Yeni araştırmalar, Dünya‘nın Ay’ının, erken dönem Güneş Sistemi‘nde Dünya ile Mars büyüklüğünde bir protoplanet arasındaki devasa çarpışmanın ardından sadece birkaç saat içinde oluşmuş olabileceğini gösteriyor. Bu teori, genç protoplanetlerin iç sıcaklıklarının jeolojik özelliklerini nasıl etkilediği ve bunun da deneyimledikleri çarpışmaları nasıl değiştirdiği konusunda yeni simülasyonlara dayanıyor.
Bu devasa çarpışma senaryosu, Ay’ın oluşumuyla ilgili önde gelen teorilerden biri haline geldi, özellikle de gezegen bilimci Robin Canup’un çalışmaları sayesinde. 2001 yılından beri, Theia adı verilen -boyutundaki bir cismin, proto-Dünya ile çarpıştığı ve bu çarpışmanın, Ay’ın oluşumuna yol açacak şekilde molozları yörüngeye fırlattığı bilgisayar simülasyonlarını yürütmüş ve iyileştirmiştir.
Şimdi diğer araştırmacılar da bu alana katkıda bulunuyor. Adeene Denton liderliğindeki Southwest Research Institute ekibi, çarpışan dünyaların jeolojik özelliklerini daha detaylı dikkate alan en ayrıntılı simülasyonlardan bazılarını gerçekleştirdi. Sonuçlar şaşırtıcı: Daha sıcak cisimler, daha soğuk olanlara göre daha zayıf.
Gezegenlerin oluşumundan sonra, hala içlerinde ısı taşıyorlardı ve bu da malzeme mukavemetlerini etkiliyordu. Dünya’nın oluşumundan kısa bir süre sonra gerçekleşen çarpışma, Theia ile çarpışmanın nasıl olacağını etkileyecekti; ancak bu etkinin boyutu, çarpışmanın ne zaman gerçekleştiğine ve Theia’nın ne kadar soğuduğuna bağlıydı.
Theia’nın Dünya ile çarpıştığında, tamamen yok oldu. Theia’nın kalan demir çekirdeğinin büyük bir kısmı Dünya’ya gömülürken, geriye kalan molozlar Dünya etrafında bir halka oluşturarak Ay’ı meydana getirdi.
Denton’ın ekibinin araştırması, sıcaklığın daha yüksek olmasının Theia’nın çarpışma sırasında deformasyon yeteneğini ve momentumu emme kapasitesini nasıl etkilediğini gösterdi. Bu da, Dünya etrafındaki moloz halkasının nasıl oluştuğunu ve Ay’ın nasıl birleştiğini etkiledi. Farklı sıcaklıkları ve malzeme mukavemetlerini simülasyonlara dahil ederek, Denton’ın ekibi çarpışmanın ve Ay’ın oluşumunun nasıl gerçekleştiğine dair daha iyi bir fikir edindi.
Önceki simülasyonlar iki olası senaryoyu göstermişti. Birincisi, moloz halkasının uzun süre varlığını sürdürerek Ay’ın yavaş yavaş birikmesini sağlardı. İkincisi ise, 2022 yılında yayınlanan bir çalışmada gösterildiği gibi, Ay’ın bu molozdan sadece birkaç saat içinde oluşabileceğini öne sürüyordu.
Denton’ın modelleri, bu şaşırtıcı olasılığı destekliyor gibi görünüyor. Eğer Theia daha soğuk olsaydı, yani çarpışma Güneş Sistemi’nin tarihinde biraz daha sonra gerçekleşmiş olsaydı (belki de gezegenlerin oluşumundan 100 ila 150 milyon yıl sonra), moloz halkası öyle bir şekilde oluşurdu ki Ay yavaş yavaş birikebilirdi. Ayrıca, daha güçlü olduğu için Theia’nın daha fazla parçası Dünya ile bütünleşebilirdi.
Öte yandan, eğer Theia daha sıcak olsaydı ve gezegenlerin oluşumundan 60 milyon yıldan kısa bir süre sonra Dünya ile çarpışsaydı, bu durum Ay’ın çok hızlı bir şekilde oluşabileceği ve aynı zamanda Theia’nın tamamen yok olacağı bir senaryo yaratırdı.
“Dünya ve Theia arasındaki çarpışmadan önce cisimlerin ne kadar sıcak olduğuna bağlı olarak, çarpışma Theia’yı parçalayabilir ve sonunda Ay’ın oluşmasına yol açacak büyük bir moloz diski oluşturabilir” dedi Denton. “Ancak orijinal çarpışma modellemesinde kullanılan aynı parametreleri kullandığımda – her iki cismin içindeki aynı sıcaklık yapılarına sahip olduğumda – yaklaşık beş saat içinde sağlam bir Ay ortaya çıktı.”
Bu, gezegenimizin tarihinde oldukça önemli bir olay olurdu; hem yeni bir Ay edinir, hem de büyük bir baş ağrısıyla karşı karşıya kalınır. Robin Canup, “Bu şaşırtıcı ve heyecan verici yeni sonuçlar, Ay’ın günümüzdeki fiziksel özellikleri ile o dönemdeki Dünya ve Theia’nın termal durumu arasındaki potansiyel bağlantıyı ortaya koyuyor” dedi. “Bu da bilim insanlarının Ay oluşum olayının ne zaman gerçekleştiğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.”
Her iki senaryoda da, Ay’ın çoğunlukla Theia’nın manto malzemesinden oluştuğu ve sadece az miktarda Dünya’nın manto malzemesinin karıştığı görülüyor. Bu son bulgu şaşırtıcıdır, çünkü Ay’ın bileşimi ile Dünya’nın mantosu arasında belirgin benzerlikler bulunmaktadır. Ancak araştırmalar, bu benzerliklere rağmen hala bazı açıklanamayan izotop farklılıklarının bulunduğunu göstermektedir. Bu da mevcut simülasyonların, Denton’ınkiler de dahil olmak üzere, hala eksik kaldığını gösteriyor.
Bu araştırmaların, diğer gezegenlerin etrafındaki exomoonların aranması konusunda da önemli sonuçları olabilir. Eğer Ay gerçekten bu kadar kısa sürede oluşmuşsa, exomoon oluşum disklerinin aranması verimsiz olabilir, çünkü bu diskler çok kısa ömürlüdür. Ancak gaz devi exoplanetlerin etrafındaki diskler farklıdır, çünkü bunlar gezegenlerin oluşumu sırasında kalan malzemeden oluşur.
Bu sonuçlar, Eylül ayında yayınlanan ‘da yer almıştır.
