水星形成之謎：天體脫軌相互碰撞？

科學家認為，水星內核佔總質量的60%，相比之下，地球、金星、火星，以及其它太陽系岩石行星內核僅佔總質量的30%。在美國宇航局「信使號」探測器2011年3月進入水星軌道之前，許多科學家假設一次重大碰撞事件爆炸剝離了該星球的地幔層，如果這一假設屬實，那麼水星地殼層將缺少輕元素。

「信使號」研究小組成員帕特里克-佩普羅維斯基（Patrick Peplowski）說：「當信使號探測器抵達水星軌道，我們發現水星富含大量中度揮發元素，例如：鉀和硫磺。從那以後，我們還觀測到一些高濃度物質，例如：鈉和氯，之前曾認為這些物質是水星的缺少資源。」這將留下了一些謎團，為何該行星擁有巨大鐵核，並且富含中度揮發性輕元素？科學家推測可能發生過天體猛烈碰撞，碰撞時間是45億年前水星原行星形成不久。

在這項最新研究中，美國亞利桑那州大學艾瑞克-阿斯帕（Erik Asphaug）和同事安德里亞斯-雷尤弗爾（Andreas Reufer）設計了一個計算機模型，顯示太陽系早期存在許多「肇事逃逸」碰撞事件。並非是較小天體組合形成一個較大天體，而是一些衛星和行星等級的岩石天體彼此碰撞，有時碰撞導致天體脫離運行軌道，碰撞天體與殘骸物質合并形成一顆行星。

像這樣的碰撞可能形成水星和火星，至少形成一些體積較大的小行星，例如：灶神星和靈神星。目前，這項最新研究報告發表在7月6日出版的《自然地球科學》雜誌上。

「肇事逃逸」模型假定碰撞天體存在著更多的揮發成份，在經歷反覆碰撞事件之後，揮發物質將由被碰撞天體表面物質所替代，這種額外碰撞事件將剝離更多的地幔成份。

雷尤弗爾說：「如果你觀察兩個天體之間的碰撞，碰撞者天體發生的變化更顯著。我們試著將這一理論應用於水星，如果水星是碰撞者天體，將會出現怎樣的情況呢？」

模型運行結果表明，當一顆質量是現今水星4.5倍的碰撞者天體（水星原行星）以34度角度、3倍相互逃逸速度，碰撞一顆0.85倍地球質量的行星，將形成類似水星的行星。

更重要的是通過模型還顯示，目標天體和碰撞者天體當它們「分道揚鑣」時將開始再加積物質過程。碰撞天體表面絕大多數輕元素將落到目標天體，最終碰撞天體的金屬含量將大於之前，但表面仍存在著大量揮發性輕元素。

那麼，早期宇宙到底是一種什麼樣的狀態？為何如此的不穩定呢？

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