Araştırma: Mars’ın çekirdeği sıvı olabilir

Elizabeth Rayne – Mars, kırmızı tozdan, açık kraterlerden ve yüzeydeki kayalık yerden oluşan donmuş bir gezegen üzere görünüyor; pekala ya rüzgârlarla süpürülen yüzeyinin altında neler gizleniyor? NASA’ya ilişkin ‘InSight’ araştırma aracı, bu sorunun cevabını bir toz fırtınasında son ölçümlerini yapmadan çabucak evvel keşfetmiş olabilir.

Mars’ın çekirdeğinin katı mı yoksa sıvı mı olduğu uzun vakitten beri tartışılıyor. Mars çekirdeğini direkt gözlemlemek için bir yol olmasa da InSight aracı bunu yapmayı denedi. SEIS isimli sismometresi*, sıvı bir çekirdeğe dair olası delillere ulaşan birinci araç oldu. Birebir esnada, Rotasyon ve İç Yapı Deneyi (RISE) isimli aygıt, gezegenin yörüngesi üzerinde dönerken sergilediği küçük değişimleri, yani Güneş’in kütleçekiminin itip çekmesinin neden olduğu eksen ‘yalpalamalarını’ ölçüyor.

Kısa mühlet evvel Nature mecmuasında yayınlanan makalede, araştırmacılar, “InSight’ın sağladığı radyo izleme datalarına dair tahlillerimiz, katı bir iç çekirdeğin varlığını dışlıyor ve çekirdeğin formunu gözler önüne seriyor; bu datalar, mantonun derinlerindeki iç yapısında kütle anomalilerinin mevcut olduğunu ortaya koyuyor” dedi.

MARS’IN İÇ BİLEŞİMİNİ ANLAMAK İÇİN ‘NÜTASYON’LARA BAKILABİLİR

RISE, radyo sinyallerini Dünya’ya ileterek misyonunu yerine getirir. Araştırmacılar, iletilen bu sinyallerde gerçekleşen değişimleri takip ederek, alıcılarımıza nazaran bulunduğu pozisyonda yaşanan çok derecede küçük değişimleri saptayabilir. Bu değişimlere, Mars’ın ‘nütasyon’ ismi verilen dönüşündeki yalpalamalar sebep olur. Bu nütasyonlar sonucunda eksenin kat ettiği aralık ve ilerlediği istikamet, Mars’ın iç bileşimine dair bilgi edinmek hedefiyle kullanılabilir.

Kızıl Gezegen’deki sismik dalgalar üzerinde daha evvel gerçekleştirilen ölçümlere bakıldığında, sıvı bir çekirdeğe sahip olduğundan şüpheleniliyordu. Buna rağmen, bu değişimleri radyo sinyallerine bakarak saptamak güç oldu. Gezegenin hareketlerinin yarattığı gürültüden sinyallerin ayrılması biraz vakit gerektirdi. Bunun yanı sıra, Mars toz fırtınalarıyla da çalkalanıyor ve InSight’ın inişinden evvel ve sonra gerçekleşen fırtınalar, gezegenin dönüş suratını bir müddetliğine değiştiriyordu. Dahası, dönüş ekseni, uyduları olan Phobos ve Deimos tarafından uygulanan kütleçekimi kuvvetleri yüzünden de hafif değişimlere uğruyordu.

RISE müşahedelerinin fonksiyonel olması için araştırmacıların, InSight’ın Mars’ta kesin olarak nereye indiğini bilmesi gerekiyordu. İniş vazifelileri iniş alanlarını planlasalar da bu planlar katılık taşımıyor; çünkü onları takip eden bilim insanları dahi, iniş aracının Dünya’ya gönderdiği birinci dataları yorumlayana dek tam manasıyla nerede olduklarını söyleyemiyor.

Dünya’ya RISE’dan ulaşan birinci bilgiler, Belçika Kraliyet Gözlemevi’nde vazifeli radyo bilimci Sebastien Le Maistre tarafından incelendi ve inilen pozisyonun fotoğraflarını çeken Mars Keşif Yörünge Aracı’na (MRO) iniş pozisyonuna dair bir kestirim yüklendi. Elde edilen imaj, InSight’ın yerinin şaşkınlık verici bir isabetle tespit edildiğini ortaya koydu.

NÜTASYONLAR NASIL OLDU DA SIVI BİR ÇEKİRDEĞE İŞARET ETTİ?

RISE, Mars’a iniş yapan aracın kesin biçimde nerede olduğunu öğrenmesinin akabinde, saptadığı nütasyonlar nasıl oldu da sıvı bir çekirdeğe işaret etti? Nütasyonlar, eksen etrafına nazaran saat istikametinin bilakis hareket eden ‘prograd’ yahut bunun karşıtı istikametteki ‘retrograd’ halinde gerçekleşebilir. Le Maistre ve takımı, Mars’ın katı bir manto katmanı altında sahiden de sıvı bir çekirdek barındırması durumunda eksenin geriye hakikat yalpalaması ve çekirdeğin katı olması durumunda biraz daha fazla hareket etmesi gerektiğini zati biliyordu. Araştırmacılar, bu bilgileri InSight aracından sağlanan datalar üzerinde test ettiklerinde, eşleştiklerini gördü.

Araştırmacılar, makalelerinde, “Radyometrik ölçümlere dayanan nütasyon tahlilleri, Mars’ın çekirdeğinin özelliklerine ait direkt varsayımlar sağlayabilen yegâne teknik oldu” bilgisini paylaştı.

Yapılan daha ileri incelemeler, Mars’ın çekirdeğinin büyük ihtimalle sıvı bir demir ve kükürt alaşımından meydana geldiğini ve kesintisiz biçimde konveksiyondan geçtiğini, daha sıcak olan sıvının üst hakikat yükseldiğini ve daha soğuk olan sıvının battığını ortaya çıkardı. Mars’ın çekirdeğinin, Dünya’nın çekirdeğinin bilakis, büsbütün sıvı olduğu da düşünülüyor. Dünya’nın dış çekirdeği bir sıvı demir ve nikel alaşımından oluşur; iç çekirdeği ise katı ve büyük oranda demirden oluşuyor.

Bilim insanları, Mars’ın barındırdığı alt mantonun da erimiş halde olmasının, çekirdeğin boyutunu ve formunu etkileyebileceğini söz etti. Eriyik haldeki bir manto, barındırdığı hususların, etrafını çevreleyen unsurlardan az ya da çok daha ağır olduğu bölgeler olan ‘yer altı kütle anomalilerini’ muhtemel hale getirir. İşte bu anomalilerden birinin, başkasına nazaran yüzeyden çok daha derinlerde bulunduğu tespit edildi. Anomaliler, kendi ekseni üzerinde döndüğü sırada Mars’ın hem yüzeyinin hem de çekirdeğinin yavaşça düzleşiyor olmasını da kısmen açıklayabilir.

Le Maistre, ilerleyen devirde, anomalileri ve sıvı çekirdeği dışlayan birebir bilgi kümesindeki daha fazla RISE verisini incelemeyi umuyor. Mars’la ilgili daha fazla bilgi sağlamayı bekleyen InSight’tan hâlâ muazzam ölçülerde data akışı sağlanıyor. Le Maistre, verdiği bir demeçte, “RISE sadece iç kısmın derinlerine ait değil, tıpkı vakitte atmosfer ve dönüşle de ilgili bilgiler sunuyor. Bilim topluluğu açısından, referans fonksiyonu görebilecek bir oryantasyon ve rotasyon modeli sunabilir” sözlerini kullandı.