Bilim adamları onlarca yıldır, güneş sistemimizin asteroit kuşağındaki en büyük nesnelerden biri olan Vesta’nın sadece bir asteroit olmadığına ve sonunda daha çok kabuk, manto ve çekirdek olan bir gezegen gibi olduğuna inanıyorlardı. Şimdi, Michigan Eyalet Üniversitesi bu fikri kafasına çeviren araştırmalara katkıda bulundu.
NASA Jet Propulsion Laboration veya JPL tarafından yönetilen bir ekip, yayınlanan bir makale yazdı Doğa AstronomiVesta’nın bir çekirdeği olmadığını ortaya koyuyor. Bu bulgular, o noktaya kadar Vesta’nın tam bir gezegene asla büyümeyen bir protoplanet olduğunu varsayan araştırmacıları şaşırttı.
“Çekirdek eksikliği çok şaşırtıcıydı,” dedi MSU Dünya ve Çevre Bilimleri Yardımcısı Profesör Seth Jacobson, makalede ortak yazar. “Vesta hakkında gerçekten farklı bir düşünme yolu.”
Vesta’nın gerçek kimliği nedir? Araştırma ekibinin daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyan iki hipotezi var.
İlk olasılık Vesta’nın eksik farklılaşmadan geçmesidir, yani asteroite bir çekirdek, manto ve kabuk gibi farklı katmanlar vermek için gereken erime sürecini başlattı, ancak hiç bitmedi. İkincisi, Jacobson’un yıllar önce bir astronomi konferansında yüzdüğü bir teori – Vesta, güneş sistemimizde büyüyen bir gezegenden kırık bir yığın.
Konferansta Jacobson, diğer araştırmacıların bazı göktaşlarının gezegen oluşumu döneminde gerçekleşen çarpışmalardan enkaz olma olasılığını düşünmelerini istedi. Vesta’yı önerisine dahil etti, ancak bunu gerçek bir olasılık olarak görmemişti.
Jacobson, “Bu fikir, biraz aptalca bir öneriden, NASA Dawn misyon verilerinin bu yeniden analizinden dolayı ciddiye aldığımız bir hipoteze geçti.” Dedi.
Bir asteroitten daha fazlası
Asteroitlerin çoğu antik kozmik sedimanter çakıldan yapılmıştır. Buna karşılık, Vesta’nın yüzeyi bazalttan yapılmış volkanik kayalarla kaplıdır. Bu kayalar, bilim adamlarına Vesta’nın, metalin merkeze battığı ve bir çekirdek oluşturduğu gezegensel farklılaşma adı verilen bir eritme sürecinden geçtiğini belirtti.
NASA, asteroit kuşağındaki en büyük iki nesne olan Vesta ve Ceres’i incelemek için 2007 yılında Dawn uzay aracını başlattı. Amaç, gezegenlerin nasıl oluştuğunu daha iyi anlamaktı.
Dawn, 2011’den 2012’ye aylarca Vesta’nın yörüngesini, yerçekimi alanını ölçerek ve yüzeyinin ayrıntılı bir haritasını oluşturmak için yer işaretlerinin fotoğraflarını çekerek geçirdi. Ceres’te aynı görevleri gerçekleştirdikten sonra, görev 2018’de bitti ve bilim adamları verilerden bulgular yayınladılar.
Jacobson, araştırmacıların verileri ne kadar çok kullanırsa, işlenmede o kadar iyi olduklarını söyledi. Vesta’nın makyajının daha doğru bir resmini çizecek daha hassas ölçümler almanın yollarını buldular. Bu yüzden JPL kıdemli araştırma bilimcisi ve baş mühendisi olan Ryan Park, Vesta’nın ölçümlerini yeniden işlemeye karar verdi.
Park, “Yıllarca, Dawn’ın Vesta gözlemlerinden çelişen yerçekimi verilerini bulmacalar yarattı.” Dedi. “Kalibrasyon ve işleme tekniklerimizi yaklaşık on yıl sonra geliştirdikten sonra, Dawn’ın derin uzay ağı radyometrik verileri ile yerleşik görüntüleme verileri arasında dikkate değer bir hizalama sağladık.
