Ay Nasıl Oluştu?
Dünya'nın uydusu Ay hala birçok sır taşıyor. Yeryüzünden Ay'ın sadece
bir yüzünü görebiliyoruz. Ay denizlerdeki gelgiti, hayvanların ne zaman
çiftleşeceğini, hatta insanın uykusunu bile etkiliyor.
Buna rağmen 1969'a gelinceye kadar kimse Ay'a gitmemişti. Bugüne kadar da sadece 12 kişi gitti. Hem bu astronot ziyaretleri hem de insansız uzay araçları sayesinde Ay'ın yapısıyla ilgili epey bilgi edindik. Ama Ay'ın nereden geldiği sorusunu hala net bir şekilde cevaplayamıyoruz.
Dünya'dan mı koptu, yoksa güneş sisteminde dolanırken Dünya'nın çekim alanına girip etrafımızda dönmeye mi başladı? Ya da onun oluşmasına yol açan başka bir patlama mı oldu?
Ünlü fizikçi, gökbilimci Galileo Galilei'nin yaptığı teleskop ile uzaktan da olsa Ay'ı ilk kez ayrıntılı bir şekilde görme fırsatı doğdu.
1600'lü yılların başında Galileo, Ay'ın da Dünya gibi ova ve dağlardan oluştuğunu ortaya koymuştu. Bu, ikisinin de birlikte oluştuğuna işaret ediyordu.
1800'lerde Charles Darwin'in oğlu George, Dünya'nın oluştuğu ilk dönemlerde hızla dönerken bir parçasının kopup Ay'ı oluşturduğunu söylüyordu. Pasifik Okyanusu işte bu kopmanın geride bıraktığı izi taşıyordu.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra ise başka bir fikir öne sürüldü. Kimyacı Harold Urey, Ay'ın galaksinin başka bir yerinden gelerek Dünya'nın çekim merkezine girdiğini söylüyordu.
Dünya ile kıyaslandığında, bir uydu olarak Ay'ın kütlesi oldukça büyük. Bu nedenle başka bir yerde oluşmuş olması açıklaması mantıklıydı. Ayrıca Ay'ın sadece bir yüzünü görüyor olmamız da bu teoriyi destekliyordu.
Fakat bazı bilim insanları, yörüngesinde hiç sapma olmadan Dünya'nın Ay'ı çekim alanına almasına şüpheyle bakıyordu. Ayrıca böylesi bir çekimle iki gök cismi çarpışmış olurdu diye düşünüyorlardı.
Fakat bunun da bir açıklaması olabilirdi. Dünya'nın geniş bir atmosfere sahip olması, hava yastığı işlevi görerek bu çarpmayı engellemiş ve Ay'ı yavaşlatarak tekrar uzaya savrulmasına engel olmuş olabilirdi. Fakat buna pek ihtimal verilmiyordu.
Ay'ın Dünya'nın çekim alanına girmesini ifade eden Urey'in teorisi 1960'larda hakim olmaya devam etti. Ay'a astronot gönderildiğinde hangi teorinin kanıtlanacağını gösteren veriler gelecekti. Fakat Ay'dan getirilen taşlar bütün mevcut teorileri yerle bir etti.
Önce George Darwin'in Ay'ın Dünya'dan koptuğunu öne süren teorisi çöktü. Taş örnekleri Ay'ın Pasifik Okyanusu'ndan çok daha eski olduğunu gösteriyordu. Ayrıca Dünya ile Ay kimyasal olarak birbirinin neredeyse aynısıydı. Böylece Urey'in her ikisinin ayrı ayrı oluştuğunu ileri süren teorisi de çöküyordu.
Ay güneş sitemindeki benzer nesnelerden 29 milyon yıl sonra oluşmuştu. Yüzeyindeki koyu renkli bölgeler bir zamanlar sıvı magma denizleriyle kaplı olduğunu gösteriyordu.
Son Apollo inişinden üç yıl sonra 1975'te yeni bir fikir ortaya atıldı: Dev çarpışma. Güneş sistemi 4,5 milyar yıl önce oluşurken dev kayalar uçuşuyordu. Bunlardan biri olan ve Dünya'nın onda biri büyüklüğündeki Theia Dünya'ya çarptı.
Bu çarpma sonucu Dünya'nın bir kenarı koparak uzaklaştı ve dönerek küre şeklini aldı. Böylece Ay oluştu.
Fakat Ay ile Dünya kimyasal olarak birbirine çok benziyordu. Oysa dev çarpışmanın ardından Ay'da (gerçekten var idiyse) Theia'nın izine rastlanması gerekirdi.
