriram que é possível que ambos os cenários possam ser responsáveis ​​pela alta proporção de ferro-rocha de Mercúrio, mas que as chances de eles terem acontecido não são grandes. Isso é suportado, de acordo com Chau, pelo fato de que poucos exoplanetas análogos de Mercúrio foram encontrados. A este respeito, o que quer que tenha feito com que Mercúrio se tornasse do jeito que é, pode ser um evento relativamente raro no que diz respeito à evolução dos sistemas estelares.

"Nosso estudo não é o primeiro a propor impactos gigantes para explicar o grande núcleo de ferro de Mercúrio, mas confirma que precisamos de condições bastante específicas para impactos gigantes, "disse Chau." Parece que formar Mercúrio é difícil. Em outro sentido, isso é reconfortante porque não observamos muitos exoplanetas de composição semelhante a Mercúrio. Também, mesmo que seja um evento raro, apenas um impacto é necessário. "

Nesse sentido, impactos gigantes podem ser vistos como eventos afortunados e um lembrete de como os sistemas planetários são caóticos, Chau acrescentou. Pois não apenas esses tipos de colisões têm um impacto profundo nas propriedades de um planeta (por exemplo, acredita-se que o sistema Terra-lua seja o resultado de um impacto gigante), mas com base em pesquisas de exoplanetas, tais casos também parecem ser bastante raros.

Talvez nosso sistema solar seja único em vários aspectos, que incluem o surgimento de vida e a presença de impactos gigantes que alteraram fundamentalmente vários de seus planetas. Então de novo, nós realmente apenas começamos a arranhar a superfície no que diz respeito às descobertas de exoplanetas, e podemos encontrar muitos planetas semelhantes a Mercúrio por aí ainda.