“Verilerin Vesta’nın derin iç kısmını açığa çıkarma gücünü doğrulamaktan heyecan duyduk. Bulgularımız, Vesta’nın tarihinin daha önce inanılandan çok daha karmaşık olduğunu, kesintiye uğramış gezegensel farklılaşma ve geç aşama çarpışmaları gibi benzersiz süreçlerle şekillendirildiğini gösteriyor.”
Gezegensel bilim adamları, atalet anı olarak adlandırılan şeyi ölçerek göksel bir bedenin çekirdeğinin büyüklüğünü tahmin edebilirler. Bu fizik kavramı, bir nesnenin bir eksen etrafındaki dönüşünü değiştirmenin ne kadar zor olduğunu açıklar. Jacobson bu konsepti buz üzerinde dönen bir patenci ile karşılaştırdı. Kollarını daha hızlı döndürmek ve yavaşlamak için dışa doğru hareket ettirerek hızlarını değiştirirler. Atalet momentleri kollarının değişen konumu ile değiştirilir.
Yoğun bir çekirdek olan gök cisimleri, çekirdek olmayan birinden farklı hareket eder. Bu bilgi ile donanmış araştırma ekibi, Vesta’nın rotasyon ve yerçekimi alanını ölçtü. Sonuçlar, Vesta’nın çekirdeğe sahip bir nesne gibi davranmadığını ve nasıl oluştuğuna dair daha önce zorlayıcı bir nesne gibi davranmadığını gösterdi.
Gökbilimciler ayrıca, erken gezegenlerin nasıl büyüdüğü ve dünyanın bebeklik döneminde nasıl görünebileceği konusunda ipuçları için Vesta’yı incelediler.
İki hipotez
Her iki hipotez de ya dışlayacak kadar araştırılmamıştır, ancak her ikisinin de açıklamak için daha fazla araştırma gerektiren sorunları vardır. Eksik farklılaşma mümkün olsa da, araştırmacıların zamanla topladığı göktaşları ile uyuşmaz.
Jacobson, “Bu göktaşlarının Vesta’dan geldiğinden gerçekten eminiz.” Dedi. “Ve bunlar eksik farklılaşmanın bariz kanıtlarını göstermiyor.”
Alternatif açıklama, karasal gezegenler oluştukça büyük çarpışmaların meydana geldiği, çoğunlukla gezegenleri büyüttüğü ve aynı zamanda etki enkazları ürettiği fikrine dayanmaktadır. Bu çarpışmalardan çıkarılan malzemeler, erimeden kaynaklanan kayaları içerecek ve Vesta gibi bir çekirdeği olmayacaktı.
Jacobson’un laboratuvarı, gezegen oluşumu döneminde dev etkilerin sonuçlarını zaten araştırıyordu. Asteroit kuşağındaki bazı asteroitlerin büyüyen gezegenlerden çıkarılan parçalar olduğu fikrinde lisansüstü öğrencilerinden biri olan Emily Elizondo ile çalışıyor.
Bu fikir hala kanıtlanmış olmaktan uzak. Vesta’nın şekillendirici bir gezegenin eski bir kısmı olduğunu kanıtlamak için daha fazla model oluşturulması ve ince ayarlanması gerekir. Bilim adamları, her iki hipoteze de daha derin dalmak için vesta meteoritleri nasıl incelediklerini ayarlayabilirler. Dawn misyonu verilerine yeni yaklaşımlarla daha fazla çalışma yapabilirler.
Jacobson, bu makalenin yeni bir çalışma yönünün sadece başlangıcı olduğunu söyledi. Bilim adamlarının farklılaşmış dünyalara nasıl baktıklarını sonsuza dek değiştirebilir.
Jacobson, “Artık Vesta Meteorite koleksiyonu, onu bir gezegen olarak yapamayan bir organ örneği değil.” Dedi. “Bunlar, tam olarak tamamlanmadan önce eski bir gezegenin parçaları olabilir. Henüz hangi gezegenin olduğunu bilmiyoruz.”