Oxford Üniversitesi'nde Alex Halliday'e göre, her gezegenin çekirdek oluşumu farklı olduğundan farklı atomlar beklenir; oysa Ay'dakilerin Dünya'dan geldiği görülüyordu.
Başka bir teoriye göre ise çarpmanın etkisi öylesine büyüktü ki Theia da Dünya da eriyip atomları karışmış olabilirdi. Fakat böylesi bir çarpmanın olduğu da kesin değildi.
2012'de Harvard Üniversitesi'nden bilim insanları Theia'nın sanılandan çok daha küçük, Dünya'nın kütlesinin yüzde 2'si kadar olabileceğini ve bunun çarpma etkisinin çok daha az olacağını ileri sürdü. Böylece Ay'ı oluşturan madde sadece Dünya ile benzeşecek, Theia'dan iz taşımayacaktı.
Fakat Nisan 2015'te dev çarpma etkisi hipotezini güçlendiren başka veriler ortaya çıktı. Güneş sisteminin oluşum aşamasında dolanan ve gezegenlere çarpan nesnelerin yapısal olarak birbirine benzer olma ihtimalinin daha önce sanıldığı gibi yüzde 1 değil, yüzde 20 olduğu tespit edildi.
Bu veri, Theia'nın Dünya'ya hızla çarparak Ay'ı koparmasını ve eriyip birbirine karışmasını, Dünya ile Ay arasındaki benzerliğin de bu şekilde açıklanması ihtimalini güçlendirdi. Fakat hala yanıtlanmayı bekleyen sorular var.
Buna rağmen birçok araştırmacı çözümü dev çarpma hipotezinde görüyor. Fakat bunun kanıtlanması için Theia'nın belli bir kütleye sahip olması ve Dünya'ya belli bir açıdan çarpmış olması gerekiyor. Bunu kanıtlaması da şimdilik zor görünüyor.
Ay'ın oluşumuna dair bu ilgi biraz da onun olağan dışı özelliklerinde yatıyor. Belki de Ay'ın oluşum hikayesi tümüyle şansa dayanıyordur.
Giant Impact hypothesis
Ay'ın oluşumu ile ilgili birkaç farklı teori var ama en güçlüsü "Giant Impact hypothesis" adı verilen Büyük Çarpışma Hipotezi.
Buna rağmen 1969'a gelinceye kadar kimse Ay'a gitmemişti. Bugüne kadar da sadece 12 kişi gitti. Hem bu astronot ziyaretleri hem de insansız uzay araçları sayesinde Ay'ın yapısıyla ilgili epey bilgi edindik. Ama Ay'ın nereden geldiği sorusunu hala net bir şekilde cevaplayamıyoruz.
Dünya'dan mı koptu, yoksa güneş sisteminde dolanırken Dünya'nın çekim alanına girip etrafımızda dönmeye mi başladı? Ya da onun oluşmasına yol açan başka bir patlama mı oldu?
Ünlü fizikçi, gökbilimci Galileo Galilei'nin yaptığı teleskop ile uzaktan da olsa Ay'ı ilk kez ayrıntılı bir şekilde görme fırsatı doğdu.
1600'lü yılların başında Galileo, Ay'ın da Dünya gibi ova ve dağlardan oluştuğunu ortaya koymuştu. Bu, ikisinin de birlikte oluştuğuna işaret ediyordu.
1800'lerde Charles Darwin'in oğlu George, Dünya'nın oluştuğu ilk dönemlerde hızla dönerken bir parçasının kopup Ay'ı oluşturduğunu söylüyordu. Pasifik Okyanusu işte bu kopmanın geride bıraktığı izi taşıyordu.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra ise başka bir fikir öne sürüldü. Kimyacı Harold Urey, Ay'ın galaksinin başka bir yerinden gelerek Dünya'nın çekim merkezine girdiğini söylüyordu.
Dünya ile kıyaslandığında, bir uydu olarak Ay'ın kütlesi oldukça büyük. Bu nedenle başka bir yerde oluşmuş olması açıklaması mantıklıydı. Ayrıca Ay'ın sadece bir yüzünü görüyor olmamız da bu teoriyi destekliyordu.
Fakat bazı bilim insanları, yörüngesinde hiç sapma olmadan Dünya'nın Ay'ı çekim alanına almasına şüpheyle bakıyordu. Ayrıca böylesi bir çekimle iki gök cismi çarpışmış olurdu diye düşünüyorlardı.
