NASA’nın Yeni Keşfi: Dünya Okyanuslarının Kozmik Kökenleri Olabilir…
67P kuyrukluyıldızı üzerinde yapılan yeni bir araştırma, suyun Dünya’nınkine benzer olabileceğini gösteriyor. Bu bulgu, Rosetta görevinde daha önce elde edilen yüksek döteryum seviyeleriyle çelişiyor.
Bu durum, kuyruklu yıldızların Dünya’ya su taşımada rol oynamış olabileceğini düşündürüyor; zira önceki ölçümlerdeki toz etkileri sonuçları çarpıtmış olabilir.
Dünya Suyunun Kökeni.
Bilim insanları 67P/Churyumov-Gerasimenko Kuyruklu Yıldızı’ndaki suyun Dünya okyanuslarındaki suyla moleküler bir imzayı paylaştığını keşfetti. Bu bulgu son çalışmalara meydan okuyor ve 67P gibi Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızlarının Dünya’ya su taşımada rol oynamış olabileceği teorisini yeniden canlandırıyor.
Su, hem oluşumunda hem de devam eden varoluşunda Dünya’daki yaşam için her zaman hayati öneme sahip olmuştur. 4,6 milyar yıl önce gezegenimizi oluşturan gaz ve toz bulutunun içinde muhtemelen bir miktar su oluşmuş olsa da, bunun çoğu Dünya’nın ilk zamanlarında Güneş’in yoğun ısısı nedeniyle buharlaşmış olmalıdır. Dünya’nın bu kadar bol miktarda sıvı suya nasıl sahip olduğu uzun zamandır bilimsel tartışmaların konusu olmuştur.
Kuyrukluyıldızların ve Asteroitlerin Rolü.
Çalışmalar, Dünya’nın suyunun bir kısmının volkanik aktiviteden kaynaklandığını, patlamalardan salınan su buharının yoğunlaşıp yağmur olarak düşerek okyanusları doldurduğunu ileri sürüyor. Ancak, kanıtlar ayrıca Dünya’nın suyunun önemli bir kısmının gezegene çarpan asteroitler ve muhtemelen kuyrukluyıldızlar tarafından taşınan buz ve minerallerden kaynaklandığını da gösteriyor. Yaklaşık 4 milyar yıl önce, güneş sisteminin iç gezegenleriyle sık sık gerçekleşen asteroit ve kuyrukluyıldız çarpışmaları, Dünya’nın su tedarikine önemli ölçüde katkıda bulunmuş olabilir.
Asteroit suyunu Dünya’nınkine bağlayan durum güçlü olsa da, kuyruklu yıldızların rolü bilim insanlarını şaşırtmıştır. Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızlarının — erken güneş sisteminden ilkel malzeme içeren ve Satürn yörüngesinin ötesinde oluştuğu düşünülen — birkaç ölçümü, suları ile Dünya’nınki arasında güçlü bir bağ olduğunu göstermiştir. Bu bağ, bilim insanlarının güneş sistemi boyunca suyun kökenini izlemek için kullandıkları temel bir moleküler imzaya dayanıyordu.
Döteryum Oranlarının Araştırılması.
Bu imza, herhangi bir nesnenin suyundaki döteryumun (D) normal hidrojene (H) oranıdır ve bilim insanlarına o nesnenin nerede oluştuğuna dair ipuçları verir. Döteryum, hidrojenin nadir, daha ağır bir türüdür veya izotopudur. Dünya’nın suyuyla karşılaştırıldığında, kuyrukluyıldızlar ve asteroitlerdeki bu hidrojen oranı bir bağlantı olup olmadığını ortaya çıkarabilir.
Çünkü döteryumlu suyun soğuk ortamlarda oluşma olasılığı daha yüksektir. Bu nedenle Güneş’ten uzakta oluşan kuyrukluyıldızlar gibi nesnelerde, asteroitler gibi Güneş’e daha yakın oluşan nesnelere göre daha yüksek bir izotop konsantrasyonu bulunur.
Kuyrukluyıldız Suyu Katkılarının Yeniden Değerlendirilmesi.
Son birkaç on yılda Jüpiter ailesine ait diğer kuyrukluyıldızların su buharındaki döteryum seviyelerinin Dünya’daki suya benzer seviyelerde olduğu ölçüldü.
“Bu kuyruklu yıldızların Dünya’ya su ulaştırmada önemli bir rol oynadığı gerçekten görünmeye başlamıştı,” dedi NASA’nın Maryland, Greenbelt’teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde gezegen bilimci olan Kathleen Mandt. Mandt, 13 Kasım’da Science Advances’ta yayınlanan ve 67P’deki döteryum bolluğunu gözden geçiren araştırmaya öncülük etti.
