Günəş sistemindəki digər qayalı planetlərlə müqayisədə Yer kürəsinin qeyri-adi dərəcədə böyük bir peyki var, lakin elm adamları hələ də onun necə əmələ gəldiyini tam başa düşə bilmirlər. Cənub-Qərb Tədqiqat İnstitutu və Arizona Universitetinin tədqiqatçılarının yeni bir araşdırması göstərir ki, uzun müddətdir nəzərdən qaçırılan bir amil Ayın yaranmasında əsas rol oynamış ola bilər: toqquşan dünyaların fiziki gücü.

Tədqiqatçılar qabaqcıl kompüter simulyasiyalarından istifadə edərək, təxminən 4,5 milyard il əvvəl gənc Yer ilə Mars ölçüsündə bir obyekt arasında baş verdiyi düşünülən nəhəng toqquşmanı araşdırdılar. Nəticələri iki cismin temperaturundan və struktur xüsusiyyətlərindən asılı olaraq təəccüblü dərəcədə fərqli nəticələr ortaya qoyur.

Tapıntılar The Astrophysical Journal Letters jurnalında dərc edilib . Simulyasiyalar ilk dəfə olaraq iki qədim dünyanın maddi gücünü izah edir. Bu əlavə, alimlərin Ayın əmələ gəlməsi ilə bağlı toqquşma anlayışını dəyişdirə və bunun nə vaxt baş verdiyini anlamağa kömək edə bilər.

“Biz Mars ölçülü proto-ayın əvvəlcədən mövcud olan geologiyasının vacib olduğunu aşkar etdik”, – hazırda SwRI-da çalışan Ay və Planet Laboratoriyasının keçmiş postdoktorantura tədqiqatçısı Adeene Denton bildirib. “Yer və Ayı geoloji xüsusiyyətləri olan toqquşma cisimləri kimi simulyasiya etdikdə, Ayın bu toqquşmadan necə əmələ gəldiyi dəyişir – bu, əvvəllər lazımsız hesab etdiyimiz bir şey idi.”

Nəhəng Zərbə Nəzəriyyəsinə Yenidən Baxış

Ayın mənşəyinin əsas izahlarından biri nəhəng toqquşma ssenarisidir. Bu fikrə görə, Teya adlı Mars böyüklüyündə bir cisim erkən Yerlə toqquşmuşdur. Toqquşma Teyanı məhv etmiş və qalıqlarını Yer ətrafında orbitə göndərmiş, nəticədə Aya yığılan bir disk parçası yaratmışdır.

Bu ssenarinin 2001-ci ildə aparılan fundamental tədqiqatına Kolorado ştatının Boulder şəhərində yerləşən SwRI-nin Günəş Sistemi Elmi və Kəşfiyyatı Bölməsinin vitse-prezidenti Robin Kanup və Ay və Planet Laboratoriyasının professoru və yeni tədqiqatın həmmüəllifi Erik Asfauq rəhbərlik etmişdir.

Həmin ilk simulyasiyalar, sonrakı bir çox modellərlə birlikdə, materialın möhkəmliyini nəzərə almırdı. Alimlər toqquşmanın o qədər enerjili olduğunu və qayalı cisimlərin maye kimi təsirli şəkildə qəbul edilə biləcəyini fərz edirdilər.

Denton və həmkarları bu fərziyyənin əsaslandırılıb-əsaslanmadığını yoxlamaq qərarına gəldilər. Müasir hesablama metodlarından istifadə edərək, ilk dəfə olaraq temperaturdan asılı geoloji gücü Ayın əmələ gəlməsi simulyasiyalarına daxil etdilər.

Asfauq bildirib ki, “Toqquşma Yer kürəsinin və Teyanın böyük hissələrini əridib buxarlandıracaq qədər şiddətli hesab edildiyi üçün əvvəlki məqalələrdə onların maye kimi təxmini ölçülməsinin məqbul olduğu ehtimal edilirdi. Lakin yeni nəticələrimizə əsasən, düşünürük ki, bunu yenidən nəzərdən keçirməyin vaxtıdır.”

Toqquşmaya Realist Geologiya Əlavə Etmək

Nəhəng zərbəni yenidən nəzərdən keçirmək üçün Denton daha inkişaf etmiş hamarlanmış hissəcik hidrodinamik simulyasiyalarından və ya SPH-dən istifadə etdi. Bu simulyasiyalar, obyektləri tamamilə maye kimi qəbul etmək əvəzinə, onların struktur möhkəmliyini nəzərə alır.

“Asteroidlər, cırtdan planetlər və peyklər kimi kiçik cisimlər arasında toqquşmaları öyrənərkən maddi gücün həqiqətən vacib olduğu ortaya çıxır”, – deyə Pluton-Xaron sisteminin əmələ gəlməsi ilə bağlı əvvəlki bir məqalə üzərində işləyərkən bu konsepsiyanı Yerin peyinə tətbiq etmək ideyası yaranan Denton bildirib. “Bunun bizim ayımız üçün əhəmiyyət kəsb edib-etməyəcəyindən əmin deyildik. Simulyasiyalar aparanda bunun əslində çox vacib olduğunu gördük.”

