Alimlər Ayın cəmi beş saata formalaşa biləcəyini müəyyən ediblər

Alimlər hesab edirlər ki, Ayı yaradan nəhəng toqquşmadan sonra peykimiz əsasən bütöv şəkildə cəmi bir neçə saat ərzində formalaşmış ola bilər. Yer ölçüsünə və Günəş sistemindəki mövqeyinə nisbətən qeyri-adi dərəcədə böyük Aya sahib olsa da, alimlər bu təbii peykin necə yarandığını hələ də tam şəkildə izah edə bilmirlər. ABŞ-ın Cənub-Qərb Tədqiqat İnstitutu (SwRI) və Arizona Universitetinin alimləri apardıqları qabaqcıl kompüter simulyasiyaları ilə təxminən 4,5 milyard il əvvəl Mars ölçüsündə bir cismin Yerə çarpması zamanı baş verən proseslərlə bağlı yeni nəticələr əldə ediblər.

The Astrophysical Journal Letters jurnalında dərc olunan araşdırmada ilk dəfə toqquşan iki planetar cismin materiallarının möhkəmliyi də nəzərə alınıb. 

Bu yanaşma Ayın yaranmasına səbəb olan nəhəng toqquşmanın necə baş verdiyinə dair mövcud modelləri dəyişə və gələcəkdə həmin hadisənin nə vaxt baş verdiyini daha dəqiq müəyyənləşdirməyə kömək edə bilər. SwRI-da çalışan, əvvəllər Ay və Planetologiya Laboratoriyasında postdoktoral tədqiqatçı olmuş Adeene Denton bildirib ki, Mars ölçülü ilkin planetar cismin əvvəlcədən mövcud olan geoloji xüsusiyyətləri mühüm əhəmiyyət daşıyır. Onun sözlərinə görə, Yer və Ayın toqquşan cisimlər kimi, geoloji xüsusiyyətləri nəzərə alınmaqla modelləşdirilməsi Ayın həmin toqquşmadan necə yarandığını dəyişir.

Ayın yaranmasını izah edən əsas nəzəriyyələrdən biri 2001-ci ildə SwRI-nın Günəş Sistemi Elmi və Tədqiqatı Bölməsinin vitse-prezidenti Robin Canup və Arizona Universitetinin Ay və Planetologiya Laboratoriyasının professoru Erik Asphaug tərəfindən aparılan araşdırmaya əsaslanır. Asphaug yeni tədqiqatın həmmüəllifidir. “Nəhəng toqquşma” ssenarisinə əsasən, Theia adlı Mars ölçülü cisim gənc Yerlə toqquşub. Bu toqquşma Theia-nı dağıdıb və onun materialını Yerin ətrafında geniş disk şəklində yayıb. Daha sonra həmin material tədricən birləşərək Ayı formalaşdırıb. Həmin ilk simulyasiyalarda, eləcə də sonrakı bir çox modellərdə toqquşan cisimlərin daxilindəki materialların möhkəmliyi nəzərə alınmayıb. Alimlər hesab edirdilər ki, toqquşma nəticəsində böyük miqdarda süxurun əriməsi və buxarlanması üçün kifayət qədər enerji olduğundan materialların möhkəmliyinin nəticəyə təsiri az olacaq.

Denton və həmkarları isə temperaturdan asılı geoloji möhkəmliyi nəzərə alan yeni hesablama üsullarından istifadə edərək bu fərziyyəni yenidən sınaqdan keçiriblər. Asphaug qeyd edib ki, əvvəlki araşdırmalarda toqquşmanın Yer və Theia-nın böyük hissəsini əridib buxarlandıracaq qədər güclü olduğu düşünüldüyündən, onların maye kimi modelləşdirilməsi kifayət hesab edilirdi. Yeni nəticələr isə bu yanaşmaya yenidən baxmağın vaxtının gəldiyini göstərir.

Denton toqquşmanı yenidən modelləşdirmək üçün hamar hissəciklər hidrodinamikası (SPH) simulyasiyalarının daha inkişaf etmiş formasından istifadə edib. Bu üsul toqquşan cisimlərin struktur möhkəmliyini də nəzərə alır. Tədqiqatçı bildirib ki, materialların möhkəmliyi asteroidlər, cırtdan planetlər və peyklər kimi daha kiçik göy cisimlərinin toqquşmalarını araşdırarkən mühüm rol oynayır. Bu yanaşmanın Ayın yaranmasına təsir edib-etməyəcəyi əvvəlcədən məlum olmayıb. Lakin aparılan simulyasiyalar onun əhəmiyyətli təsirə malik olduğunu göstərib.

