Araştırma: İlkel Güneş Sistemi karmaşadan ibaretti

Evan Gough

Genç güneş sistemlerinin düzensizlik içerisindeki yerler olduğu su götürmez bir gerçek. Peş peşe gerçekleşen çarpışmalar, ilkel Güneş Sistemimizi pek çok kere çarpışan taşlar, kayalar ve gezegenimsi cisimlerle tekrar tekrar biçimlendirdi. Dünya’ya düşen asteroit kesimlerini temel alan yeni bir araştırma, bu karmaşanın bir kısmına ait bir vakit çizelgesi oluşturuyor.

Gökbilimciler, milyarlarca yıl evvel erken Güneş Sistemi’ndeki oluşumlarından beridir asteroitlerin aslında değişmeden kaldığını biliyorlar. Onlar, bu değerli periyoda ait bilimsel ipuçları barındıran kayadan yapılmış vakit kapsülleri gibiler zira değişime uğrayan asteroitlerin iç kısımlarını uzaydaki şartlardan koruyan bir manto katmanları var.

MANTOYLA KORUNAN MİLYARLARCA YILLIK TARİH

Bununla birlikte asteroitlerin hepsi de bir bütün olarak kalmadı. Vakit içerisinde yinelen çarpışmalar yalıtkan manto katmanlarını demir çekirdeklerinden ayırdı ve sonrasında bu çekirdeklerin bir kısmını parçaladı. Bu kesimlerin bir kısmı yeryüzüne düştü. Uzaydan düşen kayalar insanların büyük ilgisini çekiyordu ve kimi durumlarda bedelli bir kaynaktı; Mısır Hükümdarı Tut, demir bir göktaşından üretilen bir hançerle gömülmüştü ve Grönland’da yaşayan Inuit halkı, yüzyıllardan beridir demir göktaşlarından aletler yapmayı sürdürdü.

Bilim insanları, barındırdıkları bilgiler sebebiyle demir göktaşlarıyla yakından ilgilenirler. Daha büyük asteroitlerin çekirdeğinden kalan modüller olan demir göktaşlarını bahis alan yeni bir araştırma paladyum, gümüş ve platin izotoplarının izini sürdü. Araştırmacılar, bu izotopların ölçülerini ölçerek, ilkel Güneş Sistemi’ndeki kimi olayların zamanlamasını daha hakikat bir formda tespit edebildiler. “Güneş bulutsusunun gezegenimsi cisimlerdeki darbeler ve çekirdek soğuması ile sonlandırılan dağılımı” isimli makaleleri, Nature Astronomy mecmuasında yayınlandı. Araştırmanın başyazarlığını ETH Zürih’te (İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü) ve Ulusal Araştırma Yetkinliği Merkezi’nin Gezegenler kısmında (NCCR) vazifesini sürdüren Alison Hunt üstlendi. Hunt, “Daha eski bilimsel araştırmalar, Güneş Sistemi’nde bulunan asteroitlerin milyarlarca yıl evvelki oluşumlarından beridir kısmen değişmeden kaldığını gösterdi” diyor: “Bu nedenle, onlar, ilkel Güneş Sistemi’nde var olan şartların korunduğu bir arşiv niteliğindeler.”

BOZUNMA SÜREÇLERİ ARACILIĞIYLA TARİHLENDİRDİLER

Eski Mısırlılar ve Inuitler, elementler, izotoplar ve çürüme zincirleriyle (bozunma süreçleriyle) ilgili hiçbir şey bilmeseler de bizler biliyoruz. Bu süreçlerde farklı elementlerin nasıl öteki elementlere dönüştüğünü anlıyoruz ve bunun ne kadar sürdüğünden de haberdarız. Bu bozunma süreçlerinden ‘kısa ömürlü 107Pd-107Ag çürüme sistemi’ ismi verilen biri de bu çalışmanın odağında yer alıyor. Bu zincir, yaklaşık 6,5 milyon yıllık bir yarılanma ömrüne sahiptir ve ilkel Güneş Sistemi’ndeki kısa ömürlü nüklitlerin* varlığını tespit etmek hedefiyle kullanılır.

Araştırmacılar, geçmişte asteroitlerin demir çekirdeklerinin modülü olan 18 farklı demir göktaşı örneği topladılar. Akabinde, içlerinde bulunan paladyum, gümüş ve platini izole ettiler ve bu üç elementin farklı izotop konsantrasyonlarını tespit etmek için bir kütle spektrometresi kullandılar. Bu araştırmada, muhakkak bir gümüş izotopu kritik değere sahipti.

Güneş Sistemi’nin tarihinin birinci birkaç milyon yılı içerisinde, çürüyen radyoaktif izotoplar asteroitlerin metal çekirdeklerini ısıttı. Soğudukça ve daha fazla izotop çürüdükçe, çekirdeklerde bir gümüş izotopu çeşidi (107 Ag) birikti. Araştırmacılar, 107 Ag’nin öbür izotoplara oranını ölçtüler ve asteroit çekirdeklerinin ne kadar hızlı ve ne vakit soğuduğunu ortaya çıkardılar.

Bu, araştırmacıların asteroitleri ve izotopları bu yolla inceledikleri birinci araştırma değildi. Buna rağmen, daha evvel yapılan araştırmalar, ‘galaktik kozmik ışınların’ (GCR’ler) izotop oranları üzerinde yarattığı tesirleri göz önünde bulundurmuyordu. GCR’ler, bozunma esnasında nötron yakalama sürecini bozarak 107 Ag ve 109 Ag ölçüsünü düşürebilir. Ulaşılan yeni sonuçlar, platin izotoplarını da sayarak GCR parazitine karşı düzeltmeler içeriyor.