Tədqiqatda istifadə edilən SPH versiyası İsveçrədəki AU və Bern Universitetində hazırlanmışdır. Onun möhkəmlik modeli simulyasiya edilmiş planetar materialın Teya və proto-Yer kürəsini, yəni bərk buzu təşkil edən qaya və metallar da daxil olmaqla, real geoloji maddələrlə daha uyğun şəkildə deformasiyaya qarşı durmasına imkan verir.

Ay çox fərqli şəkildə əmələ gələ bilər

Temperaturun xüsusilə vacib olduğu ortaya çıxdı. Daha isti planet cisimləri mexaniki olaraq soyuq planet cisimlərindən daha zəifdir və simulyasiyalar göstərdi ki, bu fərq toqquşmadan sonra baş verənlərə ciddi təsir göstərə bilər.

Bəzi şərtlər altında toqquşma Teyanı məhv edir və Yer kürəsinin ətrafında geniş bir protolunar disk yaradır. Həmin diskdəki material tədricən birləşərək Ayı əmələ gətirir.

Lakin digər simulyasiyalar daha dramatik nəticə verdi. Dağıntılardan yavaş-yavaş əmələ gəlmək əvəzinə, cəmi bir neçə saat ərzində tam bütöv bir Ay peyda oldu.

Gənc protoplanetlər yaşlandıqca ümumiyyətlə istiləşməyə və tədricən soyumağa başladıqları üçün bu nəticə nəhəng toqquşmanın vaxtı ilə Ayın ilkin əmələ gəlməsi arasında potensial olaraq vacib bir əlaqə yaradır.

Denton bildirib ki, “Toqquşmadan əvvəl Yer və Ayın nə qədər isti olmasından asılı olaraq, toqquşma Teyanı məhv edə və nəticədə Ayı əmələ gətirən bu nəhəng zibil diskini yarada bilər. Lakin təxminən beş saat ərzində hər iki cismin içərisindəki bərabər temperatur strukturlarına qədər orijinal toqquşma modelləşdirməsi ilə eyni parametrlərdən istifadə etdikdə, bütöv bir ay ortaya çıxdı.”

Əvvəlki simulyasiyalar da bütöv peyklər yaratmışdı, lakin yeni iş, Ayın əsasən bütöv şəkildə əmələ gəldiyini və ya protolunar diskdə emal olunmuş zibillərdən tədricən toplandığını müəyyən etməkdə material möhkəmliyinin və temperaturunun mərkəzi ola biləcəyini nümayiş etdirən ilk işdir.

Ayın Doğuş Vaxtına dair Yeni İpuclar

Tapıntılar, potensial olaraq Ayın müasir xüsusiyyətlərini milyardlarla il əvvəl Yer kürəsinin və Teyanın fiziki vəziyyəti ilə əlaqələndirə bilər.

Tədqiqatda iştirak etməyən Kanup bildirib ki, “Bu təəccüblü və həyəcanverici yeni nəticələr, Ayın bugünkü fiziki xüsusiyyətləri, o cümlədən onun uçucu tərkibi ilə nəhəng toqquşma zamanı Yer və Teyanın istilik vəziyyəti arasında potensial əlaqəni nəzərdə tutur. Bu da öz növbəsində alimlərə Ay əmələ gətirən hadisənin nə vaxt baş verdiyini daha yaxşı müəyyən etməyə kömək edə bilər.”

Lakin, əsas sirrlərdən biri hələ də həll olunmamış qalır.

Yer və Ayın tərkibi olduqca oxşardır və nəhəng toqquşma modelləri uzun müddətdir ki, tam izah etməkdə çətinlik çəkir. Yeni simulyasiyalar bu problemi aradan qaldırmır.

Denton dedi: “Yer kürəsi və Mars Günəş sisteminin eyni qonşuluğunda əmələ gəldiyinə görə, onlar qardaş kimidirlər. Ay və Yer daha çox qardaş əkizlərinə bənzəyirlər.”

Bir ehtimal, Teya və proto-Yerin erkən Günəş sisteminin eyni bölgəsindəki materialdan əmələ gəlməsidir. Tərkibi həm Yerdən, həm də Aydan fərqli olan Mars daha uzaqda əmələ gəlmiş ola bilər.

Ayın mənşəyinə yeni bir pəncərə

Yer və Teyanın daxili vəziyyətinin onların toqquşmasının nəticələrinə güclü təsir göstərə biləcəyini göstərməklə, tədqiqatçılara planetar elmin ən böyük sirrlərindən birini araşdırmaq üçün başqa bir yol təqdim edir.

Asphaug qrupunun doktorantura tələbəsi, tədqiqatın həmmüəllifi Namya Baijal bildirib ki, “İndi bilirik ki, Yer və Teyanın geofiziki vəziyyəti toqquşmanın nəticəsinin formalaşmasında əsas rol oynayır. Bu, bizə toqquşmanın şərtlərini və onların Ayın mənşəyi haqqında nələri aşkar edə biləcəyini araşdırmaq üçün yeni bir yol təqdim edir.”