9 km çapındaki Stickney Krateri, Phobos üzerindeki en büyük özelliktir.
NASA/JPL-Caltech/Arizona Üniversitesi
Mars’ın iki küçük uydusu vardır: Phobos ve Deimos, ancak kökenleri hâlâ belirsizdir. Bunlar Mars’ın yerçekimi tarafından yakalanan asteroitler miydi, yoksa gezegene dev bir çarpmanın ardından oluşan parçacıklardan mı oluştu?
Japonya’nın Mars Uydu Keşfi (MMX) görevi, bu gizemi çözmek için iki uydudan en büyüğü olan Phobos’tan toprak örnekleri toplamayı amaçlıyor. İngiltere’de yürütülen laboratuvar deneyleri, bilim insanlarının bulguları yorumlamaya hazırlanmasına yardımcı oluyor.
MMX, 19 Ekim’de Japonya’nın güneyindeki Tanegashima Uzay Merkezi’nden bir H3 roketiyle başarıyla fırlatıldı. Yaklaşık iki hafta önce, uzay aracının normal iletişim halinde olduğunu doğrulamak için yer kontrolörleri araçtan ilk sinyali aldı.
Küçük cisimlerin incelenmesi ve bunların meteoritlerle karşılaştırılması – yeryüzüne ulaşan doğal uzay kayaları – bilim insanlarına Güneş Sistemi’nin oluşumu ve evrimi hakkında anlayı kazandırıyor.
1989’da Mars yörüngesindeki konumundan veri toplayan Sovyetler Birliği’ne ait Phobos 2 uzay aracı’ndan yapılan gözlemler ve 2010’larda NASA’ın Infrared Telescope Facility (Kızılötesi Uzay Teleskobu) kullanılarak gerçekleştirilen çalışmalar, Phobos’un kökeni hakkında önemli ipuçları verdi.
Bu çalışmalar, Mars uydusunun, bileşimi hakkında bilgi veren bir gezegen yüzeyinin ışığı nasıl soğurup yansıtmasına ilişkin spektral özelliklerinin, karanlık ve ilkel D-tipi asteroitlerininkine benzediğini gösterdi. Bu asteroitlerin Güneş Sistemi’nin dış kısmında oluştuğu, ardından bazılarının Güneş’e doğru göç ettiği düşünülüyor.
Mars’ın iki ayrı asteroiti yakalamış olması zor açıklanabilir bir durumdur. Alternatif bir öneri, Mars’ın yerçekimi tarafından parçalanmış bir asteroitin parçalarını yakaladığını öne sürüyor. Bu parçacıklar, ardından uyduların oluştuğu bir malzeme diski meydana getirdi.
Deneyler, Mars malzemesinin Phobos’a çarptığında uydunun yüzeyinin yakınında algılanabilir parçacıklar bırakabileceğini gösteriyor. Bir ışık-gaz silahı, kayalık olivin mineralinden parçacıkları, Phobos toprağına benzetilen bir malzemeye fırlattı. Beyaz ve yeşil malzeme, olivin mermisinin artıklarıdır.
Bununla birlikte, bu durum uzak dış Güneş Sistemi’nden bir cismin Mars’a nasıl ulaştığı sorusunu akla getiriyor. Başka bir teori ise Phobos ve Deimos’un, büyük bir cismin Mars’a çarptığında yörüngeye püskürtülen parçacıklardan oluştuğunu öne sürüyor.
Bu senaryo, yörüngelerinin bazı yönlerini açıklayabilsde, bileşimlerinin böyle bir çarpışmadan beklenen bileşimle uyumlu olup olmadığı konusunda sorular akılda kalıyor. Bu olasılıklar arasındaki farkı ayırt etmek, her iki uyduyu inceleyecek ve Phobos’tan örnekleri Dünya’ya getirecek olan MMX görevinin büyük hedeflerinden biri.
Phobos yalnızca 22 km çapında; yerçekimi, Dünya’nın uydusu gibi onu küresel bir şekle sokacak kadar güçlü değil.
NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Peki ya Phobos başka yerlerden gelen malzeme içeriyorsa? Mars’ın en büyük uydusu, başka bir önemli ipucu taşıyor olabilir: Güneş Sistemi’nin başka bir bölümünden getirilen malzeme.
Mars’taki büyük çarpışmalar, kayaları uzaya püskürtebilir ve bunlardan bazıları sonunda Phobos’a ulaşabilir. Uyduya doğrudan çarpan asteroitler de parçacıkları geride bırakabilir. Bilim insanları buna exogenous (dışsal) malzeme diyor.
MMX için hazırlıklar
Yaklaşık on yıl önce, bu süreci laboratuvar deneyleri ve sayısal simülasyonlarla inceledim. Araştırmam, cisimlerin başka bir gezegen cismine çarpıştığında, nispeten düşük çarpışma hızlarında bile hedefin yüzeyinde malzeme bırakabileceğini gösterdi.
