Ay'da Sandığımızdan da Fazla Su Var: Ay'ın Güneş Alan Yerlerinde de Su Bulundu!

Uzun yıllardır uydumuz Ay'ın kuru ve ölü bir çölden ibaret olduğu düşünülüyordu. Ama 2009 yılında Ay robotları tarafından toplanan verinin işlenmesi sonucunda, Ay toprağının suyla dolu olmasa bile, nemli olduğu görüldü. Ancak o zaman yapılan çalışmalarda, Ay toprağının ne kadarının bildiğimiz sudan (H₂O), ne kadarının hidroksilden (OH) oluştuğunu tespit edememişlerdi. O dönemde uzmanlar bu Ay neminin çoğunun hidroksil olduğunu düşünmüşlerdi, çünkü bu molekül bildiğimiz sudan daha stabil bir moleküldür.

Ancak 26 Ekim 2020'de Nature Astronomy dergisinde yayınlanan iki makale, Ay'daki suya bakış açımızı değiştiriyor. Araştırmalardan ilkinde uzmanlar Ay yüzeyine ait kızılötesi verileri kullanarak nemin ana kaynağının hidroksil değil, bildiğimiz su (H₂O) olduğunu kesin bir şekilde doğruladılar.^[1] İkinci çalışmada ise eskiden tahmin edildiği gibi suyun sadece Ay'ın güneş görmeyen kutuplarında olmadığı, tam tersine uydumuzun Güneş gören bölgelerinde de bulunduğu gösterildi.^{[2], [3]} Bu durum, Ay'daki suyun sanılandan çok daha yaygın olduğu anlamına geliyor.

Tabii ki bu su, içinde yüzebileceğiniz ya da kolayca erişebileceğiniz miktarda bir su değil; ancak astronomik perspektiften uydumuza daha fazla araştırma görevi göndermemiz gerektiği fikrini doğruluyor.

İlerleyen dönemde bu yeni bilgi ışığında Ay'a gönderilecek robotlar (ve hatta belki insanlar), bu suyu daha yakından inceleyerek, kullanılabilir hale getirebilirler. Ayrıca unutmamak gerekiyor ki su, nerede olursa olsun sudur. Yani Dünya'da içtiğimiz su ile, Ay'da bulunan su birebir aynıdır. Tek sorun, Ay'daki miktarın aşırı düşük olmasıdır; sayısal olarak söyleyecek olursak, Ay'da 1 kilogram (ya da 1 litre) su üretebilmek için, Ay toprağının birkaç bin kilogramının (birkaç tonunun) işlenmesi ve suyun ayıklanması gerekir.^[4]

Ay'daki bu bulgunun yapılabilmesi için de çok ilginç bir teknik kullanıldı: Bir Boeing 747 üzerine yerleştirilen Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi (SOFIA) adı verilen 106 inç çapa sahip bir teleskop yerleştirildi. NASA ve Almanya Havacılık Merkezi (DLR) tarafından işletilen bu uçak, yerden 13.100 metre yükseklikte uçarken, arka kısmını açarak teleskobu göğe çevirdi ve uzayı kızılötesi boyutta inceledi.

Bunun en büyük avantajı şu: Dünya suyla dolu bir gezegen olduğu için, yer teleskopları Ay'a bakarken Ay'dan gelen sinyallerle Dünya'da üretilen kızılötesi sinyaller birbirine karışabiliyor. SOFIA, yerden çok daha yüksekte ve atmosferin çok daha ince olduğu bir seviyede uçarken bu gürültüyü en aza indirebiliyor.

SOFIA'nın 2018 uçuşları sırasında biri Ay'ın bolca Güneş alan Clavius kraterinde, diğeri ekvator bölgesine yakın bir noktada 2 ize rastlandı. Bu izi üreten şey, su moleküllerinin hareketi sırasında esneyip gevşemesidir. 2 hidrojen ve 1 oksijen atomundan oluşan su molekülleri üzerine Güneş ışığı düştüğünde, bu moleküllerin titreşimi dolayısıyla emilen ışık dalgaları ile saçılan ışık dalgaları arasında bir miktar fark oluşur. Bu dalgaboyu değişimi, suya özgü bir imzaya sahiptir ve bilinen başka hiçbir malzeme bu sinyali üretmez. Hawaii Üniversitesi'nde gezegensel bilim araştırmaları yapan ve makalelerin eş yazarlarından olan Shuai Li, şöyle diyor:

Bu tespit, moleküler su açısından çok eşsiz. Tespiti, Ay'ın Güneş alan yüzünde, yani su moleküllerinin morötesi ışınlara maruz kaldığı ve sıcaklıklarının şafak, öğlen ve günbatımında ciddi anlamda değiştiği bir bölgede yaptık. Bu biraz şaşırtıcı, ama kanıtlar tartışmaya yer bırakmıyor. Bildiğimiz kadarıyla bu iz, başka hiçbir şeye ait olamaz.

