Меркурий, самая маленькая планета в нашей Солнечной системе и ближайшая к Солнцу, уже давно озадачивает учёных своей искажённой, изломанной поверхностью. Его скалистая кора пересечена высокими утёсами, глубокими хребтами и обширными линиями разломов, что придаёт планете явно деформированный вид.
Десятилетиями исследователи объясняли эти аномалии поверхности постепенным охлаждением и сжатием планеты с момента её огненного формирования. Но теперь появилась новая теория, предполагающая, что причиной может быть нечто гораздо более мощное: приливные силы самого Солнца.
Приливные силы могут формировать тектонические особенности
Исследовательская группа из Бернского университета недавно создала физические модели, чтобы изучить, как гравитация Солнца может воздействовать на кору Меркурия. Их выводы показывают, что приливные напряжения, создаваемые Солнцем, могут играть значительную роль в формировании тектонических узоров планеты.
Когда Меркурий вращается вокруг Солнца, он не просто вращается, как Земля. Вместо этого он совершает три оборота за каждые два витка по орбите — явление, известное как резонанс вращения и орбиты 3:2. В сочетании с его сильно вытянутой орбитой и наклоном оси примерно в 7 градусов эти факторы создают колебания приливных напряжений, которые растягивают и деформируют внешнюю оболочку планеты.
Ведущий исследователь Лилиан Бурхард из отдела космических исследований и планетарных наук Института физики объяснила: «Эти орбитальные характеристики создают приливные напряжения, которые могут оставить след на поверхности планеты». Согласно анализу группы, хотя эти напряжения недостаточно сильны, чтобы самостоятельно создавать разломы, их направление совпадает с узорами скольжения разломов, наблюдаемыми на Меркурии сегодня. Это соответствие предполагает, что приливные силы тихо направляли тектоническую активность планеты в течение миллиардов лет.
Древние шрамы раскрывают эволюцию планеты
Меркурий, как и другие скалистые планеты, сформировался из расплавленного материала, который постепенно охлаждался. По мере охлаждения его внутренняя структура сжималась, вызывая образование морщин, трещин и сокращение коры. Но данные, полученные в результате предыдущих миссий, указывают на нечто более сложное. Помимо сжатия, поверхность Меркурия также смещалась вбок, образуя разломы и шрамы, которые казались несовместимыми с простыми моделями охлаждения.
«Приливные напряжения до сих пор практически не учитывались, — отметила Бурхард. — Считалось, что они слишком малы, чтобы играть значительную роль». Но долгосрочное моделирование группы, охватывающее более 4 миллиардов лет, показывает, что эти незначительные силы оставили едва заметный, но устойчивый отпечаток на поверхности Меркурия.
Миссия «БепиКоломбо» может дать новые подсказки
Чтобы раскрыть геологические тайны Меркурия, учёные теперь обращаются к миссии «БепиКоломбо» — сотрудничеству между Европейским космическим агентством (ЕКА) и Японским агентством аэрокосмических исследований (ДЖАКСА). Запущенная в 2018 году, «БепиКоломбо» — лишь третий космический аппарат, посетивший эту загадочную планету. Её траектория и набор инструментов предназначены для получения беспрецедентных деталей о рельефе, магнитном поле и внутренней структуре Меркурия.
Данные миссии могут помочь подтвердить, действительно ли приливные силы Солнца ответственны за некоторые из наиболее загадочных особенностей планеты.
Как подчеркнула Бурхард: «Понимание того, как деформируется такая планета, как Меркурий, помогает нам понять, как планетарные тела эволюционируют в течение миллиардов лет».