Güneş sistemimizde hem buz hem de ateş dünyaları var. Volkanlarla bezenip lav akıntılarıyla çatlayan Jüpiter’in uydusu Io ise ateş dünyasının en iyi örneği.
Bu ateş küresindeki işleyişler birçok kuramla açıklanmaya çalışılıyor. Şimdiyse The Planetary Science Journal bülteninde yayımlanan ve Amerikan 2022 Jeofizik Birliğinin Sonbahar Toplantısında sunulan yeni araştırma, bilgisayarda yapılan canlandırmalarla bu volkanik dünyanın içerisinde neler dönüyor olabileceğine dair fikir veriyor. Bulgular, uydunun yüzeyinin altında kavurucu bir magma okyanusu bulunduğunu gösteriyor.
Magma okyanuslarının Güneş sisteminin ilk zamanlarındaki kayalık gezegen ve uyduların ortak bir özelliği olduğu; fakat cisimler zamanla soğuduğu için artık neredeyse hiç var olmadıkları düşünülüyor. Io’nun kavurucu denizi, bu konuda geriye kalan tek örnek olabilir ve bilim insanlarına böyle bir örneği yakından gözlemleme fırsatı sunabilir.
California Teknoloji Enstitüsünde çalışan ve makalenin baş yazarı olan gezegen bilimci Yoşinori Miyazaki, “Magma okyanusunun olup olmaması, aslınad Io’nun işleyiş şeklini değiştiriyor ve Io’ya dönük çeşitli gözlemlerin yorumunu büyük ölçüde etkiliyor” diyor.
Dünya’da volkanlar, gezegenimizin değişen tektonik levhalarıyla oluşuyor. Io’nun volkanları ise kütleçekimsel ısınma şeklinde adlandırılan çok farklı bir işleyişle ortaya çıkıyor. Kütleçekimsel ısınmada büyük bir cisim (bu vakada ise Jüpiter), çekim kuvveti yoluyla yakınındaki başka bir cismi sıkıştırıp genişletiyor ve onu sürtünmeyle ısıtıyor. Bir nevi elinize kil alıp, ellerinize birbirine sürttükçe kilin esnemesi ve ısınmasına benziyor. Bu yerbilimsel olgu sayesinde Io, barındırdığı pek çok volkanı besleyecek kadar ısıya sahip.
Araştırma takımıyla ilgisi bulunmayan ve NASA Jet İtiş Laboratuvarında gezegen bilimci olarak çalışan James Tuttle Keane, “Io’da kütleçekim ısınması kontrolden çıkmış ve güneş sistemimizde volkanik olarak en aktif dünyalardan birini meydana getirmiş durumda” diyor. “Aynı anda 100’ü aşkın faal volkan mevcut. Kütleçekimsel ısınma Io’da çok yüksek olduğundan, bu süreci anlama konusunda uyduyu en iyi doğal laboratuvar haline getiriyor.”
Io’nun altında ne olduğuyla ilgili uzun zamandır süregelen bir tartışma var. Bu cehennemvari uydunun yüzeyini görmemiş olsak da bilim insanları, Io’nun kütleçekim kaynaklı şiddetli ısınması yüzünden kayaç kabuğun altında azgın bir magma okyanusu olabileceğini düşünüyor. Fakat Voyager ve Galileo uzay araçları Io’nun engebeli yüzeyini ortaya çıkardığında, gökbilimciler yer altındaki bir magma okyanusunun böylesine ağır dağları destekleyebileceğinden kuşkulanmaya başlamış.
Bilim insanları daha sonra uydunun iç yapısının sadece, içinde eriyik bazı parçaların bulunduğu bir kayadan ibaret olduğunu öne sürmeye yönelmiş. Yakın zaman önceki bir hipotezde, iç kısmın saf magma ile saf kaya arasında bir yapı olabileceği öne sürülmüş; yani magmatik sünger şeklinde adlandırılan, kısmen erimiş bir kütle. Tuttle Keane şöyle açıklıyor: “Magma süngerini, hem katıların hem de sıvıların tamamen birbirine bağlı olduğu bir bulaşık süngeri veya mercan süngeri gibi düşünün. Bu durum ister deterjanlı bulaşık suyu olsun, ister magma; sıvıların süngerin içerisinden akabildiği ancak süngerin halen bir miktar yapısal bütünlüğü muhafaza ettiği anlamına geliyor.”
Fakat bu yeni çalışmada bilgisayar modelleri kullanılarak, Io’nun iç kısmının magmatik bir sünger olmayabileceği gösteriliyor. Galile uydularına yönelik gözlemler düşünüldüğünde, bir magma okyanusu çok daha mantıklı görünüyor.
Bilgisayar ortamında yürütülen ve Io’nun içerisindeki koşullara dönük mantıklı varsayımlara dayanan canlandırmalarda, magmatik bir süngerin hızla farklı magma ve kayaç katmanlarına ayrılıp magma okyanusu meydana getireceği tahmin edilmiş. Yeni çalışmada yer almayan ve Santa Cruz – California Üniversitesinde görev yapan yerbilimci Francis Nimmo, “Eriyik madde ve kaya, tıpkı bir kar helvasındaki buz ve su gibi hızla ayrışmaya eğilim gösterir” diyor.
Maalesef bu modeller, Io’da bir magma okyanusunun bulunup bulunmadığını kesin olarak kanıtlayamıyor. Bunun için o kızgın ve küçük uyduya tekrar bir araştırma aracı göndermemiz gerekecek.
Miyazaki, Juno uzay aracının Aralık 2023 ve Şubat 2024’te Io’nun yakınından geçmesini bekliyor. Bu sayede bilim insanları, uydunun Love numarası adı verilen bir özelliğini ölçecek. Bu rakam, bir gezegenin iç kısmının ne kadar katı veya ne kadar cıvık olduğunu haber veriyor. “Love numarası büyükse” diye açıklıyor Miyazaki, “Io’nun yüzey altında bir magma okyanusu bulunduğu onaylanmış olacak.”
Magma okyanusu bulunduğu onaylansa bile, “Io’un iç yapısını anlamaya çalışmakla alakalı halen bir sürü belirsizlik” olduğunu söylüyor Tuttle Keane. “Io ve Jüpiter sistemini keşfetmek için gelecekte yeni uzay görevleri gerekecek… Io için uydunun detaylı şekilde araştırılabileceği özel bir görev gerçekleştirilene kadar, pek çok soru cevapsız kalacak.”
Yazar: Briley Lewis/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
