Merkür soğudukça büzülüyor: Yeni hesap küçülmenin önceki tahminleri aştığını söylüyor

Merkür, Güneş Sistemi'nin en küçük gezegeni olmakla kalmıyor, her geçen milyar yılda biraz daha küçülüyor. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) Gezegen Araştırmaları Enstitüsü'nden Gaku Nishiyama'nın yürüttüğü yeni çalışma, bu küçülmenin önceki hesapların öngördüğünden daha büyük olduğunu ortaya koydu. Ekibin hesabına göre gezegenin çapı, oluşumundan bu yana yaklaşık 19 ila 23 kilometre kısaldı. Bu, gezegenin iç yapısı ve ısı tarihi hakkındaki varsayımları yeniden masaya yatıran bir sonuç.

Kırışan bir elma kabuğu gibi

Merkür'ün küçülmesi, iç ısısını kaybederek soğumasının doğal bir sonucu. Gezegenin içi soğudukça büzülüyor, katı kabuk ise bu daralan hacme uymak zorunda kalıyor. Sonuç, kuruyan bir elmanın kabuğundaki kırışıklıklara benzer yapılar: kilometrelerce yüksekliğe ulaşabilen ve yüzlerce kilometre boyunca uzanan, gökbilimcilerin "loblu yamaçlar" (lobate scarp) adını verdiği bindirme fayları. Bu fay sırtlarında kabuğun bir parçası diğerinin üzerine itilmiş durumda. Her bir sırtın yüksekliği ve uzunluğu, o bölgede kabuğun ne kadar kısaldığını hesaplamaya imkân veriyor.

Merkür'ün büzüldüğü fikri ilk kez 1974-1975'te gezegenin yanından geçen Mariner 10'un görüntüleriyle ortaya çıktı. Ancak Mariner 10 gezegenin ancak yarısına yakınını görüntüleyebilmişti. Asıl kapsamlı veri, NASA'nın 2011-2015 arasında Merkür yörüngesinde çalışan MESSENGER aracından geldi. Bu verilerle 2014'te yapılan bir çalışma, gezegen yarıçapının 7 kilometreye kadar kısalmış olabileceğini hesaplamıştı.

Yeni yöntem ne farklı yapıyor?

Nishiyama ve ekibi, MESSENGER'ın yüksek çözünürlüklü görüntü ve topografya verilerini yeniden inceledi. Ekibin dikkat ettiği nokta, göktaşı çarpmalarının görece az tahrip ettiği bölgeler oldu. Merkür'ün yüzeyi milyarlarca yıl boyunca kraterlerle örselendiği için bazı fay izleri silinmiş ya da gömülmüş durumda. Daha iyi korunmuş bölgelerdeki fay yoğunluğunu temel alıp bunu gezegenin geneline yaydıklarında, toplam küçülmenin önceki hesaplardan belirgin biçimde fazla olduğu sonucuna ulaştılar.

Başka bir deyişle, önceki tahminler yalnızca bugün görülebilen fayları sayıyordu; oysa çarpışmaların sildiği izler hesaba katıldığında gezegenin "kırışıklık bütçesi" büyüyor. Ekip, bu yaklaşımla hesaplanan küçülmenin önceki tahminleri yüzde 10 ile 30 arasında aştığını belirtiyor. Fark küçük görünebilir, ancak gezegenin iç ısı dengesini hesaplayan modeller için önemli bir düzeltme anlamına geliyor.

Büyük çekirdek, sıcak başlangıç

Daha fazla küçülme, daha fazla ısı kaybı anlamına geliyor. Bu da iki olasılığı öne çıkarıyor. Birincisi, Merkür'ün metal çekirdeği tahmin edilenden de büyük olabilir. Gezegenin çekirdeği zaten yarıçapının yaklaşık yüzde 85'ini kaplıyor ve bu oranla Güneş Sistemi'nde eşi yok. Çekirdek soğuyup kısmen katılaştıkça hacmi azalıyor ve bu, kabuktaki büzülmeye doğrudan yansıyor. İkinci olasılık, gezegenin oluştuğu sırada beklenenden daha sıcak olması. Başlangıçta daha fazla ısıya sahip bir gezegen, soğurken daha fazla büzülür.

Sıcak bir başlangıç fikri, Merkür'ün oluşumuna dair bazı modellerle de uyumlu. Gezegenin erken dönemde büyük bir çarpışma yaşadığı ya da Güneş'e çok yakın, sıcak bir bölgede biriktiği senaryolar, iç ısının yüksek olmasını doğal kılıyor. Her iki senaryonun da sonuçları var. Merkür, Dünya dışında küresel manyetik alana sahip tek kayalık gezegen ve bu alanın sıvı dış çekirdekteki hareketlerden kaynaklandığı düşünülüyor. Çekirdeğin boyutu ve ne kadarının katılaştığı, manyetik alanın bugün nasıl sürdüğünü açıklayan modeller için kritik bir parametre.

BepiColombo kapıda

Yeni hesabın sınanması için beklenen veri çok yakında gelecek. ESA ile Japonya Uzay Ajansı JAXA'nın ortak görevi BepiColombo, Ekim 2018'de fırlatıldı ve Venüs ile Merkür'ün yanından yaptığı bir dizi geçişin ardından Kasım 2026'da Merkür yörüngesine girmeye hazırlanıyor. Görevin iki aracı, Avrupa'nın Merkür Gezegen Yörünge Aracı (MPO) ve Japonya'nın Mio adlı manyetosfer aracı, gezegeni bir yıl boyunca birlikte inceleyecek.

MPO'nun lazer altimetresi ve yüksek çözünürlüklü kameraları, gezegenin topografyasını MESSENGER'dan çok daha düzgün bir kapsama ile haritalayacak. Bu sayede fay sırtları hem güney yarımkürede hem de MESSENGER'ın eksantrik yörüngesi nedeniyle daha kaba görüntülediği bölgelerde ayrıntılı biçimde ölçülebilecek. Manyetik alan ölçümleri ise çekirdeğin büyüklüğüne dair dolaylı ama güçlü ipuçları sağlayacak.

Merkür'ün büzülme tarihi yalnızca bu gezegeni ilgilendirmiyor. Kayalık gezegenlerin nasıl soğuduğu, iç ısılarını ne hızla kaybettikleri ve bunun yüzeylerine nasıl yansıdığı, Mars'tan Ay'a ve yakın yıldızların çevresindeki kayalık ötegezegenlere kadar geniş bir alanda kullanılan modellerin temelini oluşturuyor.