Araşdırmada istifadə olunan SPH yanaşması Arizona Universiteti və İsveçrənin Bern Universitetində hazırlanıb. Bu model planetar cisimlərin real geoloji materialların xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq deformasiyaya müqavimət göstərməsinə imkan verir. Buraya Theia və ilkin Yerin tərkibində olduğu düşünülən süxurlar və metallar, həmçinin bərk buz daxildir.

Simulyasiyalarda temperaturun xüsusilə mühüm amil olduğu müəyyənləşdirilib. Daha isti planetar cisimlər daha zəif, soyuq cisimlər isə daha möhkəm olur. Modellər göstərib ki, Yer və Theia-nın temperaturu toqquşmanın nəticəsini ciddi şəkildə dəyişə bilər.  Bəzi ssenarilərdə Theia tamamilə dağılır və onun materialları Yerin ətrafında ilkin Ay diski yaradır. Daha sonra Ay həmin dağıntılardan tədricən formalaşır. Digər şərtlərdə isə simulyasiyalar toqquşmadan cəmi bir neçə saat sonra əsasən bütöv Ayın yarandığını göstərib. Planetar cisimlər ilkin mərhələdə daha isti olur və zaman keçdikcə soyuyur. Buna görə də onların temperaturu ilə toqquşmanın baş verdiyi vaxt arasında mümkün əlaqə yarana bilər. Dentonun sözlərinə görə, toqquşmadan əvvəl Yer və Ayın temperaturundan asılı olaraq, Theia dağıla və sonradan Ayı formalaşdıracaq nəhəng dağıntı diski yarana bilər. Lakin ilkin toqquşma modellərində istifadə olunan eyni parametrlər, o cümlədən hər iki cismin daxilində eyni temperatur strukturu tətbiq edildikdə, təxminən beş saat ərzində bütöv Ayın formalaşdığı müşahidə olunub. Əvvəlki simulyasiyalarda da bütöv Ayın formalaşdığı ssenarilər əldə edilmişdi. Lakin yeni araşdırma temperatur və material möhkəmliyinin Ayın toqquşmadan sonra əsasən bütöv şəkildə yaranmasında və ya ilkin Ay diskindəki materiallardan sonradan formalaşmasında həlledici rol oynaya biləcəyini ilk dəfə nümayiş etdirir.

Tədqiqatda iştirak etməyən Robin Canup bildirib ki, yeni nəticələr Ayın hazırkı fiziki xüsusiyyətləri, o cümlədən uçucu maddələrin tərkibi ilə nəhəng toqquşma zamanı Yer və Theia-nın istilik vəziyyəti arasında mümkün əlaqəyə işarə edir. Onun fikrincə, bu əlaqə Ayı yaradan hadisənin nə vaxt baş verdiyini daha dəqiq müəyyənləşdirməyə kömək edə bilər.

Yeni simulyasiyalar Ayın mənşəyi ilə bağlı bütün suallara cavab vermir. Əsas problemlərdən biri Yer və Ayı təşkil edən materialların bir-birinə çox bənzəməsidir.

Əvvəlki modellərdə olduğu kimi, bu iki cismin niyə tərkib baxımından bu qədər oxşar olması hələ də tam izah edilməyib.

Denton Yer və Marsın Günəş sisteminin eyni bölgəsində formalaşdığı üçün onları “bacı” cisimlərə bənzədib. Onun sözlərinə görə, Yer və Ay isə daha çox “qardaş əkizlərə” bənzəyir.

Mümkün izahlardan biri Theia və ilkin Yerin Günəş sisteminin eyni bölgəsində yaranması və buna görə də oxşar materiallardan formalaşmasıdır. Tərkibi həm Yerdən, həm də Aydan fərqlənən Mars isə daha uzaq bir bölgədə inkişaf etmiş ola bilər.

Tədqiqatın həmmüəllifi, Asphaugın qrupunda doktorant olan Namya Baijal bildirib ki, alimlər artıq Yerin və Theia-nın geofiziki vəziyyətinin toqquşmanın nəticəsinin formalaşmasında əsas rol oynadığını görürlər. Onun sözlərinə görə, bu yanaşma toqquşmanın hansı şəraitdə baş verdiyini və həmin şəraitin Ayın mənşəyi barədə nələr deyə biləcəyini araşdırmaq üçün yeni imkan yaradır.

mənbə: scitechdaily.com