KARMAŞANIN TEPE NOKTASI

Hunt, “Platin izotop bolluğuna dair yaptığımız ek ölçümler, numunelerin uzayda maruz kaldığı kozmik ışınlardan kaynaklanan bozulmalara karşı gümüş izotop ölçümlerini düzeltmemize imkân tanıdı. Bu sayede, çarpışmaların zamanlamasını geçmiştekinden daha kesin bir halde tarihlendirebildik” diyor: “Ve şaşırtan bir halde, incelediğimiz asteroit çekirdeklerinin tamamı, Güneş Sistemi’nin oluşumundan 7.8 ilâ 11.7 milyon yıl sonra, neredeyse tıpkı anda oluşmuştu.”

Astronomi kelam konusu olduğunda, dört milyon yıllık bir vakit aralığı kısadır. İncelenen asteroitlerin hepsinin çekirdekleri bu kısa vakit zarfında açığa çıktı, yani öteki objelerle çarpışmalar mantolarını üstlerinden sıyırdı. Yalıtkan mantoları yokken, çekirdeklerin tamamı tıpkı anda soğudu. Öteki araştırmalar, soğumanın hızlı biçimde olduğunu ortaya koymuş olsa da vakit dilimini açık biçimde belirleyememişti.

Asteroitlerin, takımın tespit ettiği izotop oranlarına sahip olması için, Güneş Sistemi’nin, mantoları asteroitlerden sıyıran ağır çarpışmalara sahne olan çok kaotik bir yer olması gerekiyordu. Hunt, “O periyotta her şey birbirine girmiş üzere görünüyor” diyor. “Biz de bunun sebebini öğrenmek istedik” diye ekliyor. Pekala, neden bu türlü kaotik çarpışmaların olduğu bir devir yaşanmıştı? Araştırma makalesine nazaran birkaç ihtimal kelam konusu.

KARMAŞA NASIL ORTAYA ÇIKTI

Birinci ihtimal, Güneş Sistemi’nin dev gezegenleriyle temaslı. O devirde bir biçimde göç etmiş ya da kararsız bir haldeyseler, iç Güneş Sistemi’ni yine şekillendirebilir, asteroitler üzere küçük cisimleri dağıtabilir ve çoğalan bir çarpışmalar devrini tetikleyebilirlerdi. Bu senaryoya ‘Nice Modeli’ ismi veriliyor.

Başka ihtimal ise, Güneş bulutsusundaki gaz sürüklenmesi. Güneş şimdi bir protostar (yıldız gibisi gök cismi) haline geldiğinde, tıpkı öbür yıldızlar üzere ‘yıldız bulutsusu’ ismi verilen bir gaz ve toz bulutuyla çevrelenmiş bir haldeydi. Bu diskte asteroitler bulunuyordu ve en sonunda burada gezegenler oluşacaktı. Buna rağmen disk, Güneş Sistemi’nin birinci birkaç milyon yılında değişime uğradı.

Başlangıçta gaz ağırdı, bu durum gaz sürüklemesiyle asteroitler ve gezegenler üzere cisimlerin hareketini yavaşlattı. Bununla birlikte, Güneş git gide daha fazla güneş rüzgârı ve radyasyonu üretti. Güneş bulutsusu hâlâ orada olsa da güneş rüzgârı ve radyasyonu onu savurdu ve dağıttı. Gaz dağıldıkça yoğunluğu azaldı ve gök cisimlerinde daha az sürüklenmeye neden oldu. Ağır gazın sönümleyici tesiri ortadan kalkınca asteroitler hızlandı ve birbirleriyle daha sık çarpışmaya başladı.

Hunt ve meslektaşlarına nazaran, bu olaydaki asıl sorumlu, gaz sürüklenmesinin azalması. Araştırmanın ortak muharriri Maria Schönbächler, “Güneş Sistemi’nin bu hareketli ilkel evresini izah eden en sağlam teori, öncelikle ‘güneş bulutsusunun’ dağılmasından kaynaklandığını ortaya koyuyor” diyor. “Bu güneş bulutsusu, Güneş’in içinde oluştuğu kozmik buluttan geriye kalan gazdır. Birkaç milyon yıl boyunca, güneş rüzgârları ve radyasyonla uzaya savruluncaya dek hâlâ genç Güneş’in etrafında dönmeyi sürdürdü” diye ekliyor: “Yaptığımız araştırma, laboratuvar ölçüm tekniklerinde yaşanan ilerlemelerin, tıpkı güneş bulutsusunun yok olduğu muhtemel devir üzere, ilkel Güneş Sistemi’nde meydana gelen kilit süreçleri açığa çıkarmamıza imkân tanıdığını ortaya koyuyor. Dünya üzere gezegenler o devirde hâlâ doğum sürecindeydi. Sonuçta, bu, gezegenlerimizin nasıl meydana geldiğini daha hakikat biçimde anlamamıza yardım edebilir ve birebir vakitte bize Güneş Sistemi’nin dışındaki oluşumlar hakkında da bir fikir verebilir.”

*Nüklit; bir radyonüklidin radyoaktif bozunması sonucu ortaya çıkan eser.


Yazının yepyenisi Universe Today sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)

Related Posts

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.