Dünya’nın uydusu, Dünya’nın bugün bildiğimiz haline gelmesinde hayati bir önem taşıyor: Ay, gezegenimizdeki yaşam biçimlerinin biyolojik döngülerini etkileyen günün uzunluğunu ve okyanus gelgitlerini kontrol ediyor. Ay aynı zamanda Dünya’nın dönüş eksenini sabitleyerek Dünya’nın iklimine katkı sağlıyor ve yaşamın gelişip evrimleşmesi için ideal bir ortam sunuyor.
Ay Dünya’daki yaşam için bu kadar önemli olduğundan; bilim insanları da bir uydunun, yaşamın diğer gezegenlerde barınması yönünden faydalı bir özellik olabileceğini düşünüyor. Çoğu gezegenin uydusu var fakat Dünya’nın uydusu, Dünya’nın boyutuyla kıyaslandığında büyük olması bakımından ayrı bir yere sahip. Ay’ın çapı, Dünya’nın çapının dörtte birinden daha büyük. Bu oran, çoğu uydunun gezegenine olan oranından çok daha büyük.
Rochester Üniversitesinde dünya ve çevre bilimleri yardımcı profesörü olan Miki Nakajima, bu ayrımın önemli olduğunu düşünüyor. Kendisinin öncülük ettiği ve Nature Communications bülteninde yayımlanan yeni bir çalışmada ise Tokyo Teknoloji Enstitüsü ve Arizona Üniversitesindeki meslektaşlarıyla beraber uydu oluşumlarını inceliyorlar. Çalışmanın sonucunda, sadece belli tip gezegenlerin ana gezegenlerine kıyasla büyük uydular oluşturabileceği kararlaştırılmış.
“Uydu oluşumlarını anlamak, Dünya benzeri gezegenleri ararken neye bakacağımız konusunda daha iyi bir kısıtlama sağlıyor” diyor Nakajima. “Öteuyduların (Güneş sistemimizin dışındaki gezegenlerin yörüngesinde dönen uydular) her yerde olmasını bekliyoruz fakat şimdiye kadar herhangi birini doğrulamış değiliz. Kısıtlarımız, gelecekte yapılacak gözlemlere yardımcı olacak.”
Pek çok bilim insanına göre Dünya’nın büyük boyutlu uydusu, ön Dünya (gelişiminin ilk aşamalarında olan Dünya) ile Mars boyutundaki büyük bir cismin yaklaşık 4,5 milyar yıl önce çarpışmasıyla oluşmuş. Bu çarpışma, Dünya’nın etrafında kısmen buharlaşmış bir diskin oluşmasıyla sonuçlanmış ve bu disk, nihayetinde Ay’a dönüşmüş.
Nakajima ve meslektaşları, diğer gezegenlerin de benzer büyüklükte uydular oluşturup oluşturamayacağını bulmak üzere bilgisayarda çeşitli çarpışma canlandırmaları yürütmüşler. Bu canlandırmalarda, Dünya benzeri bir dizi varsayımsal kayalık gezegen ile değişik kütlelerde buzlu gezegenler kullanılmış. Bilim insanları canlandırılan bu çarpışmaların sonucunda, Dünya’nın uydusunu oluşturan disk gibi kısmen buharlaşmış disklerin oluşup oluşmayacağını belirlemeyi ümit etmiş.
Araştırmacılar, Dünya’nın kütlesinden en az altı kat büyük (6M) kayalık gezegenlerin ve kütlesi bir Dünya’dan (1M) daha büyük buzlu gezegenlerin, kısmi olmaktan ziyade tam buharlaşmış diskler meydana getirdiğini ve bu tam buharlaşmış disklerin, oransal şekilde büyük uydular oluşturamadığını keşfetmişler.
“Bulduklarımıza göre gezegen çok ağırsa, çarpışmalar tamamen buhar olan diskler meydana getiriyor çünkü dev gezegenler arasındaki çarpışmalar, genelde küçük gezegenlerin çarpışmalarından daha enerjik oluyor” diyor Nakajima.
Bir çapışmanın sonucunda buharlaşmış bir disk oluştuktan sonra, bu disk zamanla soğuyor ve sıvı uyducuklar (bir uydunun yapı taşları) ortaya çıkıyor. Tam buharlaşmış bir diskte, buhardaki gaz diskte büyüyen uyducukları kuvvetli biçimde çekiyor ve uyducuklar çok hızlı biçimde gezegenin üzerine düşüyor. Bunun aksine eğer disk sadece kısmen buharlaşmışsa, gaz uyducukları bu kadar kuvvetli çekmiyor.
“Sonuç olarak, tamamen buhar olan bir diskin oransal biçimde büyük uydular oluşturamadığını kararlaştırdık” diyor Nakajima. “Gezegen kütlelerinin, böyle uyduların üretilmesi için belirlediğimiz bu eşiklerden daha ufak olması gerekiyor.”
Çalışma iki gün önce Nature Communications bülteninde yayımlandı.
Yazar: Lindsey Valich/Rochester Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
