Ay Kalkanı, Dünya Atmosferini Koruma Yeteneği Açısından Kritik Oldu.

4
1990'ların Galileo misyonundan iki görüntünün bir bileşimi olarak burada gösterilen Dünya ve Ay, uzun bir ortak tarihe sahiptir. Milyarlarca yıl önce manyetik alanları birbirine bağlamışlardı. Kredi: NASA / JPL / USGS

Dünya ve Ay Bir Zamanlar Manyetik Kalkanı Paylaşarak Atmosferini Koruyor.

Dört buçuk milyar yıl önce, Dünya’nın yüzeyi tehditkar, sıcak bir karmaşaydı. Yaşam ortaya çıkmadan çok önce, sıcaklıklar kavurucu ve hava zehirliydi. Artı, bir bebek gibi, Güneş gezegenimizi alevler ve koronal kütle darbeleri adı verilen şiddetli radyasyon patlamalarıyla bombaladı. Güneş rüzgarı adı verilen yüklü parçacık akışları atmosferimizi tehdit etti. Kısacası, gezegenimiz yaşanmazdı.

Ancak komşu bir kalkan gezegenimizin atmosferini korumasına ve sonunda yaşam ve yaşanabilir koşullar geliştirmeye devam etmesine yardımcı olmuş olabilir. NASA’nın Science Advances dergisinde yaptığı bir araştırma, bu kalkanın Ay olduğunu söylüyor.

Ay Kalkanı, Dünya Atmosferini Koruma Yeteneği Açısından Kritik Oldu. 1
Bu çizim, Dünya’nın bugün oluşturduğu manyetik alan çizgilerini göstermektedir. Ay artık manyetik alana sahip değil. Kredi: NASA

NASA’nın baş bilim adamı ve yeni çalışmanın baş yazarı Jim Green, “Ay, Dünya için güneş rüzgârına karşı önemli bir koruyucu bariyer oluşturmuş gibi görünüyor, bu da Dünya’nın bu süre zarfında atmosferini koruma yeteneği için kritikti” dedi. “NASA, Ay’ın Güney Kutbunun kritik örneklerini döndürecek olan Artemis programı aracılığıyla Ay’a astronotları gönderdiğinde bu bulguları takip etmeyi dört gözle bekliyoruz.”

Ayın kısa tarihi

Önde gelen teorilere göre Ay 4.5 milyar yıl önce, gezegenimiz 100 milyon yıldan daha küçükken Theia adlı Mars büyüklüğünde bir nesne proto-Dünya’ya çarptığında oluştu. Çarpışmanın enkazı Ay’da birleşirken, diğer kalıntılar kendilerini Dünya’ya yeniden tanıttı. Yerçekimi nedeniyle, Ay’ın varlığı Dünya’nın dönüş eksenini stabilize etti. Gezegenimiz o zamanlar çok daha hızlı dönüyordu ve bir gün sadece 5 saat sürdü.

Ve ilk günlerde Ay da çok daha yakındı. Ayın yerçekimi okyanuslarımızı çekerken su biraz ısınır ve bu enerji dağılır. Bu, Ay’ın Dünya’dan yılda 1,5 inç veya yılda yaklaşık iki on sent hızla uzaklaşmasına neden olur. Bu gerçekten zamanla artıyor. 4 milyar yıl önce, Ay Dünya’ya bugün olduğundan üç kat daha yakındı – şimdiki 238.000 mil ile karşılaştırıldığında yaklaşık 80.000 mil uzakta. Bir noktada, Ay da “gelgitler içinde kilitlenir”, yani Dünya’nın yalnızca bir tarafını görür.