Normalde Ay'ın atmosferi yok denecek kadar incedir; dolayısıyla yüzeye ulaşan suyun kısa bir süre içinde uzaya kaçarak yok olmasını bekleriz. Ancak NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Casey Honniball'ın söylediğine göre Ay'da suyu astronomik anlamda oldukça bol miktarda görüyoruz ve bu durum, suyun bir şekilde Ay'da üretildiğini ve bir şekilde hapsolduğunu gösteriyor.^[5]

Ay'a suyu getiren ana unsurlar, mikrometeorlar olabilir. Bunlar, Ay yüzeyine her çarptıklarında yüzeye bir miktar su bırakırlar. Bir diğer ihtimal, Güneş'ten saçılan solar rüzgarların taşıdığı hidrojenin, Ay yüzeyindeki oksijen barındıran mineralle tepkimeye girmesi sonucunda hidroksil oluşturmasıdır. Sonrasında mikrometeorların sebep olduğu radyasyon, hidroksili suya dönüştürebilir. Bunlar, Ay'da su üretimi mekanizmasını izah edebilir.

Ay'ın su yüzeyine hapsolması ise başka bir mekanizmaya sahiptir: Normalde Ay'ın her yeri farklı dönemlerde Güneş alır; ancak Ay'daki bazı bölgeler, son birkaç milyon, hatta belki de birkaç milyar yıldır hiç Güneş yüzü görmemiştir.^[6] Ay yüzeyinde her boyutta krater bulmak mümkündür. Bu kraterler nedeniyle o kadar girintili çıkıntılı bir yüzey oluşur ki, Ay yüzeyindeki bazı bölgeler her zaman gölgede kalır. Bu bölgelere kalıcı olarak gölgede (İng: "permanently shadowed region" ya da kısaca PSR veya KOG) adı verilir. Bu bölgelerde sıcaklık, yaklaşık -184^oC civarındadır. Bu bölgelere düşen (veya yukarıda izah ettiğimiz diğer mekanizmalarla oluşan) su, gölge içerisinde hapsolur, buza dönüşür ve bir daha asla Güneş yüzü görmez.

Eş zamanlı olarak yayınlanan ikinci makalede, NASA'nın Ay Keşif Uydusu (İng: "Lunar Reconnaissance Orbiter") aracı sayesinde, KOG bölgelerinin Ay'ın her yerine dağıldığı keşfedildi ve bu durum, suyun da sadece Güneş yüzü görmeyen kutuplarda değil, her yerde olabileceğini düşündürüyor. Bu KOG bölgelerinin birçoğu sadece 1 santimetre çapa sahip, ufak bölgeler olabilir; ancak bunların içerisinde buzun keşfedilmesi, gelecekteki uzay görevleri için büyük öneme sahiptir. Çünkü bu durum, Ay yüzeyine astronot gönderilebilecek bölgelerin sayısını birden arttırmaktadır.

Ay yüzeyinde suyun tam olarak ne kadar yaygın olduğu ve ne düzeyde kullanılabileceği, gelecekteki çalışmalarla netleşecektir. Örneğin NASA'nın Artemis görevi, 2024 yılına kadar Ay yüzeyine yeniden insan gönderimini hedefleyen, sonraki 10 yıldaysa kalıcı bir üssün ilk adımlarını atmayı planlayan bir çalışmadır.^[5] Ancak ne olursa olsun, asırlardır ve hatta milenyumlardır bizi büyüleyen bu uydumuz üzerinde suyun sadece var olmakla kalmayıp, bu kadar yaygın olarak bulunması, sadece Ay görevlerini derinden etkilemekle kalmamaktadır; aynı zamanda uzayda yaşam ile ilgili olasılıkları da güçlendirmektedir.