Ay Ve Özellikleri Nelerdir?

Ay ve özellikleri Nelerdir?

Ay Dünya’nın tek doğal uydusudur ve bazı özellikleri nedeniyle Güneş sisteminin değişik bir üyesidir 3476 km’lik çapıyla Dünya’nın dörtte biri büyüklüğündedir ve 813 kat daha hafiftir Güneş sisteminde Ay’dan hem daha büyük hem de daha ağır uydular bulunmasına karşın Pluton’un yeni keşfedilen uydusu dışında hiçbiri uydusu oldukları gezegenlerden yoğunluk ve hacim bakımından fazla farklı değildir Dünya-Ay sistemi tam anlamıyla çift gezegen oluşturmaktadır
Gökbilimsel Veriler
Ay Dünya’nın çevresinde Dünya’nın Güneş çevresinde döndüğü düzleme 5° 8’ 43” bir eğimi olan elips biçimli bir yörünge üzerinde döner Dünya’ya olan uzaklığı 356000 km ile 407000 km arasında değişir; ortalama uzaklığı 384000 km’dir Bu uzaklık en yakın durumda olduklarında bile Venüs ve Merih’e olan uzaklığın %1’i kadardır Gökyüzünde gördüğümüz Ay yuvarlağının çapı 31’ 5” 2 dolayındadır
Ay’ın Dünya çevresindeki dönüşünü tamamlayarak gökyüzünde eski durumunu alması 27 gün 7 saat 43 dakika ve 116 saniye alır Dünya Güneş’in çevresinde Ay’ın dönüş yönüyle aynı yönde döndüğü için aynı görünüşe ulaşılması 29 gün 12 saat 44 dakika ve 28 saniye sürer Bu süre iki dolunay arasındaki zamana eşittir ve çok eski zamanlardan beri bilinmektedir Ay’’n ortalama hızı 1023 km/saniye’dir Ve bu değer ortalama açısal hız olarak saatte 33 dakikalık bir açıya eşdeğerdir; bu da Ay’ın çapından biraz fazladır
Uzaydaki hareketinin yanısıra Ay 27 gün 7 saat 43 dakika ve 116 saniyede kendi ekseni çevresinde de döner Bunun sonucu olarak hemen hemen her zaman aynı yüzü Dünya’ya dönüktür Yörüngesel hareketindeki düzensizlikler ve yörüngesinin ekliptik düzleme eğik olması “optik titremeler” yaratarak Dünya’dan Ay’ın yüzeyinin %59’unun görünmesini sağlar Kalan %41’lik bölüm Luna 3 adlı Rus uzay gemisinin Ekim 1959’da fotoğraflarını çekmesine kadar bilinmiyordu O günden bu yana ayrıntılı haritaları çıkarılmıştır
İç Yapısı
Ay’ın iç yapısına ilişkin en önemli ipuçlarını yoğunluğu ve hacmi verir: Ortalama yoğunluğu 334 gr/cm3’tür Apollo Programı 31’in Ay’dan Dünya’ya getirdiği taşların yoğunluğu 31 ve 35 gr/cm3 arasında değiştiği için bu bulgu Ay’ın iç yapısının dış yapısından çok fazla farklı olması –yani yoğunluğunun çok farklı olması- olasılığını azaltmaktadır
Ay’ın litostatik basıncı yüzeyde sıfır ve merkezde 471 kilobar litosferin çoğu yerindeyse ortalama 10 kb’dır Bu değer tipik Ay taşlarının ezici gücünün de üzerindedir ve bu yüzden egemen olan basınç kütlesinin çoğunun katı maddelerden oluşmasına karşın Ay’ın küresel biçimli olmasını sağlar Kütlesinin sertliği Apollo’nun Ay yüzeyine yerleştirdiği sismograflarca da doğrulanmıştır Tüm kanıtların ışığında Ay’ın depremler açısından Dünya’dan çok daha sakin olduğu görülmektedir