Ay Kalkanı, Dünya Atmosferini Koruma Yeteneği Açısından Kritik Oldu. 2
Ay’ın bir manyetik alanı olduğunda, bu çizimde gösterildiği gibi gelen güneş rüzgarından korunmuş olacaktı. Kredi: NASA

Bilim adamları bir zamanlar Ay’ın hiçbir zaman uzun vadeli bir küresel manyetik alana sahip olmadığını düşünüyorlardı çünkü çok küçük bir çekirdeğe sahipti. Manyetik alan, elektrik yüklerinin kutuplarda Ay’a doğru bükülen görünmez çizgiler boyunca hareket etmesine neden olur. Bilim adamları, Kuzey Kutbu ve Antarktika bölgelerinde güzel renkli auroralar oluşturan Dünya’nın manyetik alanını uzun zamandır biliyorlar.

Manyetik alan, elektrik yüklerinin görünmez çizgiler boyunca hareket etmesine neden olan bir kalkan görevi görür. Bilim adamları, Kuzey Kutbu ve Antarktika bölgelerinde güzel renkli auroralara neden olan Dünya’nın manyetik alanını uzun zamandır biliyorlar. Dünya’nın oluşumundan kalan ısı nedeniyle hala akan sıvı demir ve nikelin Dünya’nın derinliklerindeki hareketi, manyetosferi çevreleyen koruyucu bir balon olan manyetik alanlar yaratır.

Bununla birlikte, Apollo misyonlarından Ay yüzeyinin örneklerinin çalışmaları sayesinde, bilim adamları Ay’ın bir zamanlar manyetosfere sahip olduğunu keşfettiler. Onlarca yıldır mühürlenmiş ve yakın zamanda modern teknolojiyle analiz edilmiş örneklerden kanıtlar büyümeye devam ediyor.

Dünya gibi, Ay’ın oluşumundan kaynaklanan ısı, büyüklüğü nedeniyle neredeyse o kadar uzun süre olmasa da demiri iç kısımların derinliklerinde tutacaktır.

Green, “Bu bir kek pişirmeye benziyor: onu fırından çıkarıyorsun ve hala soğuyor,” dedi. “Kütle ne kadar büyükse soğuması o kadar uzun sürer.”

Manyetik bir kalkan

Yeni çalışma, Dünya ve Ay’ın manyetik alanlarının yaklaşık 4 milyar yıl önce nasıl davrandığını simüle ediyor. Bilim adamları, manyetik alanların yörüngelerindeki iki konumdaki davranışına bakmak için bir bilgisayar modeli oluşturdu.

Ay Kalkanı, Dünya Atmosferini Koruma Yeteneği Açısından Kritik Oldu. 3
Yeni bir araştırmaya göre, bu çizim Dünya ve Ay’ın nasıl milyarlarca yıl önce birbirine bağlı manyetik alanlara sahip olduğunu ve bu da onların atmosferlerini zararlı güneş parçacıklarından korumaya yardımcı olduğunu gösteriyor. Kredi: NASA

Bilim adamları, Ay’ın manyetosferinin, belirli zamanlarda Dünya-Ay sistemine düşen şiddetli güneş radyasyonuna bir engel görevi göreceğini yazıyorlar. Bunun nedeni, modele göre, Ay ve Dünya’nın manyetosferlerinin her bir nesnenin kutup bölgelerine manyetik olarak bağlı olmasıdır. Dünyanın evrimi için önemli olan yüksek enerjili güneş rüzgarı parçacıkları, birleşik manyetik alana tam olarak nüfuz edemedi ve atmosferi uzaklaştıramadı.

Ancak atmosferik bir değişiklik de oldu. Güneş’ten gelen aşırı ultraviyole ışık, Dünya’nın üst atmosferindeki nötr parçacıklardan elektronları ayırır, bu parçacıkları yükler ve Ay’ın manyetik alan çizgileri boyunca Ay’a seyahat etmelerini sağlar. Bu aynı zamanda Ay’ın o sırada ince bir atmosferde kalmasına da katkıda bulunmuş olabilir. Ay kaya örneklerinde azot keşfi, Dünya’nın azotun hakim olduğu atmosferinin Ay’ın eski atmosferine ve kabuğuna katkıda bulunduğu fikrini desteklemektedir.