Rosetta’nın Bulgularından Yeni Görüşler<
Ancak 2014’te ESA’nın ( Avrupa Uzay Ajansı ) 67P’ye yaptığı Rosetta görevi, Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızlarının Dünya’nın su rezervini doldurduğu fikrine meydan okudu. Rosetta’nın su ölçümlerini analiz eden bilim insanları, en yüksek döteryum konsantrasyonunu buldu
herhangi bir kuyruklu yıldızınkinden yaklaşık üç kat daha fazla döteryum içerir ve Dünya okyanuslarında her 6.420 hidrojen atomuna karşılık yaklaşık 1 döteryum atomu bulunur .
Mandt, “Bu büyük bir sürprizdi ve her şeyi yeniden düşünmemize neden oldu” dedi.
Mandt’ın ekibi, döteryum açısından zengin olanların izole edilmesi gibi zahmetli bir süreci otomatikleştirmek için gelişmiş bir istatistiksel hesaplama tekniği kullanmaya karar verdi. 16.000’den fazla Rosetta ölçümünde su. Rosetta bu ölçümleri 67P’yi çevreleyen gaz ve toz “komasında” yaptı. Rosetta bilim insanlarını da içeren Mandt’ın ekibi, Avrupa misyonunun tüm misyonu kapsayan tüm su ölçümlerini analiz eden ilk ekipti. Kuyrukluyıldızlar neyden oluşur? Bu, Rosetta görevinin 67P/Churyumov-Gerasimenko kuyrukluyıldızına cevap bulmayı umduğu sorulardan biridir. Kaynak: NASA Jet Propulsion Laboratory
Sonuçlar ve Gelecekteki Araştırmalar
Araştırmacılar, kuyrukluyıldızlarda ölçülen hidrojen izotop oranlarındaki değişkenliğe hangi fiziksel süreçlerin neden olduğunu anlamak istediler. Laboratuvar çalışmaları ve kuyrukluyıldız gözlemleri, kuyrukluyıldız tozunun bilim insanlarının kuyrukluyıldız buharında tespit ettiği hidrojen oranı okumalarını etkileyebileceğini ve bunun kuyrukluyıldız suyunun nereden geldiği ve Dünya’nın suyuyla nasıl karşılaştırıldığına dair anlayışımızı değiştirebileceğini gösterdi.
“Bu yüzden 67P’de bunun gerçekleştiğine dair kanıt bulup bulamayacağımızı merak ediyordum,” dedi Mandt. “Ve bu, bir hipotez önerdiğiniz ve bunun gerçekten gerçekleştiğini gördüğünüz o çok nadir durumlardan biri.”
Nitekim Mandt’ın ekibi, 67P’nin kuyrukluyıldızındaki döteryum ölçümleri ile Rosetta uzay aracının etrafındaki toz miktarı arasında açık bir bağlantı buldu ve bu da uzay aracının kuyrukluyıldızın gövdesinin bazı kısımlarında yakın mesafeden alınan ölçümlerin, kuyrukluyıldızın gövdesinin bileşimini temsil etmeyebileceğini gösterdi.
Bir kuyrukluyıldız yörüngesinde Güneş’e yaklaştıkça yüzeyi ısınır ve bu da yüzeyden gazın salınmasına neden olur, buna üzerinde su buzu parçaları bulunan toz da dahildir. Araştırmalar, döteryumlu suyun normal suya göre toz taneciklerine daha kolay yapıştığını gösteriyor. Bu toz taneciklerindeki buz komaya salındığında, bu etki kuyrukluyıldızın sahip olduğundan daha fazla döteryuma sahipmiş gibi görünmesine neden olabilir.
Mandt ve ekibi, tozun kuyrukluyıldız gövdesinden en az 75 mil uzaktaki komanın dış kısmına ulaştığında kuruduğunu bildirdi. Döteryum açısından zengin su gittiğinde, bir uzay aracı kuyrukluyıldız gövdesinden gelen döteryum miktarını doğru bir şekilde ölçebilir.
Makale yazarları, bu bulgunun yalnızca kuyrukluyıldızların Dünya’ya su taşımadaki rolünü anlamak için değil, aynı zamanda erken güneş sisteminin oluşumuna dair fikir veren kuyrukluyıldız gözlemlerini anlamak için de büyük etkileri olduğunu söylüyor.
Mandt, “Bu, geçmiş gözlemlerimizi yeniden gözden geçirmek ve gelecekteki gözlemlerimize hazırlanmak için harika bir fırsat olduğu anlamına geliyor, böylece toz etkilerini daha iyi hesaba katabiliriz” dedi.
Referans: Kathleen E. Mandt, Jacob Lustig-Yaeger, Adrienn Luspay-Kuti, Peter Wurz, Dennis Bodewits, Stephen A. Fuselier, Olivier Mousis, Steven M. Petrinec ve Karlheinz J. Trattner, 13 Kasım 2024, Bilim Gelişmeleri .
DOI: 10.1126/sciadv.adp2191
