Kembalikan pikiran Anda ke saat Bumi masih bayi. Tata surya adalah tempat pembibitan yang brutal. Fragmen batu raksasa berputar dengan kacau di sekitar matahari muda yang berapi-api, secara teratur membombardir planet-planet bayi. Bumi terbentuk selama periode ini, tepat disebut Hadean, dan tanpa hujan api yang terus-menerus membangun tulang-tulang planet kita, kita tidak akan berada di sini sama sekali.
Dan bulan juga tidak.
Menjelang akhir periode ini, sekitar 4.5 miliar tahun yang lalu, sebuah protoplanet seukuran Mars yang disebut Theia menabrak Bumi dalam tabrakan yang diperkirakan telah melepaskan 100 juta kali lebih banyak energi daripada asteroid yang mengakhiri dinosaurus. Tabrakan itu menghancurkan Theia, melemparkan segumpal material raksasa ke orbit—dan— melahirkan bulan kita.
Kredensial mikro skenario dampak raksasa adalah teori utama tentang bagaimana bulan terbentuk karena sangat cocok dengan apa yang kita amati tentang Bumi dan bulan saat ini. Tetapi para ilmuwan masih memperdebatkan detailnya. Simulasi awal dampak, misalnya, menyarankan bulan sebagian besar terbuat dari bahan Theia, tetapi analisis batuan bulan menunjukkan komposisi geokimia Bumi dan bulan hampir identik.
Sekarang, bagaimanapun, simulasi resolusi tinggi baru, dijelaskan dalam makalah baru-baru ini oleh para ilmuwan dan peneliti Ames NASA di Universitas Durham, dapat membantu mengatasi perbedaan tersebut.
Menurut makalah itu, hasil di sejumlah skenario dampak yang mungkin lebih cocok dengan pengamatan, termasuk orbit dan komposisi bulan. Tapi mungkin yang paling mengejutkan, di mana penelitian sebelumnya menyarankan pembentukan bulan akan memakan waktu berbulan-bulan atau bertahun-tahun, simulasi baru menunjukkan satelit kita terbentuk dan meluncur ke orbit hanya dalam beberapa jam.
Dalam simulasi, yang ditunjukkan dalam video di bawah ini, Theia menyerang Bumi dengan pukulan sekilas. Busur material, yang berasal dari Theia dan Bumi, melecut ke orbit dan membentuk dua benda. Yang lebih besar, ditakdirkan untuk jatuh kembali ke Bumi, meluncurkan yang lebih kecil, bulan, ke orbit yang stabil. Jika tabrakan awal terjadi pada tengah malam, bulan akan terbentuk saat sarapan.
[Embedded content]
Ini bukan upaya pertama untuk menyesuaikan pengamatan kami dengan kisah asal tumbukan raksasa dengan lebih baik.
Para ilmuwan telah mengusulkan dan mensimulasikan sejumlah teori untuk menjelaskan komposisi geokimia bulan. Ini termasuk energi yang lebih tinggi atau dampak ganda, tabrak lari, atau kemungkinan dampak sebelumnya, ketika Bumi masih tertutup oleh lautan magma. Ini masih mungkin, meskipun masing-masing dilengkapi dengan tantangannya sendiri juga.
Di sini, tim mengambil pendekatan yang berbeda, menunjukkan bahwa mungkin masalahnya bukan teorinya, tetapi simulasinya. Simulasi lama menggunakan ratusan ribu atau jutaan "partikel"—Anda dapat menganggap ini sebagai stand-in digital ideal untuk bongkahan Bumi dan Theia, masing-masing mengikuti hukum fisika dalam tumbukan. Simulasi terbaru, di sisi lain, menggunakan ratusan juta partikel, masing-masing berukuran sekitar 8.5 mil (14 kilometer).
Ini rekreasi digital resolusi tertinggi dari pembentukan bulan.
Resolusi membawa mekanisme dampak besar menjadi fokus dengan cara sebelumnya, simulasi yang kurang rinci tidak bisa. Dan dalam prosesnya, pekerjaan itu melemparkan teori baru yang berpotensi lebih sederhana ke dalam topi: Bahwa bulan terbentuk dengan cepat, hanya dalam satu langkah. Tim menemukan skenario ini dapat menghasilkan bulan seperti kita, dari orbit hingga komposisi.
Namun, sementara pekerjaan baru ini menarik, penguatan lebih lanjut akan membutuhkan lebih banyak simulasi resolusi tinggi dan, yang terpenting, misi masa depan mengumpulkan lebih banyak sampel dari bulan itu sendiri.
Apa pun yang ditemukan para ilmuwan, kisah pembentukan bulan memiliki implikasi yang luas. Nya nasib terkait erat dengan bumi, dari pasang surut ke lempeng tektonik dan kebangkitan dan evolusi kehidupan itu sendiri. Jika kita menemukan bulan kita adalah outlier — seperti yang terlihat di tata surya kita, setidaknya — mungkin peluang kehidupan muncul dan bertahan dalam jangka panjang di tempat lain lebih rendah. Kami hanya belum tahu.
Itulah mengapa penting untuk membangun dan mempelajari simulasi seperti ini.
"Semakin kita belajar tentang bagaimana bulan terbentuk, semakin banyak kita menemukan tentang evolusi Bumi kita sendiri," kata Vincent Eke, seorang peneliti di Universitas Durham dan rekan penulis di makalah tersebut, dalam sebuah pernyataan. “Sejarah mereka saling terkait—dan dapat digaungkan dalam kisah planet lain yang diubah oleh tabrakan yang serupa atau sangat berbeda.”
Gambar Kredit: Pusat Penelitian NASA Ames