Bilim adamları, Dünya ve Ay’ın manyetosferlerinin birleştiği bu ortak manyetik alan durumunun 4,1 ila 3,5 milyar yıl önce devam etmiş olabileceğini hesaplıyor.

NASA’nın baş bilim insanı yardımcısı ve çalışmanın ortak yazarı David Draper, “Ay’ın manyetik alanının tarihini anlamak, yalnızca olası erken atmosferleri anlamamıza değil, ayın içinin nasıl geliştiğini anlamamıza yardımcı oluyor” dedi. “Bize Ay’ın çekirdeğinin nasıl olabileceğini anlatıyor – muhtemelen tarihinin bir noktasında hem sıvı hem de katı metalin bir kombinasyonu – ve bu, Ay’ın içinde nasıl çalıştığına dair bulmacanın çok önemli bir parçası.”

Zamanla, Ay’ın içi soğudukça, en yakın komşumuz manyetosferini ve sonunda atmosferini kaybetti. Bölge 3,2 milyar yıl önce önemli ölçüde küçülmüş ve yaklaşık 1,5 milyar yıl önce ortadan kaybolmuş olmalı. Manyetik alan olmadan, güneş rüzgarı atmosferi ortadan kaldırdı. Bu yüzden Mars atmosferini kaybetti: güneş radyasyonu onu ortadan kaldırdı.

Benzer şekilde, ayımız kritik bir erken aşamada gezegenimizi zararlı radyasyondan korumada bir rol oynadıysa, galaksideki karasal dış gezegenlerin çevresinde, ev sahibi gezegenler için atmosferleri korumaya yardımcı olan ve hatta yaşanabilirliğe katkıda bulunan başka uydular olabilir. bilim adamları koşulları söylüyor. Bu, astrobiyoloji alanının – yaşamın kökenlerinin incelenmesi ve Dünya’nın ötesinde yaşam arayışı – ilgisini çekecektir.

İnsan keşfi bize daha fazlasını anlatabilir

Bu modelleme çalışması, Dünya ve Ay’ın eski tarihlerinin Dünya’nın erken atmosferinin korunmasına nasıl katkıda bulunduğuna dair fikir veriyor. Gizemli ve karmaşık süreçleri anlamak zordur, ancak ay yüzeyinden yeni örnekler gizemlere ipuçları sağlayacaktır.

NASA, Artemis programı aracılığıyla Ay’da sürdürülebilir bir insan varlığı oluşturmayı planladığından, bu fikirleri test etmek için birden fazla fırsat olabilir. Astronotlar, Dünya ve Ay’ın manyetik alanlarının en güçlü şekilde birbirine bağlı olduğu Güney Ay Kutbundan ilk örnekleri geri gönderdiklerinde, bilim adamları Dünya’nın eski atmosferinin kimyasal imzalarını ve ayrıca su gibi uçucu maddeleri arayabilirler. çarpıcı göktaşları. ve asteroitler. Bilim adamları özellikle, Ay’ın Güney Kutbu’nun milyarlarca yıldır güneş ışığı görmeyen bölgeleri – “kalıcı olarak gölgeli bölgeler” – çünkü sert güneş parçacıkları uçucu maddeyi yok edemez.

Örneğin, azot ve oksijen, manyetik alan çizgileri boyunca Dünya’dan Ay’a seyahat etmiş ve bu kayalarda sıkışıp kalmış olabilir.

Green, “Bu kalıcı olarak gölgeli bölgelerin önemli örnekleri, Dünya uçucularının bu erken evrimini çözmemiz ve model varsayımlarımızı test etmemiz için kritik öneme sahip olacak” dedi.

Referans: James Green, David Draper, Scott Boardsen ve Chuanfei Dong, “Ay’da bir manyetosfer olduğunda”, 14 Ekim 2020, Science Advances.

Makaledeki diğer ortak yazarlar, Baltimore County, Maryland Üniversitesi’nden Scott Boardsen; ve New Jersey’deki Princeton Üniversitesi’nden Chuanfei Dong.


YORUM YAP

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz