Bilim insanları nihayet Ay’ın iç yapısını çözmeyi başardı. Ay’ın içi, iç çekirdeği demirle benzer yoğunlukta olan katı bir küreden oluşuyor. Bu buluş, Ay’ın iç çekirdeğinin katı mı yoksa sıvı mı olduğu konusundaki uzun süreli tartışmayı sonlandırmayı ve Ay’ın, dolayısıyla Güneş Sistemi’nin tarihi hakkında daha doğru bir anlayışa ulaşmayı amaçlıyor.
Fransa Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nden astronom Arthur Briaud liderliğindeki bir ekip, “Sonuçlarımız, iç çekirdeğin varlığını göstererek Ay’ın manyetik alanının evrimini sorguluyor ve Güneş Sistemi’nin ilk milyar yıl içinde Ay’a yapılan bombalamaların zaman çizelgesi hakkında önemli bilgiler sunuyor,” dedi.
Güneş Sistemi’ndeki cisimlerin iç yapısını en etkili şekilde incelemenin yolu sismik verilerdir. Depremler tarafından üretilen akustik dalgaların bir gezegen veya ay içindeki materyallerden nasıl geçtiği ve yansıdığı, bilim insanlarının nesnenin iç yapısının ayrıntılı bir haritasını oluşturmasına yardımcı olur.
Apollo misyonu tarafından toplanan ay sismik verilerine sahibiz, ancak bu verilerin çözünürlüğü iç çekirdeğin durumunu kesin olarak belirlemek için yeterli değil. Dış çekirdeğin sıvı olduğunu biliyoruz, ancak neyi kapsadığı hâlâ tartışılıyor. Katı bir iç çekirdek modeli ve tamamen sıvı bir çekirdek modeli, Apollo verileriyle eşit derecede iyi uyum sağlıyor.
Bu konuyu netleştirmek için Briaud ve ekibi, uzay misyonları ve ay lazer ölçüm deneylerinden veri topladı ve çeşitli ay özelliklerinin bir profilini oluşturdu. Bu özellikler arasında Ay’ın Dünya ile olan kütleçekimsel etkileşimi nedeniyle deformasyon derecesi, Dünya’dan uzaklığındaki değişiklik ve yoğunluğu yer alıyor.
Sonra, çeşitli çekirdek türleriyle modelleme yaparak hangi türün gözlemsel verilerle en iyi şekilde eşleştiğini belirlediler.
Bir dizi ilginç bulguya ulaştılar. İlk olarak, Ay’ın iç mantosunun derinlerinde aktif bir ters dönüş olduğunu gösteren modeller, bildiğimiz gerçeklerle en çok örtüşen modeller oldu. Bu, Ay’ın içindeki daha yoğun materyalin merkeze doğru düştüğü ve daha az yoğun materyalin yukarı doğru çıktığı anlamına gelir. Bu etkinlik, Ay’ın volkanik bölgelerinde belirli elementlerin varlığını açıklamak için uzun süredir önerilen bir yöntemdir. Ekiplerinin araştırması, bu öneriyi destekleyen bir başka kanıt noktası ekliyor.
Ayrıca Ay çekirdeğinin Dünya’nın çekirdeğine çok benzediğini buldular – dışta sıvı bir katman ve içte katı bir çekirdek. Modellerine göre, dış çekirdek yaklaşık 362 kilometre (225 mil) yarıçapa, iç çekirdek ise yaklaşık 258 kilometre (160 mil) yarıçapa sahip. Bu, Ay’ın toplam yarıçapının yaklaşık yüzde 15’ine denk geliyor. İç çekirdek de yaklaşık 7.822 kilogram/metreküp yoğunluğa sahip, bu da demirin yoğunluğuna oldukça yakın.
İlginç bir şekilde, NASA Marshall planetaryum bilimcisi Renee Weber tarafından 2011 yılında yönetilen bir ekip, Apollo verilerini kullanarak ay çekirdeğini incelemek için o zamanın en gelişmiş sismolojik tekniklerini kullanarak benzer bir sonuca ulaştı. Onlar, yaklaşık 240 kilometre yarıçapında ve yaklaşık 8.000 kilogram/metreküp yoğunluğunda katı bir iç çekirdek buldular.
Briaud ve ekibi, bulgularının önceki bulguların bir teyidi olduğunu ve Dünya benzeri bir ay çekirdeği için oldukça güçlü bir kanıt oluşturduğunu belirtiyor. Bu durum, Ay’ın evrimi için bazı ilginç sonuçlar doğuruyor. Ay’ın oluşumundan kısa bir süre sonra güçlü bir manyetik alanı olduğunu ve bu alanın yaklaşık 3.2 milyar yıl önce azalmaya başladığını biliyoruz. Böyle bir manyetik alan, çekirdekteki hareket ve konveksiyon (ısının taşınması) ile üretilir, dolayısıyla ay çekirdeğinin yapısı, manyetik alanın nasıl ve neden ortadan kaybolduğunu anlamak için son derece önemlidir.
İnsanlığın Ay’a kısa süre içinde geri dönme umudu göz önüne alındığında, bu bulguların sismik doğrulaması için uzun süre beklememiz gerekmeyebilir.
Araştırma, Nature dergisinde yayımlandı.