Ay en erken ne zaman oluşmuş olabilir?

Gökbilimciler ayın nereden geldiğini bildiklerinden oldukça eminler. Güneş sisteminin erken dönemlerinde, Theia adlı Mars büyüklüğünde bir nesne Dünya’ya çarptı. Bu felaket niteliğindeki çarpışma devasa bir malzeme kütlesini yörüngeye fırlattı ve bu kütle birleşerek aya doğru soğudu. Ancak bunun tam olarak ne zaman gerçekleştiğini belirlemek zor bir iştir.

55. yıllık Ay ve Gezegen Bilimi Konferansında (LPSC 2024) geçen ay The Woodlands, Texas’ta araştırmacılar yeni bir zaman çizelgesi önerdi Devasa etkiyi önceki tahminlerden daha erken, güneş sisteminin oluşumundan sadece 50 milyon yıl sonraya taşıyan olayların sayısı.

Devasa etki olayının tarihlendirilmesi zor çünkü mevcut kanıtlar çelişkili ve birbiriyle örtüşmeyen hikayeler anlatıyor.

Bir dizi kanıt gezegen yörüngelerinden elde edilmiştir. Çarpmanın en olası nedeni, Jüpiter’in yörüngesindeki bir dengesizliktir; bu durum, güneş sisteminin ilk 100 milyon yılı içinde Theia gibi nesnelerin Dünya’nın yoluna fırlamasına neden olabilir. Eğer bu yörüngesel dengesizlik daha sonra meydana gelseydi, iç gezegenlerin yolları bozulurdu ve Jüpiter’in Patroclus ve Menoetius ikili çifti (NASA’nın Lucy uzay aracının 2033’te ziyaret etmeyi planladığı) gibi truva atı asteroitleri bugün onları gördüğümüz yerde kalmazdı. .

Bu yörünge gözlemlerine dayanan en iyi tahmin, etkinin güneş sisteminin oluşumundan sonraki 37 ila 62 milyon yıl arasında olduğunu gösteriyor. Araştırmacılar, ayın çarpışmadan yaklaşık 10 milyon yıl sonra magma gölünden soğuyarak katı bir yüzeye dönüşeceğine inanıyor.

Ancak jeolojik kanıtlar farklı bir hikaye anlatıyor gibi görünüyor. Bilinen en eski ay kayaları çok daha sonra oluşmuş ve yaklaşık 208 milyon yılda magmadan kristalleşmiş gibi görünmektedir. Benzer şekilde Dünya’daki kayaların da yaklaşık 218 milyon yılda düzgün bir kabuk oluşturduğu görülüyor.

Hafniyum elementinin Tungsten’e bozunmasını ölçerek yapılan üçüncü bir tarihleme şeması, çarpışma tarihini yeniden erkene alıyor ve ayın çekirdeğinin yaklaşık 50 milyon yılda oluştuğunu öne sürüyor.

Ay’ın oluşumuna ilişkin herhangi bir açıklamanın tüm bu kanıt türlerini hesaba katması gerekir.

LPSC 55’te önerilen senaryo tam da bunu yapıyor. Yaklaşık 50 milyon yıllık bir erken çarpışmanın ardından 10 milyon yıllık bir soğuma döneminin geldiğini öne sürüyorlar. Ancak ay daha sonra bir yeniden ısınma döngüsünden geçti ve sonunda 200 milyon yıl sınırında yeniden soğudu.

Bu yeniden ısıtma süreci bu teorinin anahtarıdır ve eğer doğruysa buna gelgit kuvvetlerinden kaynaklanmış olabilir. Bu teoriye göre Ay’ın yörüngesi henüz Dünya çevresinde sabit değildi ve çarpmayı, Ay’ı sıkıştırıp esnetmeyi ve sıvılaştırmayı takip eden yıllarda eğimi ve dışmerkezliği arttı. Aynı gelgit süreçleri bugün diğer uydularda da meydana geliyor: örneğin Jüpiter’in etrafında, bunların Io’da volkanlar ve Europa’da sıvı okyanuslar oluşturduğunu görüyoruz.

İlk çarpmadan arta kalan malzemenin milyonlarca yıl boyunca aya çarpması nedeniyle soğuma süreci şiddetli ikincil çarpmalar nedeniyle de muhtemelen yavaşladı.

Ekip ayrıca, yaklaşık 50 milyon yıllık dev bir erken çarpışma iddiasını güçlendiren yeni bir kanıt daha ekledi. Ekip, Hafniyum-Tungsten bozunma yöntemine benzer şekilde, dünyevi Rubidyum kaynaklarının Stronsiyuma bozunmasını ölçtü ve erken tarihi destekleyen bağımsız bir tahmin verdi.