Ay Sadece Beş Saat İçinde Oluşmuş Olabilir

Ay’ın, Güneş Sistemi’nin ilk dönemlerinde Dünya ile Mars büyüklüğündeki Theia adlı gök cisminin çarpışmasının ardından yalnızca birkaç saat içinde oluşmuş olabileceği ortaya çıktı.

Haber Merkezi / Gezegenlerin iç sıcaklıklarını ve yapısal özelliklerini de hesaba katan gelişmiş bilgisayar simülasyonları, Ay’ın nasıl oluştuğuna ilişkin mevcut teorilere yeni bir boyut kazandırdı.

Ay’ın oluşumuna ilişkin en güçlü teorilerden biri, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce genç Dünya’nın Theia adı verilen, Mars büyüklüğünde bir gök cismiyle çarpıştığını öne sürüyor.

Gezegen bilimci Robin Canup’ın 2001 yılından bu yana yürüttüğü çalışmalar, bu çarpışma sırasında Dünya’nın yörüngesine büyük miktarda kaya ve moloz saçıldığını ve Ay’ın da zaman içinde bu malzemeden meydana geldiğini gösteriyordu.

Ancak Güneybatı Araştırma Enstitüsü’nden (SwRI) Adeene Denton liderliğindeki ekip, önceki modellerden farklı olarak çarpışan gök cisimlerinin iç sıcaklıklarını ve yapısal özelliklerini de hesaplamalara dâhil etti.

Bu yaklaşım, Ay’ın oluşum sürecinin sanılandan çok daha hızlı gerçekleşmiş olabileceğini ortaya koydu.

Theia’nın Sıcaklığı Çarpışmanın Sonucunu Değiştirdi

Gezegenler oluşumlarının ilk dönemlerinde büyük miktarda iç ısı barındırır. Bir gök cisminin iç sıcaklığı arttıkça yapısı daha kolay şekil değiştirebilir hale gelir. Bu durum, büyük çarpışmalar sırasında ortaya çıkan malzemenin nasıl dağıldığını da doğrudan etkiler.

Denton ve ekibi, Theia’nın farklı sıcaklıklardaki yapısını modelleyerek iki farklı çarpışma senaryosunu inceledi.

Soğuk Theia senaryosu: Çarpışmanın Güneş Sistemi’nin oluşumundan yaklaşık 100 ila 150 milyon yıl sonra gerçekleştiği varsayıldığında, Theia önemli ölçüde soğumuş ve daha sağlam bir yapıya kavuşmuş olacaktı. Bu durumda çarpışmadan geriye kalan malzeme Dünya çevresinde uzun süre yörüngede kalıyor ve Ay daha yavaş bir süreçte oluşuyordu.

Sıcak Theia senaryosu: Çarpışmanın Güneş Sistemi’nin oluşumundan sonraki ilk 60 milyon yıl içinde gerçekleştiği varsayıldığında ise Theia çok daha sıcak ve kolay şekil değiştiren bir yapıya sahip olacaktı. Çarpışma sırasında parçalanan malzemenin büyük bölümü Dünya çevresine yayılarak yoğun bir enkaz bulutu oluşturuyordu.

Araştırmacıların simülasyonlarına göre bu ikinci senaryoda Ay’ın oluşumu sanılandan çok daha kısa sürebiliyordu.

Denton, simülasyon sonuçlarının, çarpışan iki gök cisminin iç sıcaklıkları hesaba katıldığında Ay’ın yaklaşık 5 saat içinde oluşabileceğine işaret ettiğini belirtti.

Ay’ın Kökenine İlişkin Gizem Henüz Çözülmedi

The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlanan çalışma, Ay’ın oluşum sürecine ilişkin önemli bir alternatif sunuyor. Ancak araştırmacıların önünde hâlâ çözülmesi gereken önemli bir soru bulunuyor.

Simülasyonlara göre Ay’ın önemli bir bölümünün Theia’nın dış katmanlarından, özellikle de manto malzemesinden oluşması bekleniyor. Buna karşın Ay ile Dünya’nın mantosundan alınan örneklerin kimyasal ve izotopik özellikleri birbirine son derece benziyor.

Bu benzerlik, Ay’ın oluşumunda Dünya’dan gelen malzemenin sanılandan daha büyük bir rol oynamış olabileceği ihtimalini gündemde tutuyor.

Dolayısıyla yeni çalışma, Ay’ın oluşumuyla ilgili tüm soruları yanıtlamaktan ziyade, milyarlarca yıl önce gerçekleşen dev çarpışmanın nasıl sonuçlanmış olabileceğine ilişkin yeni bir senaryo ortaya koyuyor.

Bu Bulgular Ötegezegen Araştırmalarını da Etkileyebilir

Araştırmanın sonuçları yalnızca Ay’ın geçmişini anlamak açısından önem taşımıyor. Güneş Sistemi dışındaki gezegenleri ve onların olası uydularını araştıran gökbilimciler için de yeni bir bakış açısı sunuyor.

Eğer büyük çarpışmalar sonucunda uydular birkaç saat gibi kısa bir sürede oluşabiliyorsa, gezegenlerin çevresinde uydu oluşumuna işaret eden enkaz disklerini gözlemlemek oldukça zor olabilir.

Çünkü bu tür yapılar, astronomik ölçekte son derece kısa bir süre içinde oluşup dağılabilir. Bu durum, başka yıldız sistemlerinde uydu oluşum süreçlerini gözlemlemeye çalışan bilim insanlarının neden şimdiye kadar bu tür oluşumları doğrudan yakalamakta zorlandığını açıklayabilecek faktörlerden biri olabilir.

Yeni simülasyonlar, Ay’ın oluşumunun milyarlarca yıl süren yavaş bir süreç olmak zorunda olmadığını; doğru koşullar altında, kozmik ölçekte neredeyse bir anda gerçekleşebileceğini gösteriyor.