Ay

Ay, Dünya’nın tek doğal uydusudur ve Güneş Sistemi’nde beşinci büyük doğal uydu konumundadır. Çapı, kütlesi ve yüzey özellikleri bakımından detaylı bir şekilde incelenmiş olan Ay, hem jeolojik yapısıyla hem de astronomik gözlemler açısından önemli bir araştırma konusudur. Yer’den ortalama 384.400 kilometre uzaklıkta bulunan bu gökcismi, yörünge hareketleri, yüzey morfolojisi, iç yapısı ve kökeni gibi pek çok teknik bakımdan analiz edilmiştir.

Fiziksel Özellikler

• Çap (Ekvatoryal): 3.474,8 km
• Kütle: 7.342 × 10²² kg (Dünya'nın %1.23'ü)
• Yoğunluk: 3.344 kg/m³
• Yüzey Yerçekimi: 1.62 m/s² (Dünya'nın yaklaşık %16.6'sı)
• Kaçış Hızı: 2.38 km/s
• Albedo (Yansıtabilirlik): Ortalama 0.12
• Yüzey Sıcaklığı:
• • Gündüz: Yaklaşık 127 °C
  • Gece: Yaklaşık -173 °C

Ay, atmosferik birikimin oldukça düşük olduğu, teknik anlamda “egzosfer” olarak adlandırılabilecek ince bir gaz katmanına sahiptir. Bu nedenle ses iletimi yoktur ve yüzey sıcaklıkları gündüz-gece arasında büyük farklılıklar gösterir.

Yörünge ve Dönme Hareketi

Ay, Dünya çevresinde yaklaşık 27.3 günlük bir yörünge dönemi ile hareket eder. Ancak, Dünya-Ay sisteminin Güneş etrafındaki hareketi nedeniyle sinodik dönemi (Yeniay'dan Yeniay'a geçen süre) 29.5 gündür. Ay, Dünya’ya kütleçekimsel olarak kilitlenmiştir (tidal locking) ve bu nedenle sürekli olarak aynı yüzü Dünya’ya dönüktür.

• Yörünge Uzaklığı (Ortalama): 384.400 km
• Yörünge Dış Merkezliği: 0.0549
• Yörünge Eğikliği (Ekliptiğe göre): 5.145°
• Dönme Süresi: 27 gün 7 saat 43 dakika

Bu kütleçekim kilitlenmesi, Ay’ın librasyon adı verilen küçük yalpalama hareketlerini hariç tutarak Dünya’dan yalnızca bir yüzünün görülmesine neden olur.

İç Yapı

Ay’ın iç yapısı, sismik veriler ve Apollo görevleriyle getirilen örnekler sayesinde modellenmiştir. İç yapısı genel olarak üç katmandan oluşur:

• Kabuk: Ortalama kalınlığı 50 km’dir. Kabuk, anortozit ağırlıklı bileşimden oluşur.
• Manto: Yaklaşık 1.000 km derinliğe kadar uzanır. Magmatik kökenli kayaçlar içerir.
• Çekirdek: İç çekirdek büyük oranda demir ve az miktarda kükürt/nikel içerir. Kısmen eriyik haldedir ve çapı yaklaşık 350 km’dir.

Ay’ın manyetik alanı zayıftır ve kalıcı bir manyetosfere sahip değildir. Ancak yüzeyde lokalize, zayıf kalıcı manyetik anomaliler tespit edilmiştir.

Yüzey Özellikleri

Ay yüzeyi temel olarak iki ana coğrafi yapıdan oluşur:

• Maria (Latincede “denizler”): Ay’ın bazaltik lavlarla kaplanmış koyu renkli düz ovalarıdır. Dünya’dan bakıldığında koyu lekeler olarak görünür.
• Terrae (Dağlık bölgeler): Daha yaşlı, yüksek irtifalı ve kraterlerle yoğun şekilde işlenmiş alanlardır.

Kraterler

Ay’ın yüzeyi büyük ölçüde meteorit etkileriyle şekillenmiş olup binlerce kraterle kaplıdır. En büyük çarpma havzalarından biri Güney Kutbu–Aitken Havzası’dır. Çapı yaklaşık 2.500 km, derinliği ise yaklaşık 13 km’dir.

Regolit

Ay yüzeyini kaplayan toz ve kırık kayaç karışımına regolit adı verilir. Regolit, mikrometeorit çarpışmaları, güneş rüzgârı ve kozmik ışınların etkisiyle oluşmuştur. Kalınlığı yer yer 2 ila 20 metre arasında değişmektedir.

Jeolojik Evrim

Ay’ın jeolojik evrimi dört ana döneme ayrılır:

1. Pre-Nektaryen (4.5 – 3.9 milyar yıl önce): En eski kabuğun oluşumu.
2. Nektaryen (3.9 – 3.8 milyar yıl önce): Büyük çarpma havzalarının oluştuğu dönem.
3. Imbriyen (3.8 – 3.2 milyar yıl önce): Volkanik aktiviteyle Maria'nın oluştuğu dönem.
4. Eratosten ve Kopernik Dönemleri (3.2 milyar yıl önceden günümüze): Giderek azalan volkanizma ve yeni krater oluşumlarıyla karakterizedir.

Oluşum Teorisi

Ay’ın kökeniyle ilgili en yaygın kabul gören model büyük çarpışma hipotezidir. Bu hipoteze göre, yaklaşık 4.5 milyar yıl önce Mars büyüklüğünde bir gökcismi (Theia), genç Dünya ile çarpışmış ve bu çarpışma sonucunda fırlayan maddelerden Ay oluşmuştur. Bu model, Ay’ın düşük demir içeriği ve Dünya ile benzer izotop oranlarını açıklamada başarılıdır.

Alternatif hipotezler şunlardır:

• Ko-akresyon teorisi: Dünya ile aynı anda oluşum.
• Fırlatma teorisi: Dünya’dan koparak ayrılma.
• Yakalama teorisi: Başka bir cismin Dünya tarafından yakalanması.

Ancak bu modeller, kimyasal ve izotopik verilerle yeterince örtüşmemektedir.

Gözlemsel Özellikler

Ay, gökyüzünde en parlak ikinci gökcismidir. Görünür parlaklığı fazlarına göre değişir ve dolunay evresinde -12.7 kadire kadar ulaşabilir. Gözlemlenebilir fazlar, sinodik periyot boyunca değişen Güneş-Ay-Dünya geometrisinin sonucudur. Ay tutulmaları ve Güneş tutulmaları bu hizalanma süreçleri sırasında gerçekleşir.

İnsan Araştırmaları

1969–1972 arasında gerçekleştirilen Apollo görevleri, Ay yüzeyine altı insanlı inişle sonuçlanmıştır. Toplamda 382 kilogram kaya ve regolit örneği Dünya’ya getirilmiş, Ay yüzeyi üzerinde jeolojik ölçümler yapılmıştır. Bu veriler, Ay'ın yapısı, kökeni ve evrimi hakkında birçok sorunun yanıtlanmasını sağlamıştır.