Fakat bunun da bir açıklaması olabilirdi. Dünya'nın geniş bir atmosfere sahip olması, hava yastığı işlevi görerek bu çarpmayı engellemiş ve Ay'ı yavaşlatarak tekrar uzaya savrulmasına engel olmuş olabilirdi. Fakat buna pek ihtimal verilmiyordu.
Ay'ın Dünya'nın çekim alanına girmesini ifade eden Urey'in teorisi 1960'larda hakim olmaya devam etti. Ay'a astronot gönderildiğinde hangi teorinin kanıtlanacağını gösteren veriler gelecekti. Fakat Ay'dan getirilen taşlar bütün mevcut teorileri yerle bir etti.
Önce George Darwin'in Ay'ın Dünya'dan koptuğunu öne süren teorisi çöktü. Taş örnekleri Ay'ın Pasifik Okyanusu'ndan çok daha eski olduğunu gösteriyordu. Ayrıca Dünya ile Ay kimyasal olarak birbirinin neredeyse aynısıydı. Böylece Urey'in her ikisinin ayrı ayrı oluştuğunu ileri süren teorisi de çöküyordu.
Ay güneş sitemindeki benzer nesnelerden 29 milyon yıl sonra oluşmuştu. Yüzeyindeki koyu renkli bölgeler bir zamanlar sıvı magma denizleriyle kaplı olduğunu gösteriyordu.
Son Apollo inişinden üç yıl sonra 1975'te yeni bir fikir ortaya atıldı: Dev çarpışma. Güneş sistemi 4,5 milyar yıl önce oluşurken dev kayalar uçuşuyordu. Bunlardan biri olan ve Dünya'nın onda biri büyüklüğündeki Theia Dünya'ya çarptı.
Bu çarpma sonucu Dünya'nın bir kenarı koparak uzaklaştı ve dönerek küre şeklini aldı. Böylece Ay oluştu.
Fakat Ay ile Dünya kimyasal olarak birbirine çok benziyordu. Oysa dev çarpışmanın ardından Ay'da (gerçekten var idiyse) Theia'nın izine rastlanması gerekirdi.
Oxford Üniversitesi'nde Alex Halliday'e göre, her gezegenin çekirdek oluşumu farklı olduğundan farklı atomlar beklenir; oysa Ay'dakilerin Dünya'dan geldiği görülüyordu.
Başka bir teoriye göre ise çarpmanın etkisi öylesine büyüktü ki Theia da Dünya da eriyip atomları karışmış olabilirdi. Fakat böylesi bir çarpmanın olduğu da kesin değildi.
2012'de Harvard Üniversitesi'nden bilim insanları Theia'nın sanılandan çok daha küçük, Dünya'nın kütlesinin yüzde 2'si kadar olabileceğini ve bunun çarpma etkisinin çok daha az olacağını ileri sürdü. Böylece Ay'ı oluşturan madde sadece Dünya ile benzeşecek, Theia'dan iz taşımayacaktı.
Fakat Nisan 2015'te dev çarpma etkisi hipotezini güçlendiren başka veriler ortaya çıktı. Güneş sisteminin oluşum aşamasında dolanan ve gezegenlere çarpan nesnelerin yapısal olarak birbirine benzer olma ihtimalinin daha önce sanıldığı gibi yüzde 1 değil, yüzde 20 olduğu tespit edildi.
Bu veri, Theia'nın Dünya'ya hızla çarparak Ay'ı koparmasını ve eriyip birbirine karışmasını, Dünya ile Ay arasındaki benzerliğin de bu şekilde açıklanması ihtimalini güçlendirdi. Fakat hala yanıtlanmayı bekleyen sorular var.
Buna rağmen birçok araştırmacı çözümü dev çarpma hipotezinde görüyor. Fakat bunun kanıtlanması için Theia'nın belli bir kütleye sahip olması ve Dünya'ya belli bir açıdan çarpmış olması gerekiyor. Bunu kanıtlaması da şimdilik zor görünüyor.
Ay'ın oluşumuna dair bu ilgi biraz da onun olağan dışı özelliklerinde yatıyor. Belki de Ay'ın oluşum hikayesi tümüyle şansa dayanıyordur.
Giant Impact hypothesis
Ay'ın oluşumu ile ilgili birkaç farklı teori var ama en güçlüsü "Giant Impact hypothesis" adı verilen Büyük Çarpışma Hipotezi.
Ay, dünya'nın uydusudur. Yaklaşık 383 bin km. uzaklıkta ikamet
eder. Dünya yörüngesi yaklaşık 28 gün, kütle çekim gücü ise dünya'nın %
16.5'i kadardır. 3475 km'lik bir çapa sahip olup eksen eğikliği
6.7°'dir.
