Powered by free wordpress themes

kayseri escort samsun escort bodrum escort ankara escort ankara escort eskişehir escort porno izle izmir escort antalya escort ankara escort ankara escort ankara escort istanbul escort
Anasayfa / Astronomi / Ay’ın Oluşumu

Powered by free wordpress themes

Ay’ın Oluşumu

Özet: Uydumuzun oluşması hakkında öne sürülen dört hipotez vardır. Bu dört hipotez bu yazıda incelenmektedir.

**********************************

Yazının Tamamı

Edebiyata, masallara, inançlara, bilime konu olan Dünya’mızın uydusu Ay nasıl oluştu? Ortaya atılan hipotezlerin doğruları ve yanlışları nelerdir?

“Herkes Ay’a benzer, kimseye göstermediği karanlık bir yüzü vardır.”

– Mark Twain

 

Dünyamızın uydusu olan Ay’ın oluşumu ile ilgili ilk bilimsel düşünceler Galileo Galilei’nin 4 yüzyıl önceki keşifleri ile ortaya çıkmıştır. İlk teleskoplar Hollandalı bir gözlük üretici olan Hans Lippershey tarafından 1608 yılında icat edilmiştir. Bu icadı duyan İtalyan fizikçi Galileo Galilei bir tüpün içine iki mercek koyup kendi teleskopunu yapmış ve gökyüzü gözlemlerinde bulunmuştur. Yaptığı gözlemler sonucunda Ay’ın yüzeyinde tıpkı Dünya’daki gibi dağlar ve vadiler olduğunu gördü.

Şekil 1: Galileo’nun defterinden Ay gözlemleri (NASA Data Service)

 

O günden bugüne Ay’ın oluşumu ile ilgili 4 büyük düşünce ortaya atıldı.

Önemli nokta: Ay’ın varlığını açıklayan herhangi bir teori aşağıdaki sonuçları açıklamalıdır.

  • Ay’ın düşük yoğunluğu (3,3 g / cc), Dünya’nın yaptığı gibi önemli bir demir çekirdeğine sahip olmadığını gösterir.
  • Ay kayaçları, Ay yüzeyinin Dünya’nınkine göre daha fazla pişirilmesi anlamına gelen, birkaç uçucu madde (örneğin su) içerir.
  • Dünya üzerindeki ve Ay’daki oksijen izotoplarının göreceli olarak bolluğu, Dünya ile Ay’ın Güneş’ten aynı mesafede oluştuğunu gösterir.

Şimdi teorileri inceleyelim:

  1. Sözde Fizyon Teorisi

Şekil 2 Sözde fizyon teorisinin temsili (Kaynak: Parkview Astronomy)

Charles Darwin’in oğlu olan George Howard Darwin tarafından savunulan sözde fizyon teorisi, ayın bir zamanlar dünyanın bir parçası olduğunu ve dünyanın hızlı dönmesiyle uzaya doğru atıldığını ileri sürer. Bununla ilgili delili Pasifik Okyanusu havzasında gösterdi. Buna göre Ay aslında bir zamanlar Pasifik Okyanus’un olduğu yerde idi. Uzaya savrulduktan sonra oluşan havza zamanla su ile dolmuştu. Ay’da bu hızlı dönüş ile ilgili herhangi bir kanıt yoktur. Ayrıca, bu hipotez, ay malzemesinin ekstra pişirilmesi için doğal bir açıklama getirmez.

  1. Yakalama Teorisi

Bu teori Einstein’ın teorilerine yaptığı saldırılar ve plagerizm suçlamalarıyla da tanınmış olan Amerikan gökbilimci Thomas Jefferson Jackson See’den geldi. Ay’ın Güneş sistemi içerisinde oluştuğunu ve serbest bir şekilde dolaşırken Dünya’nın çekimine kapıldığını ileri süren görüştür.

Şekil 3 Kaynak: http://astronomy.nmsu.edu/msussman/MoonImaging/capture.jpg

Bunun sonucunda belli bir yörüngeye yerleşmiştir. Güneş sisteminin başka yerlerinde oluşmuşsa, Ay’ın farklı kimyasal bileşimi açıklanabilir, ancak Ay’ın şimdiki yörüngesinde yakalanması imkânsızdır. Bir şey onu doğru zamanda doğru miktarda yavaşlatmak zorunda kalacak ve bilim adamları böyle bir “ince ayara” inanmaktan çekindiler. Ayrıca, bu hipotez, ay malzemesinin ekstra pişirilmesi için doğal bir açıklama getirmez.