Kaydedilen Ay sarsıntılarının merkezlerinin Ay’ın kabuğunun 600-900 km altında olduğu saptanmıştır Bu sarsıntıların sismik kayıtlarının gösterdiği basınç ve esnek dalgalar bu dalgaların yayıldığı katmanların sıvı olamayacağını göstermektedir Ay sarsıntılarının sönme süresinin bu denli uzun olması Ay yüzeyinin ölçülebilen miktarda sismik dalgalar yayabilmesi için oldukça çatlak katmanlardan oluştuğunu göstermektedir
Sismik kayıtların gösterdiği sertlik derecesine koşut olarak Ay’ın uzaydaki hareketi boyunca Güneş rüzgarıyla etkileşmesinin kayıtları da Ay’ın bir iletken gibi davrandığını doğrular İletkenliği 1500°C’de hala katı gibi davranabilen silikon taşlarınkine denktir Ay’ın iki kutuplu bir magnetik alanının olmaması Ay’ın madeni bir çekirdeği olmadığını kanıtlar
Kimyasal Yapısı
Ay’ın kimyasal yapısına ilişkin ilk verileri 1969 yılında Apollo Dünya’ya getirdi Bu verilerin dayandığı taşlar Ay’ın yüzeyinden alınmış olmasına karşın Ay’ın iç yapısının fazlaca farklı olduğunu düşünmek için bir neden yoktur Atomik bileşim olarak Ay’da en fazla bulunan element oksijendir: Ay’ın kabuğunun ağırlık olarak %60’ını oluşturur Oksijeni %16-17 ile silikon %6-10 ile alüminyum %4-6 ile kalsiyum %3-6 ile magnezyum %2-5 ile demir ve %1-2 ile titanyum izler Tüm diğer elementler ağırlık olarak %1’den daha azdır Oksijen silikon ve alüminyum Ay’da da Dünya’da bulundukları miktara yakın miktarda bulunurlar Demir ve titanyum miktarları Ay’da daha fazladır; alkali metaller kömür ve nitrojense Dünya’ya oranla daha az bulunur
Bu elementlerden oluşan bileşiklerden silis (SiO2) ağırlık olarak Ay kabuğunun %40-50’sini oluşturur Dünya’nın kabuğundaki silis miktarı %485’tir Demir oksit (FeO) ve kalsiyum oksit (CaO) Ay’ın kabuğunda %10-20’lik bir ağırlık taşırlar Tüm oksitlenmiş bileşikler Ay’da oksitlenmelerinin en düşük durumunda bulunurlar: çünkü 1100-1200° C ısılarda katılaşmışlardır Ay’da H2O’nun (suyun) hiçbir biçimi bulunmaz; ayda su izine rastlanmamıştır Ay’da bulunan hidrojen Güneş rüzgarlarınca taşınmıştır ve oksitlenmeyle oluşan su hemen Güneş tarafından ayrıştırılır
Yüzey Özellikleri
Daha ayrıntılı teleskopik ve uydu gözlemleri olduğu kadar çıplak gözle yapılan gözlemler de Ay’ın iki farklı türde araziden oluştuğunu gösterir İlki engebeli daha parlak dağlarla doludur ve Ay’ın görünen yarısının üçte ikisini görünmeyen yarısınınsa onda dokuzunu kaplar İkinci türe Latince “denizler” anlamına gelen maria adı verilir Kıtalar için kullanılan “yükseklikler” sözcüğü de gerçek anlamı düşünüldüğünde o alanın tümü yüksek olmadığı için yanlıştır Maria da o alanın suyla hiç ıslanmadığı düşünüldüğünde yanlış bir addır
