Ay'dan getirilen taş örnekleri ve ay yörüngelerinden gelen veriler, Ay'ın yüzey kayalarının bazılarının manyetik olduğunu gösteriyor. Bu kalıntı manyetizma, Ay'ın uzak tarafında daha yaygındır. Manyetizma genellikle bir gezegenin manyetosferiyle açıklanır.

Dünya'nın manyetosferi, çoğunlukla demir ve nikel olmak üzere erimiş malzemeden oluşan dönen bir çekirdek tarafından üretilir. Dönme ve konveksiyon, Dünya'yı Güneş'ten koruyan ve kayalara manyetizma kazandıran manyetik alanlar yaratır. Ancak Ay'ın erimiş bir çekirdeği veya manyetosferi yoktur. Peki, yüzey kayaları nasıl manyetik özellik kazanır?

Science Advances'daki yeni araştırma, bu sorunun cevabı olabilir.

"Antik ay dinamosunun etki plazma amplifikasyonu" başlıklı çalışmanın yazarı Isaac Narrett, MIT Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde (EAPS) lisansüstü öğrencisidir.

İlk ay taşı örneklerinden biri Apollo 11 tarafından toplanan Örnek 10003 olmuştu. Bu taş, yaklaşık 3,9 milyar yaşındadır ve bu da Ay'ın yaşını belirlemeye yardımcı olmuştur. Ayrıca mıknatıslanma belirtileri de göstermektedir.

Bu, insanlığın ilk ay örneklerinden biri olarak dikkat çeken Apollo 11 ay örneği 10003'ün bir fotoğrafıdır. Ay'ın yaşını doğrulamaya yardımcı oldu ve antik ay mıknatıslanmasının kanıtlarını ortaya çıkardı. Resim: NASA/LPI

Manyetometrelerle donatılmış yörünge araçları da yüzey manyetizmasını tespit etti. Lunar Prospector, Kaguya ve diğerleri Ay'ın kadim geçmişinden kalan manyetizmayı tespit etti.

Bilim insanları Ay'ın eski geçmişinde Dünya'nınkine benzer bir iç dinamoya sahip olduğunu ve sonradan soğuduğunu düşünüyor. Kayalarda iz bırakan bir manyetik alan yaratmış olabilir. Ancak Ay, Dünya'dan çok daha küçüktür ve yüzey kayalarındaki kalan manyetizmayı açıklayacak kadar uzun süre güçlü bir dinamoyu sürdürebilme yeteneği konusunda sorular vardır.

Bu ay manyetizması haritası NASA'nın Lunar Prospector'ından alınan verilere dayanmaktadır. Dünya ile karşılaştırıldığında zayıf olsa da, manyetizma uzak tarafta daha güçlüdür. Resim: Mark A. Wieczorek

Science Advances dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, Ay yüzeyindeki manyetizmanın farklı bir nedeni var: Antik bir çarpma.

Araştırmacılar, "Uzay aracı manyetometresi ve ay örneklerinin paleomanyetik ölçümleri, Ay'ın milyarlarca yıl önce bir manyetik alana sahip olduğuna dair kanıt sağlıyor. Çünkü bu alan, çekirdek konveksiyon dinamoları için ölçekleme yasalarının öngördüğünden muhtemelen daha güçlüydü. Uzun zamandır var olan bir hipotez, eski bir dinamonun havza oluşturan etkilerden gelen plazma tarafından güçlendirildiğidir." diye yazıyor.

Araştırmacılar, Ay'daki asteroit çarpışmalarının düzinelerce çarpma ve manyetohidrodinamik simülasyonunu çalıştırdılar. Güçlü bir çarpmanın Ay'ı saran iyonize parçacıklardan oluşan bir bulut yarattığını buldular. Yazarlara göre, bu bulut çarpma alanının karşısındaki bir bölgede yoğunlaşmış olurdu. Dünya'nın manyetik alanından 50 kat daha zayıf olan Ay'ın zayıf manyetik alanıyla birleşip onu anlık olarak güçlendirmiş olurdu ve yüzey kayalarında tespit edilen manyetizmayı yaratmış olurdu.

Tüm bu olay kısa sürdü ve sadece 40 dakika kadar sürdü.

