Simülasyonlar, dev çarpışmanın beş saat içinde bozulmamış bir ay oluşturabileceğini öne sürüyor

Arizona Üniversitesi’ndeki bilim adamlarıyla işbirliği içinde yürütülen New Southwest Araştırma Enstitüsü (SwRI) modellemesi, Dünya-ay sistemini yaratan devasa çarpışma sonucu ayın nasıl oluşmuş olabileceğine dair temel farklılıkları gösteriyor. Yeni sonuçlar, çarpışan iki gezegenin maddi gücünü hesaba katan son teknoloji ürünü hesaplama tekniklerini kullandı. Bu etki simülasyonları, araştırmacıların ay oluşumunu anlama biçimini değiştirebilir ve olayın zamanlamasını kısıtlamaya yardımcı olabilir. Araştırma şu adreste yayınlandı: Astrofizik Günlük Mektupları.

Eskiden SwRI’de NASA Doktora Sonrası Programı üyesi olan ve şu anda SwRI’nin Güneş Sistemi Bilimi ve Keşif Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Adeene Denton, “Mars büyüklüğündeki proto-ay’ın önceden var olan jeolojisinin önemli olduğunu keşfettik” dedi. “Dünyayı ve Ay’ı jeolojik özelliklere sahip çarpışan cisimler olarak simüle ettiğinizde, bu çarpışma sonucunda Ay’ın nasıl oluştuğunu değiştiriyor; bu daha önce gereksiz olduğunu düşündüğümüz bir şeydi.”

Dev çarpışma senaryosuna ilişkin daha önceki çalışmalar, SwRI’nin Boulder, Colorado’daki Güneş Sistemi Bilimi ve Keşif Bölümü başkan yardımcısı Dr. Robin Canup ve Arizona Üniversitesi’nden profesör ve mevcut çalışmanın ortak yazarı Dr. Erik Asphaug tarafından hazırlanan 2001 tarihli temel makaleyi içeriyordu.

Bu araştırma, Mars büyüklüğünde bir nesne olan Theia’nın Dünya-ay sistemini oluşturmak için Dünya’ya çarpmış olabileceğini buldu, ancak bu simülasyonlar ve ardından gelen dev çarpışma modellemesi, bu tür yüksek enerjili olaylar için önemsiz olduğu düşünülen maddi gücü göz ardı etti.

Denton ve ekibi, ilk kez sıcaklığa bağlı jeolojik kuvveti birleştiren modern hesaplama yöntemlerini kullanarak bu hipotezi yeniden ele aldılar.

Isı sonucu değiştirir

Denton, “Modeller, asteroitler gibi daha küçük cisimler arasındaki çarpışmaları incelerken veya Plüton-Charon sisteminin oluşumu hakkındaki önceki makalem için gerçekten önemli olan, maddi gücü içerecek şekilde gelişti” dedi. “Bunun Ay için önemli olup olmadığından emin değildik. Simülasyonları yaptığımızda bunun aslında oldukça önemli olduğunu gördük.”

Daha sıcak cisimler soğuk olanlardan daha zayıftır ve ekip, ay oluşumunun çarpışan cisimlerin sıcaklıklarına duyarlı olduğunu buldu. Bazı senaryolar çarpışmadan birkaç saat sonra tamamen bozulmamış bir Ay oluştururken, diğerleri Dünya çevresinde zaman içinde Ay’ı oluşturacak bir protolunar disk oluşturur.

Öngezegenler genellikle yaşlandıkça sıcak ve soğumaya başladıkları için, bu dev çarpışmanın zamanlaması ile ayın başlangıç ​​durumu ve birleşiminin doğası arasında yeni ve önemli bir bağlantı kuruyor.

Denton, “Dünya ve Theia’nın çarpışmadan önce ne kadar sıcak olduğuna bağlı olarak, çarpışma Theia’yı yok edebilir ve sonunda Ay’ı oluşturacak bu devasa enkaz diskini üretebilir” dedi. “Fakat orijinal darbe modellemeyle aynı parametreleri (her iki cismin içindeki eşit sıcaklık yapılarına kadar) kullandığımda, yaklaşık beş saat içinde bozulmamış bir ay ortaya çıktı.”

Ayın zamanlamasına dair bir ipucu

Bozulmamış ay sonuçları önceki simülasyonlarda görülse de, bu çalışma, ayın bozulmadan oluşmasında veya bir protolunar disk içinde işlenen malzemeden bir araya getirilmesinde maddi kuvvet ve sıcaklığın merkezi bir rol oynadığını gösteren ilk çalışmadır.

Çalışmaya dahil olmayan Canup, “Bu şaşırtıcı ve heyecan verici yeni sonuçlar, ayın uçucu içeriği de dahil olmak üzere bugünkü fiziksel özellikleri ile Dünya’nın ve Theia’nın dev çarpışma sırasındaki termal durumu arasında potansiyel bir bağlantı olduğunu ima ediyor” dedi. “Bu da bilim adamlarının ayı oluşturan olayın ne zaman meydana geldiğini daha iyi kısıtlamasına yardımcı olabilir.”

Önceki modellerde olduğu gibi, Dünya ve Ay’ın yakın bileşimsel yapısını açıklamak açık bir bilimsel soru olmaya devam ediyor. Olası bir açıklama, Theia ve proto-Dünya’nın proto-gezegen diskinin ortak bir bölgesinden oluşması, bileşimsel olarak Dünya ve Ay’dan farklı olan Mars’ın ise daha uzakta oluşmasıdır.

Denton, “Dünya ve Mars, güneş sisteminin aynı bölgesinde oluştuklarından kardeş gibidirler” dedi. “Ay ve Dünya daha çok çift yumurta ikizlerine benziyor.”

Çalışmada Bern Üniversitesi ve Arizona Üniversitesi’nde geliştirilen dev darbe simülasyon yöntemleri kullanıldı.