Ay, yüzyıllardır insanlığın ilgisini çeken gök cisimlerinden biri oldu ve olmaya da devam ediyor. Ancak, Ay’ın yüzeyindeki izlerin ardında saklı kalan başka bir hikâye daha var: Ay’ın son derece ince olan atmosferi. Peki, bu ince atmosferin arkasındaki sır ne? Bilim insanları, Ay’ın atmosferini sürdürmesinde en büyük rolü meteor çarpmalarının oynadığını düşünüyor.
Ay, 4.5 milyar yıllık tarihi boyunca uzaydan gelen meteorların bombardımanına maruz kaldı ve muhtemelen kalmaya da devam ediyor. MIT ve Chicago Üniversitesi’nden araştırmacılar, Apollo misyonları sırasında astronotlar tarafından toplanan Ay toprağı örneklerinin, bu meteor çarpmalarının Ay’ın atmosferine sürekli bir atom akışı sağladığını ortaya koyduğunu belirtiyor. Bu atomların bir kısmı uzaya kaçarken, bazıları yüzeye geri düşüyor ve kalanlar Ay’ın ince atmosferini oluşturuyor. Bu ince atmosfer, meteor çarpmaları devam ettikçe sürekli olarak yenileniyor. Araştırmacılar, uzun vadede mikrometeorit çarpma buharlaşmasının, Ay’ın atmosferindeki atomların birincil kaynağı olduğunu ifade ediyorlar. Ay’ın bu ince atmosferine ise ekzosfer adı veriliyor.
NASA’nın LADEE görevi
NASA’nın 2013 yılında Ay’a gönderdiği LADEE (Ay Atmosferi ve Toz Ortamı Kaşifi) aracı, Ay’ın atmosferinin kökenini anlamak amacıyla gönderilmişti. LADEE, meteor yağmurları sırasında atmosferde daha fazla atom gözlemledi ve bu durum, çarpışmaların atmosferin oluşumunda rol oynadığını düşündürdü. Ancak, bu gözlemler mekanizmanın tam olarak nasıl işlediğini açıklayamamıştı.
Şimdi ise MIT ve Chicago Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, Ay toprağındaki elementlerin izotoplarını analiz ederek bu mekanizmayı açığa çıkardı. Potasyum ve rubidyum elementleri üzerine yoğunlaşan araştırmacılar, bu elementlerin mikrometeorit çarpmalarının etkilerine en hassas olanlar olduğunu belirledi. Bu elementler, çarpma buharlaşması ve iyon püskürtmesi olarak bilinen iki süreçten etkileniyordu. Çarpma buharlaşması, yüksek hızda çarpışan parçacıkların büyük miktarda ısı üreterek atomları buharlaştırıp onları atmosfere göndermesi olarak tanımlanabilir. İyon püskürtmesi ise yüksek enerjili çarpışmaların atomları buharlaşmadan serbest bırakması anlamına geliyor. İyon püskürtmesiyle serbest kalan atomlar, çarpma buharlaşmasıyla serbest kalanlardan daha fazla enerjiye sahip oluyor ve genellikle daha hızlı hareket ediyor. Araştırmacılara göre bu süreçlerin her ikisi de meteor çarpmalarının ardından Ay’ın atmosferini oluşturabilir ve sürdürebilir.
Ancak, araştırmacılar, atmosferdeki atomların çoğunun neden çarpma buharlaşmasından geldiğini merak etti.
Atmosferden kaçış
NASA tarafından sağlanan Ay toprağı örnekleri üzerinde yapılan hesaplamalar, hangi çarpışma sürecinin farklı izotopları atmosferde tutma olasılığının daha yüksek olduğunu belirlemek için kullanıldı. Araştırmalar, iyon püskürtmesiyle atmosfere transfer edilen atomların, yüksek enerjileri nedeniyle sık sık Ay’ın zayıf yerçekiminden kaçarak uzaya doğru ilerlediğini ortaya koydu. Çarpma buharlaşması sonucu atmosfere giren atomların kaçış hızına ulaşma olasılığı, bu atomların sıcaklığına bağlı. Çarpma buharlaşmasının daha düşük enerji seviyeleri, atomların daha düşük sıcaklıklara sahip olmasına ve kaçma olasılıklarının azalmasına neden oluyor. Bu nedenle, Ay atmosferinin uzun vadede en önemli kaynağı çarpma buharlaşması olarak görülüyor. Ve bu sürecin atmosferdeki potasyum atomlarının yüzde 65’inden fazlasını sağladığı belirtiliyor.
Öte yandan atomların Ay atmosferinden kaçmasının başka yolları da var. Ekzosferde kalma eğiliminde olanlar çoğunlukla daha hafif iyonlar olduğundan ağır olanlar genellikle yüzeye düşüyor. Diğerleri ise Güneş rüzgarından gelen elektromanyetik radyasyonla fotoiyonize olarak uzaya saçılıyor.
Ay toprağından öğrendiklerimiz, diğer gök cisimlerinin incelenmesinde de yol gösterici olabilir. Örneğin, çarpma buharlaşmasının, Ay’dan daha ince bir atmosfere sahip olan Merkür’ün eksosferine de atomlar gönderdiği tespit edilmişti. Gelecekte Dünya’ya ulaşması beklenen Mars toprağı örnekleri de, meteor çarpmalarının Mars atmosferini nasıl etkilediği konusunda daha fazla bilgi sağlayabilir. İnsanlı Ay görevlerinde yeni bir döneme yaklaşırken görünüşe göre Ay’ın atmosferi hakkında bizlere söyleyecek daha çok şeyi var.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/ay-in-ince-bir-atmosferi-var-ve-bunu-meteorlara-borclu–180836