Bu şekil, eski bir çarpmanın çarpma bölgesinin karşısında yoğunlaşan bir plazma bulutu nasıl oluşturabileceğini göstermektedir. Sol sütun plazma yoğunluğunu, orta sütun manyetik alan gücünü ve sağ sütun güneş rüzgarını, plazmayı ve manyetik alanı göstermektedir. Resim: Narrett ve diğerleri. 2025. Science Advances.

Ay'ın güney kutbuna yakın uzak tarafında oldukça manyetize kayalardan oluşan bir bölge bulundu. Bu bölge, tüm Güneş Sistemi'ndeki en büyük çarpma kraterlerinden birinin karşısındadır: Mare Imbrium.

Mare Imbrium büyük ihtimalle yaklaşık 3,9 milyar yıl önce bir protoplanet Ay'a çarptığında oluşmuştur.

Araştırmanın baş yazarı Narrett, "Ay manyetizmasının hala açıklanamayan büyük parçaları var. Ancak yörüngedeki uzay araçları tarafından ölçülen güçlü manyetik alanların çoğu bu süreçle açıklanabilir, özellikle de ayın uzak tarafında." diyor.

Bu süreç, manyetizmayı yaratmak için bir basınç dalgasının yardımına ihtiyaç duyuyordu. Imbrium büyüklüğünde bir darbe, darbenin tam tersi yönündeki Ay'a hızla ulaşan bir basınç dalgası yaratmış olurdu.

Yazarlar araştırma makalelerinde "Bu süreç, darbe kaynaklı gövde basınç dalgalarının antipoda odaklanmasıyla birleştiğinde, bugün gözlemlenen kabuk alanlarını açıklayabilecek bir manyetizasyon üretebilir" diye yazıyorlar.

Şok, kayaların elektronlarını kısa süreliğine bozacak kadar güçlü olurdu. Elektronlar spinlerini dış manyetik alanlara yönelttikleri için, bugün kayalarda manyetizma olarak korunan anlık manyetik alana yeni bir yönelim kazandılar.

MIT'nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nden ortak yazar Benjamin Weiss, "Bu, sanki 52 kartlık bir desteyi havaya, manyetik bir alana fırlatmanıza benziyor ve her kartın bir pusula iğnesi var. Kartlar yere geri düştüğünde, bunu yeni bir yönelimde yaparlar. Bu esasen mıknatıslanma sürecidir." diyor.

Bu sonuçlar, ay kayası manyetizmasıyla ilgili eski bir tartışmayı sonlandırabilir. Bilim insanları, bunun bir çarpma sonucu mu yoksa Ay'ın eski manyetik alanının mı sebep olduğunu merak ediyorlardı. Bu araştırma, bunun bir çarpma ve manyetik alanın birlikte çalışması olabileceğini gösteriyor.

MIT'nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nden ortak yazar Rona Oran, "Onlarca yıldır, Ay'ın manyetizması konusunda bir bilmece var; bu çarpmalardan mı yoksa bir dinamodan mı kaynaklanıyor? Burada, her ikisinden de biraz olduğunu söylüyoruz. Bu test edilebilir bir hipotez, ki bu güzel." diyor.

Yazarlar, sonuç bölümünde "Ay dipol alanının kısa ömürlü çarpma kaynaklı plazma amplifikasyonu, Ay'daki en güçlü ve en geniş kapsamlı kabuk anomalilerinden bazılarını açıklayacak bir mekanizma sağlıyor" diye yazıyorlar.

Bu günlerde Ay'a doğru istikrarlı bir trafik akışı var gibi görünüyor. Daha fazla iniş aracı Ay'ı ziyaret edip daha fazla örnek getirdikçe, bu teori test edilecek.

Araştırmacılar, "Mevcut ve gelecekteki Ay örneği getirme ve manyetometre görevleri, Endurance gezgini ve Chang'e-6 iniş aracı gibi, Imbrium ve Serenitatis havzası antipodlarını (SPA bölgesi) keşfedebilir ve örnekleyebilir. Eski Ay dipol antipodal amplifikasyonundan SRM'nin (Şok Kalıntısı Manyetizması) kanıtlarını arayabilir" sonucuna varıyorlar.

Kaynak: Universe Today, Evan Gough