  1. Yoğuşma Teorisi

Şekil 4 Yoğuşma Teorisi (Kaynak: University of Copenhagen, Lars A. Buchhave)

Bu teori Ay’ın ve Dünyanın, Dünya etrafındaki yörüngede oluşan Ay’la birlikte, Güneş Sistemi’ni oluşturan bulutsunun tek tek yoğunlaştığını önermektedir. Bununla birlikte, Ay dünyanın etrafında oluşmuş olsaydı, neredeyse aynı bileşime sahip olmalıdır. Özellikle önemli bir demir çekirdeğine sahip olmalıdır lakin öyle değildir. Ayrıca, bu hipotez, ay malzemesinin ekstra pişirilmesi için doğal bir açıklama getirmez.

Yaygın olarak kabul edilen son teoridir.

  1. Dev Çarpışma Teorisi (Çıkarılan Halka Teorisi – Theia Teorisi)

Bu teori 1976 yılında Alastair Cameron ve William Ward ait olup Ay’ın Kökeni [1] (Origin of the Moon) adı ile7. Ay Kongresi (Seventh Lunar Science Conference / Lunar Science VII) esnasında sunulmuştur. Daha sonra H. J. Melosh ve E. Kipp tarafından bilgisayar simülasyonuna sokuldu ve Ay’ın Kökeni Dev Çarpışma Teorisi: Bilgisayar Benzetimi (The giant impact theory of the Moon’s origin: a computer simulation) [2] adı ile dergide sunuldu.

Şekil 5 Mars boyutlu öngezegen ile Dünya öngezegeninin 15 km/s hızla çarpışması. Her bir çerçeve bir önceki kareden 6 dakika olarak ayrılmıştır. Noktaların yoğunluğu malzemenin yoğunluğu ile orantılıdır. Kaynak: Lunar and Planetary Institute)

Güneş Sistemi’nin oluşmaya başladığı ilk dönemlerde 8 adet gezegenden daha fazla gezegen olduğu düşünülüyordu (yaklaşık 10 küsür tane). Bunlardan birisi yaklaşık olarak Mars büyüklüğünde veya daha küçük olan Theia[3] adlı gezegendir.

Yaklaşık 4,5 milyar yıl önce yani Hadean döneminde Theia kararsız bir yörüngeye sahip idi ve bir süre sonra dünyanın yörüngesine girdi. Ortak yörünge sonucu Theia eğik bir açıyla dünyaya çarptı[4] ve her iki cismin dış katmanlarından büyük miktarda ısıtılmış materyal uzaya saçıldı. Uzaya saçılan materyal irili ufaklı maddelerden oluşuyordu. Bunlar kütle çekimi sonucu bir araya gelip birleşti ve katı bir hal aldı. Ay’ın doğumu bu şekilde gerçekleşti ve ardından dünyanın kütle çekimi ile belli bir yörüngeye oturdu. Bu dönemde Ay şimdikine göre dünyaya 15 kat daha yakındı. Çarpışmanın etkisi ile dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşü hızlanmıştır. Günümüzde 24 saat olan bir gün o dönemde 6 saat idi. Bu hızlı dönüş zamanla yavaşladı ve günümüzde de yavaşlamaya devam ediyor, yani günler uzuyor. Bu eğik çarpışma aynı zamanda dünyanın eksen eğikliğini de açıklar ki bunun sonucunda mevsimler oluşuyordur.

Çarpışmadan sonra tıpkı olimpiyatlarda atılan çekiç gibi dünyanın hızlı dönmesi neticesinde dünya Ay’ı uzaya doğru savurmaya başladı.

Şekil 6 Olimpiyatlarda çekiç atma

(Kaynak: https://www.reddit.com/r/gifs/comments/4zjusv/betty_heidler_hammer_throw/)

Günümüzde de ay her yıl 38 mm bizden uzaklaşmaktadır (Ay ise dünyamızı 2,3 milisaniye yavaşlatır.). Bunu Ayın Lazer Aralığı Deneyi (Lunar Laser Ranging experiment) ile biliyoruz. Apollo 11 serüveni ile başlayan bu deney en son Apollo 15 programı ile tamamlanmıştır. Ay yüzeyine yerleştirilen bir yansıtıcıya dünyadan gönderilen bir lazer ışının geri yansıma süresi hesaplanıyor. Daha sonra hepimizin bildiği uzaklık hesaplama formülü (Uzaklık= Hız x Zaman ) kullanılıyor. Lakin burada lazerin gidiş ve gelişinden kaynaklı olarak sonuç 2’ye bölünüyor. Yani asıl formül şöyle oluyor:

Uzaklık = 

Bu sonuç bize ayın uzaklığını ortalama 385,000.6 km[5] olarak verir.

