Yeni bir araştırma, Ay ve Dünya kayalarında bulunan izotopların muhtemel kökenlerini hesapladı ve 4,5 milyar yıl önce Dünya’yla çarpışarak Ay’ı oluşturan Mars büyüklüğündeki Theia’nın büyük ihtimalle Güneş Sistemi’nin iç kesimlerinden kaynaklandığını buldu.
Science dergisinde yayımlanan çalışmanın yazarları, “Bu sürecin çoğu modeli, Ay’ın büyük ölçüde Theia’dan türetilen maddelerden oluştuğunu öngörüyor” diye yazıyor .
“Eğer Theia, proto-Dünya’dan izotopik olarak farklı olsaydı, bu durum Ay ile Dünya’nın mantosu arasında izotopik bir fark yaratırdı.”
Aynı elementin izotopları aynı sayıda protona, ancak farklı sayıda nötrona sahiptir.
Bu izotopların oranlarındaki farklılıklar, genç Güneş’in yörüngesinde dönen ve gezegenler ile meteoritleri oluşturmak üzere bir araya gelen gaz ve tozun ‘ protoplaneter disk ‘ içindeki eşitsiz dağılımı da dahil olmak üzere çeşitli süreçlerden dolayı Güneş Sistemi’ndeki nesneler arasında ortaya çıkar.
Güneş Sistemi’nin iç ve dış kısımlarında oluştuğu düşünülen karbonlu olmayan (NC) ve karbonlu kondrit (CC) meteoritleriyle yapılan karşılaştırmalar sayesinde, izotop oranları gök cisimlerinin başlangıçta nerede oluştuğuna dair ipuçları sağlayabilir.
Yazarlar, “Ay örneklerinin ölçümleri, Dünya ve Ay’ın oksijen (O), kalsiyum (Ca), titanyum (Ti), krom (Cr), zirkonyum (Zr) ve tungsten (W) dahil olmak üzere ölçülen tüm elementler için benzer kütleden bağımsız izotopik bileşimlere sahip olduğunu göstermiştir” diye yazıyor.
“Ölçülebilir izotopik farklılıkların olmaması ve buna hangi sürecin sebep olduğu konusundaki belirsizlik, Theia’nın oluşum bölgesinin belirlenmesini engelledi.”
Yeni araştırmada, Ay örneklerinde, karasal kayalarda ve meteoritlerde demir izotopları ölçüldü ve bir kez daha Dünya ile Ay’ın bileşiminin birbirinden ayırt edilemez olduğu bulundu.
Yazarlar, “Sonuçlarımızı diğer elementlerin sonuçlarıyla birleştirerek Theia ve proto-Dünya için kütle dengesi hesaplamaları yaptık” diye yazıyor.
Bu, Theia’nın ve erken Dünya’nın hangi bileşimlerinin ve boyutlarının sistemin bugünkü durumuna yol açabileceğini hesaplamayı içeriyordu.
“Theia’nın tamamının ve Dünya’nın diğer bileşenlerinin çoğunun Güneş Sistemi’nin iç kısımlarından kaynaklandığını bulduk. Hesaplamalarımız, Theia’nın Güneş’e Dünya’dan daha yakın bir yerde oluşmuş olabileceğini gösteriyor,” diye bildiriyorlar.
“En makul senaryo, hem proto-Dünya’nın hem de Theia’nın ağırlıklı olarak NC materyalinden oluştuğu ve Theia’nın NC meteoritlerine ve BSE’ye [toplu silikat Dünya] göre s-işlem materyali bakımından daha zengin olduğudur.”
‘Yavaş nötron yakalama süreci’ (s-süreci) ve ‘hızlı nötron yakalama süreci’ (r-süreci), yıldızlarda demirden daha ağır elementler oluşturmak için gerçekleşen bir dizi reaksiyondur. r-süreci, s-sürecine göre daha ağır elementler ve daha fazla nötron zengini izotop üretir.
Yazarlar, “NC gök cisimleri arasında ölçülen s-işlem değişiminin, Güneş Sistemi’nin iç kesimlerinde güneş merkezli bir eğimi yansıttığı öne sürüldü. Eğer bu doğruysa, tercih ettiğimiz senaryo, Theia’nın Güneş’e, Dünya’yı oluşturmak için biriken malzemenin çoğundan daha yakın bir yerde oluştuğu anlamına geliyor,” sonucuna vardılar.