Dünya ve Ay arasındaki kütleçekimsel etkileşim, Ay'ın bir yarım küresinin sürekli olarak Dünya'dan uzağa bakmasına neden olmuştur. Bu durum, Ay'ın kendi ekseni etrafında dönüşünün, Dünya çevresindeki yörüngesini tamamlama süresiyle aynı olmasıyla açıklanır. Bu olguya senkronize dönüş denir.
Ay'ın Dünya'dan görünmeyen yüzünde, Güney Kutbu-Aitken Havzası adında devasa bir krater bulunmaktadır. Bu krater, kuzey-güney doğrultusunda yaklaşık 1.930 kilometre, doğu-batı doğrultusunda ise 1.600 kilometre genişliğindedir. Yaklaşık 4,3 milyar yıl önce meydana gelen şiddetli bir çarpışma sonucu oluşan bu antik krater, genç Ay'ın erken evrimine dair önemli ipuçları barındırmaktadır.
Yapılan yeni bir araştırmaya göre, bu devasa kraterin şeklinin analizi, Ay'ın oluşumu ve erken evrimi hakkında gizemleri ortaya çıkarıyor. Bilim insanları, Güneş Sistemi'ndeki devasa çarpışma havzalarının ortak bir gözyaşı damlası şekline sahip olduğunu gözlemlemişlerdir. Bu şekil, çarpışmanın gerçekleştiği yönü gösterir.
Önceki tahminler, asteroidin güneyden çarptığı yönündeydi. Ancak yeni analizler, havzanın güneye doğru daraldığını gösteriyor. Bu durum, çarpışmanın aslında kuzeyden gerçekleştiği anlamına geliyor. Bu detay, Artemis görevindeki astronotların bölgeye iniş yaptıklarında karşılaşacakları bilgiler açısından büyük önem taşıyor.
Çarpışma kraterleri, içlerinden dışarıya fırlattıkları materyali eşit şekilde dağıtmaz. Bir havzanın çukurun indiği yöndeki (down range) tarafı genellikle çarpışma sırasında Ay'ın derin iç kısımlarından fırlayan malzemenin kalın bir tabakasıyla kaplanır. Çukurun başlangıç tarafı (upper range) ise bu döküntüden çok daha az pay alır.
Artemis görevlerinin havzanın güney kenarını hedeflemesi ve düzeltilmiş çarpışma yönü bilgisiyle, astronotlar Ay'ın derin iç yapısından örnekler inceleyebilecekleri doğru noktaya inecekler. Bu, aslında sondaj yapmaya gerek kalmadan bir jeolojik çekirdek örneği almak anlamına geliyor.
Bu keşfi daha da heyecan verici kılan şey, dışarıya fırlayan malzemenin içeriğidir. Ay'ın erken tarihinde, gezegen küresel bir magma okyanusuyla kaplıydı. Milyonlarca yıl boyunca soğuyup kristalleşen bu erimiş katmanın ardından ağır mineraller dibe çökerek mantoyu oluştururken, daha hafif mineraller yüzeye çıkarak kabuğu meydana getirmiştir.
Ancak bazı elementler, katı kayalarla bütünleşmek yerine son sıvı magma kalıntılarında yoğunlaşmıştır. Potasyum, nadir toprak elementleri ve fosfor gibi bu artan elementler, KREEP olarak bilinir ve katılaşmaları en sona kalmıştır.
Daha önceki gizem, KREEP'in neden neredeyse tamamen Ay'ın Dünya'ya bakan yakın yüzünde yoğunlaştığıydı. Bu radyoaktif malzeme, yoğun volkanizmaya neden olan ısıyı üretmiş ve Dünya'dan gördüğümüz tanıdık "yüzü" oluşturan koyu bazaltik düzlükleri yaratmıştır. Bu sırada, Ay'ın uzak yüzü yoğun kraterlerle kaplı kalmış ve büyük ölçüde volkanik aktiviteden uzak olmuştur.
Yeni çalışma, Ay'ın kabuğunun uzak yüzünde önemli ölçüde daha kalın olması gerektiğini öne süren bir açıklama sunuyor. Bu asimetri, bilim insanları tarafından hala tam olarak anlaşılamamaktadır. Ekip, uzak yüzün kabuğunun kalınlaşmasıyla birlikte altındaki kalan magma okyanusunu daha ince olan yakın yüze doğru sıkıştırdığını düşünmektedir.
Güney Kutbu-Aitken çarpışması, bu modeli destekleyen kritik kanıtlar sunmaktadır. Havzanın batı yamacında, KREEP zengini malzeme için karakteristik bir element olan radyoaktif toryumun yüksek konsantrasyonları bulunurken, doğu tarafında bu durum gözlenmemektedir.
Bu asimetri, çarpışmanın Ay kabuğunu, uzak yüzün bazı kısımlarının altında hala var olan ince, yama halindeki KREEP zengini magmanın sınırında kestiğini göstermektedir. Bu çarpışma, esasen yakın yüzün KREEP açısından zengin bölgesi ile uzak yüzün daha tipik kabuğu arasındaki geçiş bölgesine bir pencere açmıştır.
Artemis astronotları bu radyoaktif bölgeden örnekler toplayıp Dünya'ya geri getirdiklerinde, bilim insanları bu modelleri benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla test etme fırsatı bulacaklar. Bu kayalar, Ay'ın erimiş bir küreden günümüzdeki jeolojik olarak çeşitlilik gösteren dünyasına nasıl evrildiğini nihayet açıklayabilir. Farklı yarım küreleri, aynı geçmişin birbirinden çok farklı hikayelerini anlatmaktadır.
