AY NASIL OLUŞTU?

AstroNotlar’dan, merhaba! Bu hafta sizlere doğal uydumuz Ay hakkında dolu dolu bir içerik hazırladık. Ay’ın nasıl oluştuğuyla ilgili teorileri inceleyip, ardından konuyla alakalı güncel bir haberden bahsedeceğiz.

Öncelikle size Ay ile ilgili birkaç temel bilgiden bahsedenim. Bizden uzaklığı nedir? Kaç yaşındadır? Ne kadar büyüktür?

Dünyamız’ın doğal uydusu Ay, hepimizin de bildiği gibi Dünya’nın tek doğal uydusudur. Aynı zamanda Güneş Sistemi içindeki beşinci büyük doğal uydudur. Ayrıca gezegen-uydu boyutu kıyaslaması yapıldığı zaman, yani gezegen ile uydusunun büyüklüğü kıyaslandığında Ay, gezegenine yani Dünya’mıza oranla Güneş Sistemi’ndeki en büyük uydudur. Yanlış anlaşılma olmasın, Güneş Sistemimiz’deki en büyük uydu, Jüpiter’in uydusu Ganymede’dir. Hatta Ganymede Merkür’den bile büyük bir cisimdir, fakat gezegen-uydu boyutu kıyaslaması yapıldığı zaman Jüpiter’in yanında Ganymede toz tanesi gibi kalmaktadır. Bu konuda en büyük uydu, bizim uydumuz Ay!


Doğal uydumuz Ay (Görsel: NASA)

Dünya ile Ay’ın merkezleri arasındaki ortalama uzaklık ise 384.000 km, yani Dünya’nın çapının yaklaşık otuz katı kadardır. Üstelik Güneş Sistemimiz’deki tüm gezegenleri Dünya ve Ay arasına sıkıştırabiliriz. Birbirleriyle dipdibe ve sıkışık bir ortam olur ama tüm gezegenler Dünya ve Ay arası mesafeye sığabilir. Ay’ın çapı ise yaklaşık 3.500 km’dir, bu da Dünya çapının dörtte birinden biraz fazla demek oluyor. Dolayısıyla Ay’ın hacmi, Dünya’nın hacminin %2’sine karşılık gelmektedir. Ay’ın kütlesi ise Dünya’nınkinin yaklaşık 80’de biri kadardır. Haliyle yüzeyindeki kütleçekim etkisi de yerçekiminin yaklaşık %17’si kadardır. Yani bir diğer deyişle, eğer Dünya’da tartıldığınız zaman 100 kilo geliyorsanız, Ay’da tartılırsanız baskül sizi 17 kilo gösterir. Fakat sahip olduğunuz toplam kütle miktarı hala aynı olacaktır. Ay’da tavşan gibi zıplayan astronotların bu kadar yükseğe ve uzağa zıplayabilmelerinin sebebi de bu aynı zamanda. Son olarak Ay, Dünya’nın yörüngesindeki bir turunu tam olarak 27 gün 7 saatte tamamlar. Ay’ın Dünya etrafındaki konumuna bağlı olarak Güneş’ten aldığı ışık miktarı da değiştiği için 29.5 günde bir tekrarlayan, Yeni Ay, Hilal, İlk Dördün, Son Dördün ve Dolunay gibi evreleri oluşur. Bu konuyla ilgili çok daha detaylı bilgiler için önceki yayınlarımızdan “Ay’ın Karanlık Yüzü” yayınımızı dinlemenizi öneriyoruz.

Burnumuzun dibinde olduğu için Ay haliyle ilk ve en sık uzay görevi gerçekleştirdiğimiz gök cismi oldu. Peki tam olarak ne zaman ve ne şekilde başlıyor bu furya?

Ay görevleri 1959 yılından 1972 yılına kadar oldukça popüler ve sık bir şekilde gerçekleştirildi. 1972’den geçtiğimiz birkaç yıl öncesine kadar da Ay görevleri neredeyse tamamen unutulmuştu. Henüz geride bırakmış olduğumuz 2010’lu yıllarda Çinliler’in gözünü Ay’a dikmesi ve birkaç başarılı ve devrimsel sayılabilecek görevi başarmaları Ay’ı bizim için, yani insanlık için yeniden popüler kılmış oldu. 

Şimdi gelelim en güzel ve tartışmalı konuya; bu güzel ve önemli uydumuz nasıl oluşmuş?

Sizlere birkaç tane teoriden bahsedeceğiz. Fakat hala, günümüzde bile hangi teorinin doğru olduğuna emin olamıyoruz. Bunun birkaç sebebi bulunmakta, mesela “mare” denilen “Ay Denizleri”nin (isimlerinde deniz geçse de gerçekten deniz değillerdir, sadece koyu renkli ve nispeten daha düz bölgeler oldukları için bu şekilde isimlendirilmiş bölgeler) Ay’ın Dünya’ya bakan kısmında daha sık ve büyük olmaları gibi. Bu durum öne sürülen bir çok kuramda açıklanmadan kalan bir olgudur. Hiçbir kuram bunu tamamiyle açıklayamadığı için hiçbir kurama kesin olarak cevap gözüyle bakamıyoruz. Kuramlardan emin olamayışımızın başlıca sebeplerininden bir diğeri de, çoğu teorinin Dünya ve Ay arasındaki yüksek açısal momentumu tam olarak açıklayamaması. 