Fotoğraf 1 Yansıtıcının bir kısmı (Kaynak: NASA/D. Scott)

Ay’ın geçmişte dünyamıza daha yakın olması, Theia ile çarpışmasından sonra şekli bozulan gezegenimizin düzelmesini hızlandırdı. Ekvator kısımlarındaki genişleme bu karşılıklı kütle çekimsel etki neticesindedir. Günümüzde de olan gel-git hareketleri o dönemlerde çok daha fazla idi.

Teorimize geri dönecek olursak, bu teori, Ay’ın neden çoğunlukla kaya haline geldiğini ve kayacın aşırı derecede ısıtıldığını açıklayabilir. O dönemki yüzey sıcaklığından dolayı su gibi uçucu bileşikler buharlaştı.

Theia ve Dünya’nın bileşiminden oluşan Ay, Dünyamızdan daha hafif ve yoğun bir yapıdadır. Dünyanın çekirdeği gibi katı demirden oluşan bir çekirdeği olmasına karşın boyutu dünyanınkine kıyasla oldukça küçüktür.

Ay’ın doğumundan sonra yüzey oldukça sıcaktı lakin geçen zamanla birlikte yüzey soğudu ve sertleşti. Sert olmasının önemli bir özelliği vardır. Güneş sisteminin ilk dönemlerindeki kaotik ortamda yoğun bir bombardımana maruz kalmıştır ve bunların izlerini taşımaktadır. Yaklaşık 4 milyar yıl önce Jüpiter ve Satürn’ün yörüngelerinden bir kaymadan dolayı göktaşları direkt olarak güneş sisteminin içine gelmeye başladı. Normalde Jüpiter ve Satürn devasa büyüklükleriyle iç gezegenleri dıştan gelen tehditlere karşı koruyan bir kalkan gibidir. İç kısma doğru olan bu bombardımanda kütle çekim kuvveti önemli bir etki yaratıyordu. Dünya’nın kütlesi daha büyük olduğu için büyük çoğunluğunu üzerine çekiyordu. İşte bu noktada az önce dediğimiz Ay’ın bize yakın olması bir avantaj sağladı. Dünya’ya gelip çarpacak olan cisimler öncelikle Ay’a çarpıyordu. Bu çarpışmalar neticesinde Ay’ın yüzeyinin %80’i harap olmuştur. Ay’ın yüzeyinde Galileo’nun gördüğü dev kraterler o dönemden kalmadır.

Şekil 7 LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) tarafından alınan Ay’ın yükseklik haritası. (NASA/Goddard Space Flight Center/DLR/ASU)

Apollo astronotları tüm çarpmaların ikinci bir etkisiyle karşılaştı; yaygın volkanizmanın potasında oluşan kayaçlar. Dünyada, volkanik patlamalar genellikle su ile güçlendirilir, muazzam tektonik plakaların hareketlerinden gelen sürtünme ile ısıtılıp basınç altına alınır. Ay’da ise böyle bir durum yoktur. Bunun yerine, Ay volkanları sıcak olan iç bölümden malzeme salacak ve yüzeyini eritecek kadar güçlü etkilere bağlıdır.

Ay’ın düşük yerçekimindeki volkanik patlamalar yüzey üzerinde devasa yükseltiler oluştururdu. Erimiş kayalar, çıkış noktalarından çok uzakta ince yumuşak tabakalar halinde dışarı aktı. Bu da Ay yüzeyinin 1/6’sını oluşturan karanlık düzlükleri oluşturdu.

Bu volkanik patlamalar Ay’ın karanlık ve aydınlık görüntülerin de sebebidir. Ay’a bakan herkes oradaki dağları ve vadileri görür. Aydınlık kısımlar Latincede terra olarak geçen engebeli kara parçalarına verilen addır. Bunlar oluşan çarpmalar sonucunda meydana gelen kabuktur. Karanlık kısımlar ise maria olarak adlandırılır ve deniz anlamına gelir. Aslında eski lav yataklarıdır.

Toparlayacak olursak gelen göktaşları yüzeyi harap edip lavların akmasına neden olmuş, akan lavlar ise belli bir yere yayılıp durmuş ve sertleşmiştir. Bu yerler şu an siyah gözükmektedir. Lav akmayan yerde sadece yüzey şekilleri bozulmuştur. Buraları da aydınlık gözükmektedir.

