Düzeneğin ayrıntıları: Ay’ın ince bir atmosferi var ve bunu meteorlara borçlu

Ay, yüzyıllardır insanlığın ilgisini çeken gök cisimlerinden biri oldu ve olmaya da devam ediyor. Lakin, Ay’ın yüzeyindeki izlerin arkasında gizli kalan öteki bir öykü daha var: Ay’ın son derece ince olan atmosferi. Pekala, bu ince atmosferin ardındaki 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, kimileri yüzeye geri düşüyor ve kalanlar Ay’ın ince atmosferini oluşturuyor. Bu ince atmosfer, meteor çarpmaları devam ettikçe daima olarak yenileniyor. Araştırmacılar, uzun vadede mikrometeorit çarpma buharlaşmasının, Ay’ın atmosferindeki atomların birincil kaynağı olduğunu tabir ediyorlar. Ay’ın bu ince atmosferine ise ekzosfer ismi 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 hedefiyle gönderilmişti. LADEE, meteor yağmurları sırasında atmosferde daha fazla atom gözlemledi ve bu durum, çarpışmaların atmosferin oluşumunda rol oynadığını düşündürdü. Lakin, bu müşahedeler düzeneğin tam olarak nasıl işlediğini açıklayamamıştı.

Artık ise MIT ve Chicago Üniversitesi’nden bir araştırma grubu, Ay toprağındaki elementlerin izotoplarını tahlil ederek bu mekanizmayı açığa çıkardı. Potasyum ve rubidyum elementleri üzerine ağırlaşan araştırmacılar, bu elementlerin mikrometeorit çarpmalarının tesirlerine en hassas olanlar olduğunu belirledi. Bu elementler, çarpma buharlaşması ve iyon püskürtmesi olarak bilinen iki süreçten etkileniyordu.

Çarpma buharlaşması, yüksek süratte çarpışan parçacıkların büyük ölçüde ısı üreterek atomları buharlaştırıp onları atmosfere göndermesi olarak tanımlanabilir. İyon püskürtmesi ise yüksek güçlü çarpışmaların atomları buharlaşmadan özgür bırakması manasına geliyor. İyon püskürtmesiyle hür kalan atomlar, çarpma buharlaşmasıyla hür kalanlardan daha fazla güce sahip oluyor ve çoklukla daha süratli hareket ediyor. Araştırmacılara nazaran bu süreçlerin her ikisi de meteor çarpmalarının akabinde Ay’ın atmosferini oluşturabilir ve sürdürebilir.

Ancak, araştırmacılar, atmosferdeki atomların birçoklarının neden çarpma buharlaşmasından geldiğini merak etti.

Atmosferden kaçış

NASA tarafından sağlanan Ay toprağı örnekleri üzerinde yapılan hesaplamalar, hangi çarpışma sürecinin farklı izotopları atmosferde tutma mümkünlüğünün daha yüksek olduğunu belirlemek için kullanıldı. Araştırmalar, iyon püskürtmesiyle atmosfere transfer edilen atomların, yüksek güçleri nedeniyle sık sık Ay’ın zayıf yerçekiminden kaçarak uzaya gerçek ilerlediğini ortaya koydu.

Çarpma buharlaşması sonucu atmosfere giren atomların kaçış suratına ulaşma mümkünlüğü, bu atomların sıcaklığına bağlı. Çarpma buharlaşmasının daha düşük güç düzeyleri, atomların daha düşük sıcaklıklara sahip olmasına ve kaçma olasılıklarının azalmasına neden oluyor. Bu nedenle, Ay atmosferinin uzun vadede en kıymetli kaynağı çarpma buharlaşması olarak görülüyor. Ve bu sürecin atmosferdeki potasyum atomlarının yüzde 65’inden fazlasını sağladığı belirtiliyor.

Öte yandan atomların Ay atmosferinden kaçmasının öteki yolları da var. Ekzosferde kalma eğiliminde olanlar çoğunlukla daha hafif iyonlar olduğundan ağır olanlar çoklukla yüzeye düşüyor. Başkaları ise Güneş rüzgarından gelen elektromanyetik radyasyonla fotoiyonize olarak uzaya saçılıyor.

Ay toprağından öğrendiklerimiz, başka 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. Beşerli Ay misyonlarında yeni bir periyoda yaklaşırken görünüşe nazaran Ay’ın atmosferi hakkında bizlere söyleyecek daha çok şeyi var.