Ay’ın teleskoplarla incelemesi sonucunda tüm yüzeyinin kraterlerle kaplı olduğu anlaşılmıştır Kraterlerin sayıları çok fazladır; büyüklükleri Mare İmbrium (Yağmur denizi) ya da Mare Orientale (Doğu denizi) gibi oluşumların 1000 km genişliğinden Apollo’nun Dünya’ya getirdiği saydam taşların oluşturduğu 10-20 mikronluk çukurlara kadar değişir Bu oluşumların kökeni artık belirlenmiştir: Asteroitlerden kuyrukluyıldızlara kadar çeşitli gök cisimlerinin etkisiyle oluşmuşlardır Ay’ın yüzeyi bir atmosfer tabakasıyla kaplı olmadığı için Ay’a çarpan tüm cisimlerin Ay üzerindeki etkileri saniyede birkaç kilometrelik kozmik hızlarla oluşmaktadır 3 km/saniye hızla hareket eden bir parçacık aynı ağırlıktaki TNT’nin patlamasıyla çıkan enerjiye eşit miktarda kinetik enerjiye sahiptir Bu kinetik enerji bir etkiyle harcandığında mekanik ya da ısıl enerji olarak başka bir biçim alır; sonuç krater adı verilen izlerdir Küçük ve orta büyüklükteki kraterler vuruş merkezindeki taş tabakalarını ortaya çıkaracak biçimde oluşmuştur 100 km’lik büyük kraterlerin oluşumunda ortaya çıkan ısı tüm krater yüzeyinin eriyik maddelerle kaplanmasına yolaçmıştır Ay’ın yüzeyindeki en büyük oluşumlardan dairesel Maria’da yüzeyin lavlarla kaplanması kraterin oluşumundan yalnızca birkaç yüz milyon yıl sonra oluşmuştur
Bu bilgiler Apollo’nun getirdiği Ay taşlarının mineral bileşimiyle tamamen uyuşmaktadır Mineraloji açısından Ay “maria”sının çukurlarını kaplayan koyu saydam maddenin ana yapısı bazaltlı gabbro olarak tanımlanabilir Bu madde Dünya’daki lavlara benzerse de demir ve titanyumca daha zengindir Buna karşı kıtasal alanları oluşturan taşlar Dünya’daki granitlere benzeyen feldispat taşlarıdır Bunlar Anortozit denen bir çeşit saf feldispat içerirler Anortozitler bazalt taşların demir ya da magnezyumunu alüminyumla değiştirip onların hem daha açık renkli olmasını sağlamış hem de ağırlıklarını azaltmıştır Ay’da anortozitlerin bulunması Ay’ın kabuğunun kimyasal olarak farklılaşmış ve demir gibi ağır elementlerin daha hafif bileşenlere ayrılmış olduğunu gösterir Buna ek olarak anortozitler çoğunlukla iri taneli mineraller içerirler Bunun anlamıysa eriyik durumundayken yavaş yavaş soğudukları dolayısıyla bu olayın Ay yüzünde gerçekleşmediğidir
Ay’daki kayaların fiziksel dokusu kimyasal bileşimlerinden daha da ilginçtir Çünkü bu doku Ay yüzeyi oluşumlarının kökenini ortaya koymaktadır Dikkat çekici olan Ay kıtalarından getirilen gereçlerin ağırlıkla %85-90’ını breşlerin oluşturmasıdır Breşler önceden var olan billursu yapıdaki kayalardan oluşan polimiktik (çeşitli maden tozlarından oluşan) konglomeralardır Bu kayalar ilk katılaşmalarından önce ortaya çıkan olaylar sonucu farklı kökenlerden türemiş köşeli parçalar oluşturarak kaynaşmışlardır Böylesi breşlerin yapısında ani başkalaşımlar (yüksek sıcaklığın ve çarpmayla oluşan basıncın yol açtığı değişiklikler) belirgin biçimde görülür Buradan da çeşitli büyüklüklerdeki gök cisimlerinin yüksek hızlarla Ay yüzeyine çarparak breşlerin kendilerine has yapısını değiştirdiği kesin olarak anlaşılmaktadır Ay yörüngesindeki uzay araçları yerçekiminin son derece yüksek olduğu bölgeler buldu Maskon adı verilen bu bölgeler genellikle maria alanlarının pek çoğunun altında bulunur Bunların çarpma etkileriyle maria alanlarını oluşturan cisimlerdeki maddelerin ya da aynı alanların lav püskürmesi sonucu eriyik durumundaki iç katmanlardan gelen volkanik kayalardaki yoğun maddelerin derine gömülmüş artıklarının kimi yerlerde yoğunlaşması sonucu ortaya çıktıkları düşünülmektedir
