Güçlü, Manyetik Alanlar Ay'ın Kalıcı Gizemlerinden Birini Açıklayabilir

Apollo’nun Ay'dan dönüşünden bu yana yarım yüzyıl geçti ve yine de Dünya’ya getirdiği ay örnekleri bizi şaşırtmaya devam ediyor.

Bu kayalardan bazıları 3 milyar yıldan daha yaşlı ve Dünya'daki gibi güçlü bir jeomanyetik alanın varlığında oluşmuş gibi görünüyor. Ama bugün Ay'ın bir manyetosferi yok; çok küçük ve yoğun, çekirdeğine kadar donmuş durumda.

Dünya'nın aksine, Ay'ın içi, her şeyden önce bir jeomanyetik alan üreten elektriksel olarak iletken malzeme ile dolu değildir. Peki, neden ay taşları bize aksini söylüyor?

Ay, düşündüğümüz kadar hızlı donmamış olabilir; birkaç milyar yıl önce, iç çekirdeği hala biraz eriyik olabilir.

Ancak manyetik alan şaşırtıcı derecede uzun bir süre devam etmiş olsa bile, bu alanın gücünün, Ay'ın büyüklüğü göz önüne alındığında, yüzey kayalarının bize söyledikleriyle eşleşmesi olası değildir.

Bazı bilim insanları, Ay'ın eskiden daha fazla sallandığını ve bunun da merkezindeki sıvıyı biraz daha uzun süre akıttığını öne sürüyorlar. Sabit meteorlar Ay'a enerji konusunda bir destek de vermiş olabilirler.

Araştırmacılar daha önce bu soruya yeni bir bakış açısı getirerek, ay yüzeyindeki yamaların kısa süreli yoğun manyetik aktivite patlamalarına maruz kaldığını öne sürdüler.

Bu son çalışmada, ABD'deki Stanford ve Brown Üniversitesi'nden bir ikili, bu kısa ömürlü ama güçlü alanların nasıl oluşabileceğini anlatan bir model önerdi.

 Gezegen bilimci Alexander Evans, "Güçlü bir manyetik alana milyarlarca yıl boyunca sürekli olarak nasıl güç sağlanacağını düşünmek yerine, belki de aralıklı olarak yüksek yoğunluklu bir alan elde etmenin bir yolu vardır" diye açıklıyor.

"Modelimiz bunun nasıl olabileceğini gösteriyor ve Ay'ın iç yapısı hakkında bugüne kadar bildiklerimizle tutarlı."

Ay'ın varlığının ilk milyarlarca yılında, çekirdeği yukarıdaki mantodan çok daha sıcak değildi. Bu, Ay'ın iç kısmından gelen ısının dağılacak hiçbir yeri olmadığı anlamına geliyordu, bu da genellikle erimiş malzemenin hareket etmesine neden olan şeydir. Daha hafif, daha sıcak parçalar soğuyana kadar yükselme eğilimi gösterirken, daha yoğun, daha soğuk parçalar ısınana kadar batar ve bu böyle devam eder.

Başka bir şey ortalığı karıştırıyor ve bir manyetik alan oluşturuyor olmalıydı.

Gençliğinde, muhtemelen bir erimiş kaya okyanusu Ay'ı kapladı ve nesne soğudukça, bu kaya biraz farklı oranlarda katılaştı.

Olivin ve piroksen gibi en yoğun mineraller önce dibe çöker ve soğur, titanyum gibi daha hafif elementler ise yukarı doğru yüzer ve en son soğur.

Bununla birlikte, titanyum açısından zengin kaya, aşağıdaki katılardan daha ağır olurdu ve Ay'ın kabuğuna yakın parçaların mantodan çekirdeğe düşmesine neden olurdu.

Araştırmacılar, bu batma etkisinin en az 3,5 milyar yıl öncesine kadar devam ettiğini ve bir milyar yılda en az yüz titanyum açısından zengin malzemenin 'dibe vurduğunu' düşünüyorlar.

Yarıçapı yaklaşık 60 kilometre olan bu devasa levhalardan biri çekirdeğe bağlandığında, sıcaklıktaki uyumsuzluk, güçlü bir manyetizma darbesi oluşturacak kadar güçlü, şaşırtıcı bir konveksiyon akımını geçici olarak yeniden ateşleyecekti.

Evans, "Bunu biraz sıcak bir tavaya düşen bir su damlası gibi düşünebilirsiniz" diyor. "Çekirdeğe dokunan gerçekten soğuk bir şey var ve aniden çok fazla ısı dışarı akabilir. Bu, çekirdekte çalkalanmanın artmasına neden olur, bu da size aralıklı olarak güçlü manyetik alanlar verir."

Bu yeni model, farklı ay kayalarının neden farklı manyetik imzalar gösterdiğini açıklamaya yardımcı olabilir. Ay'ın manyetosferi sabit veya tutarlı bir fenomen olmayabilir.

Yazarlar şimdi, yalnızca ara sıra daha güçlü bir kuvvet tarafından delinmiş olan zayıf bir manyetik arka planı tespit edip edemeyeceklerini görmek için ay kayalarına bakarak açıklamalarını test ediyorlar. Daha zayıf bir manyetik alan varlığı, daha güçlü bir manyetosferin kural değil istisna olduğunu düşündürür.

Çalışma Nature Astronomy'de yayınlandı.