Laboratuar çalışması, NASA’nın Dawn’ı tarafından dev asteroit Vesta’da görülen oyukları araştırıyor

Güneş sistemimizdeki pek çok gök cisminin kraterlerle dolu yüzeyleri, meteoroidler ve diğer uzay enkazlarının 4,6 milyar yıllık darbesine dair açık kanıt sağlıyor. Ancak NASA’nın Dawn misyonunun keşfettiği dev asteroit Vesta da dahil olmak üzere bazı dünyalarda yüzeyler aynı zamanda kökenleri tam olarak anlaşılamayan derin kanallar veya oluklar da içeriyor.

Temel bir hipotez, bunların meteor çarpmaları gibi jeofiziksel süreçler ve güneşe maruz kalma nedeniyle oluşan sıcaklık değişiklikleri nedeniyle oluşan kuru enkaz akışlarından oluştuğunu öne sürüyor. Yakın zamanda bir NASA çalışmakAncak Vesta üzerindeki etkilerin daha az belirgin bir jeolojik süreci tetiklemiş olabileceğine dair bazı kanıtlar sunuyor: ani ve kısa su akışları oluklar açmış ve tortu yelpazeleri biriktirmişti.

Vesta’daki koşulları taklit etmek için laboratuvar ekipmanı kullanılarak yapılan çalışma, Gezegensel Bilim Dergisisıvının neyden yapılabileceği ve donmadan önce ne kadar süre akacağı ilk kez ayrıntılı olarak açıklandı.

Vesta’da donmuş tuzlu su birikintilerinin varlığı doğrulanmamış olsa da, bilim insanları daha önce varsayılmış meteor çarpmalarının Vesta gibi dünyaların yüzeyinin altında bulunan buzları açığa çıkarıp eritebileceğini söyledi. Bu senaryoda, bu süreçten kaynaklanan akışlar, Dünya’dakilere benzeyen oluklara ve diğer yüzey özelliklerine sahip olabilir.

Peki havasız dünyalar (atmosferi olmayan ve uzayın yoğun vakumuna maruz kalan gök cisimleri) yüzeyde sıvıların akmasına yetecek kadar uzun süre nasıl barındırabilir? Böyle bir süreç, sıvıların boşlukta hızla kararsızlaştığı ve basınç düştüğünde gaza dönüştüğü anlayışına aykırı olacaktır.

Deneylerin yapıldığı Güney Kaliforniya’daki NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan proje lideri ve gezegen bilimci Jennifer Scully, “Çarpışmalar yalnızca yüzeyde bir sıvı akışını tetiklemekle kalmıyor, aynı zamanda sıvılar belirli yüzey özellikleri yaratacak kadar aktif kalıyor” dedi. “Ama ne kadar süreyle? Sıvıların çoğu, uzay boşluğunun boyun eğmediği bu havasız cisimlerde hızla kararsız hale gelir.”

Kritik bileşenin sodyum klorür yani sofra tuzu olduğu ortaya çıktı. Deneyler, Vesta’daki gibi koşullarda saf suyun neredeyse anında donduğunu, tuzlu sıvıların ise en az bir saat boyunca sıvı kaldığını buldu. San Antonio’daki Güneybatı Araştırma Enstitüsü’nden baş yazar Michael J. Poston, “Bu, Vesta’da belirlenen ve yarım saate kadar süreceği tahmin edilen akışla ilişkili özellikleri oluşturmaya yetecek kadar uzun” dedi.

2007 yılında fırlatılan Dawn uzay aracı, Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağına giderek Vesta’nın yörüngesinde 14 ay, Ceres’in yörüngesinde ise neredeyse dört yıl kaldı. 2018’de sona ermeden önce misyon, Ceres’in bir yeraltı tuzlu su rezervuarına ev sahipliği yaptığına ve hala tuzlu suları iç kısmından yüzeye aktarıyor olabileceğine dair kanıtları ortaya çıkardı. Bilim adamları, son araştırmaların Ceres’teki süreçlere dair bilgiler sunduğunu ancak buz ve tuzların bir çarpma sonucu ısıtıldığında tuzlu sıvı üretebildiği Vesta’ya odaklandığını söyledi.

Vesta’yı yeniden yaratmak

Bir gök taşı çarpmasından sonra meydana gelebilecek Vesta benzeri koşulları yeniden yaratmak için bilim insanları, JPL’deki Buzlu Ortamlar için Kirli Vakum Altı Simülasyon Test Yatağı veya DUSTIE adı verilen bir test odasına güvendiler. Sıvı numunelerini çevreleyen hava basıncını hızla azaltarak yüzeye gelen sıvının etrafındaki ortamı taklit ettiler. Vakum koşullarına maruz kalan saf su anında dondu. Ancak tuzlu sıvılar daha uzun süre ortalıkta asılı kaldı ve donmadan önce akmaya devam etti.

Deney yaptıkları tuzlu suların derinliği bir inçten (birkaç santimetrenin) biraz üzerindeydi; bilim adamları Vesta’daki metrelerce ila onlarca metre derinlikteki akışların yeniden donmasının daha da uzun süreceği sonucuna vardı.

Araştırmacılar ayrıca tuzlu su üzerinde oluştuğu düşünülen donmuş malzemenin “kapaklarını” yeniden yaratmayı başardılar. Temelde donmuş bir üst katman olan kapaklar, altlarındaki sıvıyı stabilize ederek sıvıyı uzay boşluğuna (veya bu durumda DUSTIE bölmesinin vakumuna) maruz kalmaktan korur ve tekrar donmadan önce sıvının daha uzun süre akmasına yardımcı olur.

Bu olay, Dünya’daki lavların, soğuk yüzey sıcaklıklarına maruz kaldığında lav tüplerinde daha uzağa akmasına benzer. Bu aynı zamanda Mars’taki potansiyel çamur volkanları ve Jüpiter’in uydusu Europa’daki volkanlardan buzlu malzeme püskürtmüş olabilecek volkanlar etrafında yürütülen modelleme araştırmalarıyla da örtüşüyor.

Scully, “Sonuçlarımız, sıvıların çeşitli dünyalarda ne kadar uzun süre dayandığını anlamak için laboratuvar deneylerini kullanan, giderek artan sayıda çalışmaya katkıda bulunuyor” dedi.