Almanya’daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırmaları Enstitüsü’nün liderliğinde yapılan uluslararası çalışma, Ay’ın oluşmasını sağlayan Büyük Çarpışma hipotezini destekleyen bulgular ortaya koydu.
Büyük Çarpışma hipotezine göre, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce Dünya genç bir gezegenken (proto-Dünya), Mars büyüklüğünde bir gök cismi Dünya’ya çarptı. Çarpışma o kadar şiddetli bir kuvvetle oldu ki, gezegenimizin mantosunun dev bölümleri eridi ve erimiş maddeden oluşan dev bir disk uzaya fırladı. Uzaya fırlayan parçalar zamanla birleşerek bugün bildiğimiz Ay’ı oluşturdu.
Bilim insanları uzun zamandır çarpışma hipotezini benimsiyor ancak Theia olarak adlandırılan kayıp gezegenin nereden geldiği ve hangi maddelerden oluştuğu belirsizliğini koruyordu.
Apollo göreviyle Ay’dan alınan örnekler analiz edildi
Apollo görevlerinden getirilen Ay örneklerinin, Dünya kayalarının ve meteoritlerin yeni analizi ise Theia’nın tıpkı Dünya gibi iç Güneş Sistemi’nde oluşmuş, hatta muhtemelen gezegenimizden bile Güneş’e daha yakın konumda büyümüş kayalık bir dünya olduğunu öne sürüyor.
Bilim insanları, Güneş’in oluşumundan sonraki ilk 100 milyon yılda, iç Güneş Sistemi’nin onlarca hatta yüzlerce gezegensel sistemlerle dolu olduğunu tahmin ediyor. Ay boyutundan Mars boyutuna kadar değişen bu cisimler sık sık çarpışıyor, birleşiyor ya da erken gezegen oluşumunun yarattığı kütleçekimsel kaosta (özellikle Jüpiter’in devasa çekimi nedeniyle) yeni yörüngelere savruluyordu.
Apollo görevlerinden gelen Ay örnekleri, Dünya ve Ay’ın kimyasal olarak neredeyse tamamen aynı olduğunu göstermişti. Bu benzerlik, Theia’nın kökenini belirlemeyi son derece zorlaştırıyordu.
Makalenin yazarları, Dünya’nın mantosunda çarpışmadan arta kalan küçük kimyasal ipuçlarını aradı. Demir ve molibden gibi bazı elementlerin gezegenimizin oluşumunun erken dönemlerinde var olsaydı çekirdeğe batmış olması gerekirdi. Bu elementlerin bugün manto kayalarında bulunması, onların daha sonra, büyük olasılıkla Theia tarafından, Dünya’ya taşındığını gösteriyor. Dolayısıyla bu elementler kayıp gezegenin bileşimi hakkında kritik bilgiler taşıyor.
Araştırmacılar, Apollo 12 ve 17 görevlerinden getirilen altı Ay örneğini; Hawaii’deki Kīlauea yanardağından alınan örnekler de dahil 15 Dünya kayasını ve Antarktika’dan toplanmış çeşitli meteoritleri inceledi. Demirin izotopları arasındaki son derece küçük farklara odaklandılar.
Yeni çalışmalar, bu farkların materyalin Güneş’e göre nerede oluştuğunu gösterebildiğini ortaya koyuyor. Araştırmacılar bu demir ölçümlerini molibden ve zirkonyum izotop imzalarıyla birleştirerek sonuçları bilinen meteorit bileşimleriyle karşılaştırdı. Theia’nın hangi tür gezegensel “yapı taşlarından” oluşmuş olabileceğini belirlemeye çalıştılar.
Dünya ve Theia’nın ortak yönleri var
Yüzlerce model senaryosu içinde Dünya ve Ay’ın kimyasını doğru şekilde açıklayabilen tek senaryo, Theia’nın iç Güneş Sistemi’nde oluştuğu senaryo oldu. Ekibe göre Theia, kabaca Dünya’nın kütlesinin yüzde 5–10’u kadar, metal çekirdeğe sahip kayalık bir dünyaydı.
Modeller ayrıca hem proto-Dünya’nın hem de Theia’nın, bilinen meteorit koleksiyonlarında bulunmayan “örneklenmemiş” bir iç Güneş Sistemi rezervuarından gelen maddeler içerdiğini ortaya koyuyor. Gizemli bileşen muhtemelen Güneş’e çok yakın bir bölgede oluştu ve maddeler, Merkür, Venüs, Dünya ve Theia tarafından toplanmış ya da meteorit haline gelebilecek serbest cisimler olarak hayatta kalamamış olabilir.
Araştırmacılar, bunun bir “örnekleme yanlılığı” olabileceğini kabul ediyor. Venüs veya Merkür’den bir gün örnek alınabilirse, bu kayıp malzemenin daha büyük bir kısmı bulunabilir ve nihayetinde sonuçlar doğrulanabilir ya da çürütülebilir.
Araştırma, Dünya ve Theia’nın muhtemelen kardeş dünyalar olduğunu belirtirken, dev çarpışmanın bu iki gezegenin kimyasal bileşimlerini nasıl bu kadar tamamen karıştırdığını ise açıklayamıyor.
Kaynak: Science