Açısal momentum, herhangi bir cismin dönüş hareketine devam etme isteğinin bir göstergesidir ve bu nicelik cismin kütlesine, şekline ve hızına bağlıdır. Açısal momentum bir vektör birimidir ve cismin belirli eksenler üzerinde sahip olduğu dönüş eylemsizliği ile dönüş hızını ifade eder. Dünya ve Ay ikilisine baktığımız zaman ise iki cisim arasındaki açısal momentum değeri oldukça yüksektir ve çoğu model momentum değerinin nasıl bu kadar yüksek olduğunu bize açıklayamaz.

Ay’ın oluşumuyla ilgili en çok kabul gören ve Türkçe’ye “Dev Çarpma Kuramı” olarak çevrilen teoriye göre: Dünya’nın oluşumunun ilk zamanlarında, Mars büyüklüğünde bir gökcisminin (adına Thea denmekte) belirli bir açıyla Dünya’ya çarparak Dünya yörüngesine Ay’ı oluşturacak kadar yeterli miktarda madde saçmış olmasıdır. Gezegenlerin, küçük ya da büyük parçaların birikmesi sonucu oluştuğuna inanıldığı için, bunun gibi dev çarpma olaylarının birçok gezegeni etkilediğine de inanılmaktadır. Bu çarpmayı simüle eden bilgisayar modelleri hem Dünya ve Ay sisteminin yüksek açısal momentumunu ve aynı zamanda Ay çekirdeğinin küçüklüğünü de açıklayabilmektedir. Bu kuram ile ilgili cevabı bulunmamış sorular arasında ise, Dünya’nın çarpışmadan önceki kütlesi ve Dünya’ya çarpan gökcisminin göreceli boyutları ile, bu çarpışmadan çıkan maddenin ne kadarının Ay’ı oluşturduğudur.


Dev Çarpışma Kuramı’nın temsili anlatımı (Kaynak: ESA)

Bir diğer teori ise “Bölünme Kuramı”. Bu teoriye göre: Ay’ın oluşumu hakkında ilk düşünceler Ay’ın merkezcil kuvvetler nedeniyle yerkabuğundan koparak ayrıldığı ve gerisinde Büyük Okyanus çukurunu bıraktığını önermiştir. Bu “bölünme” kavramı, Dünya’nın ilk oluştuğu zamanlardaki dönme hızının çok büyük olmasını gerektirir. Ayrıca bu bölünme sonucu oluşan Ay’ın yörünge düzleminin, Dünya’nın ekvator düzlemiyle hizalı durumda olması gerekirdi ama durum böyle değildir. Son olarak da bu teori Dünya ve Ay arasındaki yüksek açısal momentumu da açıklayamaz.


Bölünme Kuramı’nın temsili anlatımı (Kaynak: ESO)

Bir diğer teori ise “Yakalama Kuramı”. Bu teoriye göre: Ay’ın başka bir yerde oluştuğu ve Dünya’nın yörüngesine yakalanarak girdiği düşünülmektedir. Fakat bu durumda Ay’ın enerjisinin sönümlenebilmesi için Dünya’nın geniş bir atmosferinin olması gerekirdi. Bu ve bunun gibi bazı koşulların yokluğu Ay’ı öylece yakalamanın da mümkün olmadığını, yani bu teorinin de rafa kalkmasına sebep olmuştur. Ayrıca, bu teoride Dünya ve Ay arasındaki yüksek açısal momentumu açıklayamaz.

Son teorimizin adı da “Birlikte Oluşum Kuramı”. Bu teoriye göre ise; Dünya ile Ay’ın gezegen öncesi buluttan aynı zamanda ve aynı yerde, birlikte oluştuklarını önerir. Bu varsayıma göre Ay’ın, Dünya’nın oluştuğu maddelerin çevresindeki maddelerden oluştuğu düşünülür. Bazıları bu varsayımın Ay üzerinde demirin azlığını açıklayamadığı için doğru olmadığını belirtmiştir ve tahmin edebileceğiniz gibi bu teori de Dünya ile Ay arasındaki yüksek açısal momentumu açıklayamamaktadır.

Yazımızın başında Ay ile ilgili güncel bir haberden de bahsedeceğimizi söylemiştik. Geçen hafta yayınlanan bir çalışmaya göre Ay, düşündüğümüzden yaklaşık 85 milyon yıl daha genç!

Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’ndeki araştırmacıların yaptığı yeni bir çalışmaya baktığımızda, Ay’ın sadece büyük ve ateşli bir magma okyanusuna sahip olduğunu değil aynı zamanda zannedilenden de daha önce oluşmuş olduğunu buluyorlar.