Ay, 4.5 milyar yıl kadar önce güneş sistemi'nin oluşum aşamasında theia
ismi verilen bir gezegenin, görüntüsü iki boyutlu düzlem kabul edilerek
bakıldığında dünya'nın kuzey doğu istikametine çarpmasıyla oluşmuştur.Çarpma sonrasında her iki gezegenden de hatırı sayılır miktarda kaya
parçaları kopmuş ve kopan parçalar tıpkı satürn halkaları gibi dünya
etrafında yörüngeye oturmuştur. Dünya'nın çekim gücünün satürn kadar
güçlü olmaması nedeniyle dünya etrafındaki halkalar birleşmiş ve dünya
yüzeyinin 22.000 km. Uzağında ay isimli uydu gezegen oluşmuştur.
Dünya etrafında bu kadar yakın mesafede yörüngeye oturan ay'ın çılgın gibi yörünge çizmesiyle oluşan merkezkaç etkisiyle ay dünyadan uzaklaşmaya başlamıştır. Bu etki günümüzde de devam etmekte ve ay her yıl yaklaşık 2.5-5 cm. kadar dünya'dan uzaklaşmaya devam etmektedir.
Ay'ın çekim etkisiyle dünya'nın ekseni 23°27' eğilmiş ve bu eğiklik sayesinde mevsimler oluşmuştur.
Ayrıca, theia isimli gezegenin çarpma etkisiyle kendi ekseni etrafında kinetik enerji kazanan dünya o zaman için 3 saatlik bir döngü ile kendi etrafında dönmeye başlamıştır. Bu hız da yavaş yavaş düşmüş ve günümüzde 23 saat 56 dakikalık bir süreye kadar yayılmıştır. Dünya'nın eksen yörüngesi de yavaşlamaya devam etmektedir.
çarpmanın etkisiyle dünya'nın kutup noktaları da kendi etrafında döngü kazanmış ve bu döngü, günümüze kadar rotasını 26.000 yılda tamamlayacak süreye kadar yavaşlamıştır.
Telif:NASA
Merkür ve Venüs örnekleri gerekli
Ay'a gönderilen astronotlar tarafından dünya'ya getirilen örnek taşlarda yapılan incelemeler sonucunda theia isimli gezegene ait izler keşfedilmiş. Bu izler dünya'nın kayalarında olan oksijenle ay'dan getirilen taşlarda bulunan oksijen arasındaki küçük izotop farklarından anlaşılabiliyor. Ancak aradaki bu küçük farklılık theia'nın dünya'ya yakın bir yörüngede oluşmuş olabileceği şeklinde yorumlanmış.
Bu küçük farklılık yüzünden teoride halen şöyle bir boşluk var; Mars'tan ve orta güneş sisteminden dünyaya düşen meteor parçalarındaki "parmak izi" niteliğindeki element izotoplarıyla dünya'daki element iztoplarının arasında net farklar olması. Theia ile dünya arasındaki bu neredeyse aynı denebilecek izotop farklılığı, bilim adamlarının kafasını karıştırmakta.
Bu noktada araştırmacıların sordukları soru şu: iç güneş sisteminin sınırında bulunan Mars'tan ve orta güneş sisteminden gelen meteorlar, iç güneş sistemindeki gezegenlerin yapısını ne kadar temsil etmekte?
Elimizde henüz Merkür ve Venüs'ten gelen bir örnek bulunmadığı için, bu gezegenlerin "parmak izleri"nin dünya'ya ne kadar benzediğini ya da benzemediğini henüz bilmiyoruz. Eğer dünya'ya benziyorlarsa, theia iç güneş sisteminde dünya'ya yakın bir yerlerde oluşmuş bir gezegen olabilir.
Eğer Merkür ve Venüs'ün element izotoplarıyla dünyanın element izotopları arasında belirgin bir farklılık varsa, bu durumda elimizde halihazırda bulunan verilerden alternatif bir teori üretmemiz gerekecek. Şu ana kadar yapılan en kapsamlı ve çürütülmesi Merkür ve Venüs'ten gelecek olan veriler gibi net bir bulguya bağlı olan en güçlü teori, şimdilik Büyük Çarpışma Hipotezi.
Kaynaklar,
1.http://www.bbc.com/earth/story/20150617-where-did-the-moon-come-from
2.https://en.wikipedia.org/wiki/Giant-impact_hypothesis
3.https://seyler.eksisozluk.com/dunyanin-tek-uydusu-ay-nasil-olustu