Yıllar sonra, NASA’nın asteroid Bennu’ya yönelik Osiris-Rex görevi ve Japonya’nın asteroid Ryugu’ya yönelik Hayabusa2 görevi, hedef asteroitlerindeki çarpışmalarla ilişkili yabancı malzemeleri tespit etti. Phobos’ta Mars’tan kayalardan parçacıklar veya asteroit parçacıkları bulmak, benzer şekilde uydunun çarpışma geçmişini yeniden inşa etmeye ve kökeni hakkında ışık tutmaya yardımcı olabilir.
MMX görevi, 19 Ekim’de Japonya’nın güneyindeki Tanegashima Uzay Merkezi’nden fırlatıldı.
2023 yılında, MMX görevinde katılımcı bilim insanı olarak seçildim ve yüzey bilimi ile jeoloji SST (bilim strateji ekibi)’ne katıldım. Araştırmalarım, uyduların yüzeylerini şekillendiren süreçlerle, özellikle de çarpışmalarla ilgileniyor.
Farklı uzay aracı aletlerinden gelen gözlemleri birleştirerek, uyduların çarpışma geçmişlerini anlamak için krater sayıları ve boyutlarını çalışmayı hedefliyorum. Aynı zamanda Phobos üzerinde yabancı malzemenin tespit edilebilir olup olmadığını belirlemek istiyorum.
Eğer yakalanan asteroit kurancı doğruysa, MMX dış Güneş Sistemi’nde oluşmuş ilkel bir nesneyi araştıracak. Eğer uydular, Mars’a yaşanan dev çarpışmanın ardından oluşmuşsa, Mars’tan ve ona çarpan nesneden kayalık parçalar içerebilirler. Bu, MMX’in Phobos’tan topladığı malzemenin bileşimlerindeki belirgin farklarda ortaya çıkabilir.
Uzay çarpışmalarını yeniden oluşturma
Laboratuvar deneyimleri, bilim insanlarının MMX uzay aracının aletlerinin ne tespit edebileceğini tahmin etmesine zaten yardımcı oluyor. Gezegen bilim insanlarını destekleyen bir toplum olan Europlanet’in mali desteğiyle, Kent Üniversitesi’nde bir deney kampanyası başlattım.
Deneyler, yüksek hızlarda nesneleri fırlatan bir cihaz (ışın gazlı tüfek) kullanarak, her iki oluşum senaryosunda da Phobos’un yüzeyini simüle eden malzeme hedefine mermiler fırlattı.
Krater oluşumunun çarpışma hızına ve nesnenin boyutuna nasıl bağlı olduğunu inceledik. Aynı zamanda Mars’tan fırlatan malzemenin Phobos’u kirletebileceğini test ettik.
MMX uzay aracı, örnek toplamak için Phobos’a iniş yapacak.
Deneyimlerimiz, bu sürecin deney sırasında geçerli olan koşullar altında mümkün olduğunu gösterdi. Bu deneyler doğal süreci ve çarpışma hızlarını yeniden oluşturabilir. Bu çalışma, Royal Astronomical Society’nin Monthly Notices dergisine sunuluyor.
Oxford Üniversitesi’nden erken dönem araştırmacıları Dr Emelia Branagan-Harris, Açık Üniversite’den (The Open University) Dr Ben Rider-Stokes ve Leicester Üniversitesi Uzay Enstitüsü’nden Dr Vassi Spathis ile birlikte, uzay aracı örnekleri toplamadan önce MMX’in enstrümanlarının, Phobos’un yüzey katmanında Mars’tan gelen tanecikleri tespit edebilecek olup olmadığını da inceledik. Bu çalışma şu anda MNRAS’ta güncelleme aşamasında.
Gelecek deneyler
Yabancı malzemenin uzaktan tespit edilebilmesi durumunda, bilim insanları gözlemleri yorumlama ve en faydalı bilgiyi sağlayacak toprak örneklerini seçme konusunda daha iyi donatılmış olacak. Bulgularımızı Eylül ayında Hollanda’nın Lahey kentinde düzenlenen Europlanet Bilim Kongresi’nde sunduk.
Sırada ne var? Leicester Üniversitesi’nde Hard Rocks adını taşıyan araştırmacı ekibimiz, Phobos’ta olası organik madde varlığını incelemek için deneyler tasarlıyor.
Organik bileşikler zorunlu olarak hayatın kanıtı değildir; aynı zamanda biyolojik olmayan süreçlerle de oluşabilir veya asteroitler tarafından taşınmış olabilir. Ancak Phobos’un tarihine dair çok şey anlatabilirler ve Mars’ın uydularının nasıl oluşup evrimleştiğine dair anlayışımızı derinleştirebilirler.
İster yakalanmış asteroitler olsun, ister büyük bir çarpışmanın kalıntıları, yüzeyleri ve geri getirilen örnekler oluşumlarına dair önemli ipuçları ortaya koyabilir. Phobos aynı zamanda Mars’tan veya uzak asteroitlerden taşınmış malzemeni de koruyorsa, bu küçük uydular Güneş Sistemimizi şekillendiren çarpışma ve hareketlere dair çok daha büyük bir hikaye anlatabilir.
- Mars Uyduları Keşfi (Martian Moons eXploration)
Bu gelişme hakkında düşüncelerinizi, donanım deneyimlerinizi veya sorularınızı Topluluk Forumumuzda paylaşın.
Foruma Katıl & Yanıtla ➔