Milyarlarca yıl önce, “Thea” adını verdiğimiz ve yaklaşık Mars büyüklüğünde bir protoplanet, ya da Türkçe söylersek öncü gezegen genç Dünyamızla çarpıştı ve az önce bahsettiğimiz “Dev Çarpışma Kuramı”na göre enkaz ve kozmik molozun ortasında yeni bir kayalık cisim oluştu, yani Ay! Bu yeni yapılan çalışmada ise, araştırmacılar Ay oluşumunun zaman çizelgesini yeniden yapılandırdı. Bilim insanları daha önce Ay’ı oluşturan bu çarpışmanın 4.51 milyar yıl önce olduğunu düşünürken, yeni çalışma ayın doğumunu sadece 4.425 milyar yıl önce olarak belirledi.

“Peki bunu nasıl belirlediler? Kafalarına göre yapmamışlardır herhalde, bir yöntemi olması lazım.” dediğinizi duyar gibiyim. Ayın 85 milyon yıllık hatasını tespit etmek için ekip, zaman içinde Ay’ın kompozisyonunu hesaplamak için matematiksel modeller kullandı. Ay’ın büyük bir magma okyanusuna ev sahipliği yaptığı fikrine dayanarak, araştırmacılar magma soğuduğunda oluşan minerallerin zamanla nasıl değiştiğini hesapladılar. Magma okyanusunun zaman çizgisini takip ederek, bilim insanları Ay’ın oluşumuna geri dönebildiler.

Araştırmacıların yaptığı açıklamalara göre, Ay’ın 4.425 milyar yıl önce oluştuğunu (25 milyon yıl artı ve eksi hata payına sahip) gösteren bu bulgular Ay’ın oluşumunu, Dünya’nın metalik çekirdeğinin oluşumuyla hizalayan önceki araştırmalarla da hemfikir.

Peki buradaki hemfikirlik, Dünya’dan sonra oluştuğu için mi? Yoksa aynı yaşta oldukları için mi? Ya da böyle bir şey hiç yok mu? Yani yaşını bulmak bu teoriler için neden önemli?

Şu yüzden önemli, eğer Dünya ve Ay aynı yaştalarsa, bu direkt oluşum modellerini etkileyecektir. Yani “Birlikte Oluşum Kuramı”nın doğru ama eksik olduğunu söyleyebilir. Öte yandan eğer iki cisim arasında bir yaş farkı varsa, o zaman “Birlikte Oluşum Kuramı” yerine diğer teorilerin doğruluk paylarının daha yüksek olduğunu belirtecektir. Yani yaş faktörü, direkt sonucu etkileyen önemli bir faktördür bu anlamda.

Almanya’daki Münster Üniversitesi Planetoloji Enstitüsü’nde profesör olan Thorsten Kleine; Ay’ın yaşının ilk kez, Dünya’nın oluşumunun en sonunda meydana gelen bir olaya, yani çekirdeğin oluşumuna doğrudan bağlanabileceğini söylerek önemli bir noktaya vurgu yapıyor. Bu bulgular 10 Temmuz’da “Science Advances” dergisinde yayınlanan bir çalışmada detaylıca açıklanmış. İlgili makaleye erişmek isterseniz buraya tıklayabilirsiniz.

astronotlar.space@gmail.com e-posta adresimize konuştuğumuz içeriklere dair düşüncelerinizi belirtebilir, değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızı Instagram ve Twitter’dan “astro_notlar” olarak takibe almayı unutmayın! Facebook’tan vazgeçmem diyenler ise bizi AstroNotlar sayfasında bulabilirler. Gelecek hafta görüşünceye dek, gökyüzüne iyi bakın, hoşçakalın!

E-posta: astronotlar.space@gmail.com
Facebook: facebook.com/astronotlar.space
Instagram: instagram.com/astro_notlar
Twitter: twitter.com/astro_notlar
Anchor: anchor.fm/astronotlar

KAYNAKLAR VE GÖRSELLER

https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eaba8949

https://tr.wikipedia.org/wiki/Ay

https://www.space.com/moon-85-million-years-younger-than-thought

Author: Olcaytuğ Özgüllü

24-01-1997 Çorlu/TEKİRDAĞ doğumluyum. Asker ailesi olduğumuz için hayatım (özellikle çocukluğum) Türkiye'nin dört bir tarafında geçti ama 10 yıl boyunca İzmir'de yaşadığım için kendimi oraya ait hissediyorum. İzmir Balçova Anadolu Lisesi'nden 2015 yılında mezun oldum ve aynı sene İstanbul Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü'nü kazandım. Halen daha bu bölümde lisans öğrencisiyim. 5 yaşından beri hayalim olan bölümü okumakta ve kendimi bu alanda geliştirmek için elimden gelen her şeyi yapmaktayım. Gelecekte de kendimi başarılı bir "Astronom" olarak görmek istiyorum. Hayallerinizin peşinden koşmaktan asla vazgeçmeyin... ;)

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.