Sıcaklık
Ay’ın tek ısı kaynağı Güneş’tir dolayısıyla atmosferden yoksun olmasaydı ortalama sıcaklığı yeryüzününkiyle aynı olacaktı En yüksek ve en düşük sıcaklıklar arasındaki fark çok yüksektir Güneş’in hemen altındaki Ay’ın tropikal bölgesinde yüzey sıcaklığı 130°C’dir; ancak yüzey gün batımına doğru hızla soğur ve gece yarısıyla Güneş’in doğması arasında 173° C düşer Bu yüzden Ay’ın tropikal bölgesindeki günlük sıcaklık değişimi 300°C’ı geçer; suyun günlük kaynama sıcaklığının çok yukarılarından sıvı havanın sıcaklığına kadar değişiklikler gösterir Ancak bu alt ve üst sınırlar yalnızca tropikal bölge ve uzaya açık yüzey için geçerlidir Ay yüzeyindeki maddelerin yalıtıcı özelliklerinden ötürü günlük sıcak ya da soğuk dalgaları yarım metreden daha aşağısını etkilemez: Bu derinliklerde radyo spektrumu içinde kalan ısı yayılımı gün boyunca sabit kalır ve -30° C dolayında bir ortalama sıcaklığa denktir
Oluşum ve Evrim
1969-72 yılları arasında Apollo ekiplerinin Ay’ın çeşitli yerlerinden topladıkları kayaların radyometrik yüzölçümleri Ay’ın yerbilimsel tarihine ilişkin kanıtlar ortaya koydu Her bir bölgede bulunan maddeler arasındaki en eski parçacıkların yaşı 45-46 milyar yıl arasındaydı Bilinen en eski krondritik meteorların yaşı da bu civarda olduğundan tüm Güneş sisteminin yaşı da 46 milyar yıl olabilir Bu yaştaki hiçbir madde büyük parçalar halinde duramayacağından Ay’ın oluşumunun ilk 200 ya da 300 milyon yılı sırasında yani bombardıman etkisi yapacak gezegenler arası maddelerin büyük ölçüde yok olmasından önce Ay yüzeyinin bombalanması sonucu bu maddeler parçalanıp Ay’ın dört bir yanına taşınmış olabilir
Yaş ölçümü sonuçları Ay’ın değişik bölgelerini ortadan kaldıran ve kraterler oluşturan çarpmaların büyük bir bölümünün Ay’ın oluşumunun ilk 500 milyar yılı içinde gerçekleştiğini gösterdi Dairesel maria olarak bildiğimiz oyuklara yolaçan bu çarpmaların en büyüğü Ay’ın oluşumundan 400-800 milyon yıl sonra ya da günümüzden 33-38 milyon yıl önce gerçekleşti Oluşumunun ilk 800 milyon yılında Ay yüzeyinde başka bir bazalt görülmedi 600 milyon yıl sonrasına kadar da yeni bazalt oluşmadı
Ay’ın yaşamının üçte ikisinden çoğunu oluşturan geçtiğimiz 3 milyar yıl içinde Ay’da başka bir şey olmadı Taşlarla kaplı yüzü kozmik havanın etkisinde kalmaya devam etti ve yeni çarpmaların sıklığı giderek azaldı Sonraki milyonlarca yıl süresince Ay’ın yüzeyi gitgide taşlaşmış bir buruşukluk kazandı Bu geçen uzun zaman içinde Ay’da gerçekleşen gelişmeler Güneş sisteminin durumunu yansıtmaktadır; Ay adeta geçmişi yansıtan bir fosil gibidir