 

Şekil 8 Ay yüzeyindeki bazı krater ve denizlerin isimleri (Kaynak: Wikipedia)

Apollo İle Elde Edilen Kanıtlar

Ay’dan getirilen kayalardan(toplam 380 kg[6]) elde edilen oksijen izotoplarının Dünya’daki ile neredeyse eşit olan benzerlikleri.

Ay kabuğunun anortozit[7] bileşimden ve KREEP[8] açısından zengin örneklerden oluşması Ay’ın büyük bir bölümünün eridiğini gösterir. Yukarıda da bahsettiğimiz bu erimeyi sağlayacak olan enerji ancak Dev Çarpışma Teorisi ile sağlanır.

Yukarıda da bahsedilen, Ay’ın göreli olarak küçük ve dünyanın çekirdeğine benzer bir çekirdeğe sahip olması yine Apollo ile kanıtlanmıştır[9].

Dipnotlar
  • [1] Bu makaleyi okumak için: http://www.lpi.usra.edu/meetings/lsc1976/pdf/1041.pdf
  • [2] Bu makaleyi okumak için: http://adsabs.harvard.edu/abs/1986LPICo.592…11M
  • [3] Yunan mitolojisine meraklı okurlarımız için: Uranus ve Gaia (Toprak Ana-Dünya)’nın birleşmeleri sonucu oluşan 12 titandan biri olan Theia, erkek kardeşi olan Hyperion ile beraber olmuş ve Helios (Güneş), Selene (Ay) ve Eos (Gün Doğumu) adlı çocukları olmuştur. Yani mitolojik açıdan baktığımızda Theia gezegeni uydumuz olan Ay’ın annesidir. Komik olan nokta şudur ki Theia aynı zamanda Güneş’imizin de annesi olur.
  • [4] Çarpışmanın enerjisi: dinozorları yeryüzünden silen Chicxulub göktaşının çarpmasından 100 milyon kat daha büyüktür.
  • [5] Lunar laser ranging: the millimeter challenge, TW Murphy, Rep. Prog. Phys. 76 (2013) 076901
  • [6] https://history.nasa.gov/SP-4029/Apollo_18-30_Extravehicular_Activity.htm
  • [7] Hemen hemen tümüyle plajiyoklazlardan oluşan plütonik kayaç.
  • [8] Potasyum (K), nadir topraklar (REE, Rare Earth Elements) ve fosfor (P) bakımından zengin bazalt kayayı belirten kısaltma. Apollo uçuşları esnasında Ay yüzeyinde bulunmuştur.
  • [9] https://www.nasa.gov/topics/moonmars/features/lunar_core.html

KAYNAKÇA

Galileo’s Lunar Observations and the Dating of the Composition of Sidereus Nuncius, Whitaker, Ewan A.,Journal for the History of Astronomy, Vol. 9, p.155

http://www.mccunecollection.org/Thomas%20Jefferson%20Jackson%20See.html

https://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question38.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Giant-impact_hypothesis

https://phys.org/news/2012-10-massive-planetary-collision-zapped-key.html

Herwartz, D.; Pack, A.; Friedrichs, B.; Bischoff, A. (2014). “Identification of the giant impactor Theia in lunar rocks”. Science344 (6188): 1146–1150.

http://science.sciencemag.org/content/344/6188/1146

https://arxiv.org/abs/1410.3819

Weber, R. C.; Lin, P.-Y.; Garnero, E. J.; Williams, Q.; Lognonne, P. (2011-01-21). “Seismic Detection of the Lunar Core”

http://www.lpi.usra.edu/meetings/lsc1976/toc.shtml

Press Abstracts from the Seventeenth Lunar and Planetary Science Conference, Abstract Book, held March 17-21, 1986, in Houston, TX. LPI Contribution 592, published by the Lunar and Planetary Institute, 3303 Nasa Road 1, Houston, TX 77058, 1986, p.11

Hakkında Ümit Sözbilir

Sorgulamayı seven bir bilim aşığı, yüksek enerji fizikçisi, astronomi sevdalısı, çevre fizikçisi, piyanist, kitap kurdu, bilmeden konuşmayan. https://cern.ch/usozbili

İlgili Gönderi

Ahırdaki Sırık Paradoksu ve Özel Görelilik

Özet: Tam ahırın boyu kadar olan bir sırık taşıyan sırıkla atlamacı, ışık hızına yakın bir hızla …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

 

ChatClick here to chat!+
zzsdc