En månad före den planerade lanseringen av det gemensamma ESA-JAXA BepiColombo-uppdraget till Merkurius, två nya studier belyser när den innersta planeten bildades och pusslet om dess kemiska sammansättning. Resultaten kommer att presenteras av Bastien Brugger och Thomas Ronnet vid European Planetary Science Congress (EPSC) 2018 i Berlin.

Kvicksilver är den minst studerade av de markbundna planeterna och är något av en anomali jämfört med Venus, Jorden och Mars. Det är väldigt litet, mycket tät, har en överdimensionerad smält kärna, och bildas under kemiska förhållanden som innebär att den innehåller mycket mindre oxiderat material än dess närliggande planeter.

Forskning av ett team vid universitetet i Aix Marseille tyder på att två faktorer kan hjälpa till att förklara varför Merkurius är så konstigt. För det första, planeten kan ha bildats mycket tidigt i solsystemets historia från kondenserad ånga från planetesimaler. För det andra, att det kan finnas mer järn i Merkurius mantel än vad som kan antydas av mätningar av ytan.

"Vi tror att mycket tidigt i solsystemet, planetesimaler i den innersta delen av solsystemet kunde ha bildats av upparbetat material som förångades på grund av den extrema temperaturen där och därefter återkondenserades, "sa Ronnet." Dessutom, vi kan utesluta ett scenario där kvicksilver bildades från en hög med planetesimaler som kommer längre ut i solsystemet sedan, I detta fall, Kvicksilver skulle innehålla mer oxiderat material än vi faktiskt hittar."

Tidiga studier har föreslagit att kvicksilver är mycket rikt på järn, och innehåller mer svavel än vad som borde finnas tillgängligt i materialet från vilket huvuddelen av solsystemet bildades. Sedan dess, MESSENGER -uppdraget har kraftigt förbättrat vår syn på kvicksilverens sammansättning.

Brugger körde datasimuleringar av Mercurys interiör som undersökte kärn- och mantelsammansättningar och jämförde resultaten med tyngdkraftsdata som samlats in av MESSENGER -uppdraget. Resultaten tyder på att Merkurius har en tät mantel som kan innehålla betydande mängder järn.

"MESSENGER avslöjade mycket låga mängder silikatjärn på ytan av Merkurius, och detta element skulle i stället finnas i metall- eller sulfidfaser. Vår studie tyder på att mängden järn i manteln kan vara högre än värden som mäts på ytan, "sa Brugger." Med lanseringen av BepiColombo, vi kommer att ha en helt ny uppsättning instrument för att fortsätta undersökningen av Merkurius unika egenskaper, och försök att bättre förstå planetens struktur och ursprung."

BepiColombo är Europas första uppdrag till Merkurius. Det är en gemensam strävan mellan ESA och Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA, och består av två vetenskapliga banor:ESA:s Mercury Planetary Orbiter och JAXA:s Mercury Magnetospheric Orbiter. De kommer att bäras på en sju års resa till den innersta planeten av Mercury Transfer Module, med hjälp av en kombination av jonframdrivning och gravitationshjälp vid förbiflygningar på jorden, Venus och Merkurius. Uppdraget kommer att studera alla aspekter av Merkurius, bygga på MESSENGERS prestationer för att ge den bästa förståelsen av solsystemets innersta planet hittills.