Planet yang menciptakan Bulan adalah tetangga kita

Penelitian baru dari Max Planck Institute berpendapat bahwa Theia dan Bumi sebenarnya bertetangga secara kosmik: Theia lahir di bagian dalam Tata Surya.

Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, peristiwa paling luar biasa dalam sejarah planet kita terjadi: sebuah benda angkasa raksasa yang disebut Theia bertabrakan dengan Bumi muda.

Bagaimana tabrakan itu terjadi dan apa yang sebenarnya terjadi setelahnya masih belum diketahui secara pasti. Namun, yang pasti adalah ukuran, komposisi, dan orbit Bumi berubah sebagai dampaknya—dan dampak tersebut menandai lahirnya pendamping tetap kita di luar angkasa, yaitu Bumi. Lua.

Makhluk apakah yang secara dramatis mengubah arah perkembangan planet kita? Seberapa besar Theia? Terbuat dari apa? Dan dari bagian Tata Surya manakah ia mengalir menuju Bumi?

Sulit untuk menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini. Bagaimanapun, Theia hancur total dalam tabrakan. Namun, bahkan saat ini Anda dapat menemukannya jejak misalnya pada komposisi Bumi dan Bulan saat ini. Dalam sebuah penelitian baru-baru ini, diterbitkan Pada tanggal 20 November 2025 di majalah Science, para peneliti dari Institut Max Planck untuk Penelitian Tata Surya dan Universitas Chicago menggunakan informasi ini untuk menyimpulkan kemungkinan “Daftar bahan” Theia dan, akibatnya, tempat asalnya.

Proporsi keberadaan isotop logam tertentu dalam suatu benda sangatlah mengungkap. Isotop adalah varian dari unsur yang sama yang hanya berbeda dalam jumlah neutron dalam inti atomnya dan, oleh karena itu, dalam beratnya. Bahkan dalam awan molekuler tempat Matahari kita dan piringan protoplanet terbentuk, isotop unsur-unsur ini tampaknya tidak terdistribusi secara merata.

Sebaliknya: bahkan pada saat itu, bergantung pada jarak dari pusat, pasti terdapat perbedaan proporsi isotop. Dengan demikian, benda-benda planet yang masih tumbuh terbentuk dari bahan bangunan dengan komposisi isotop berbeda, bergantung pada apakah materi tersebut berkumpul dekat atau jauh dari Matahari.

Informasi tentang asal usul bahan penyusun aslinya disimpan dalam komposisi isotop suatu benda planet.

Mencari jejak Theia di Bumi dan Bulan

Dalam studi saat ini, tim peneliti menentukan proporsi isotop besi yang berbeda dalam batuan Bumi dan Bulan dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Untuk tujuan ini, mereka memeriksa 15 batuan Bumi dan enam sampel bulan yang dibawa astronot dari misi Apollo ke Bumi.

Hasilnya tidak mengherankan: seperti yang telah ditunjukkan oleh pengukuran rasio isotop kromium, kalsium, titanium, dan zirkonium sebelumnya, Bumi dan Bulan sama-sama berbeda. tidak bisa dibedakan dalam aspek ini.

Namun, kemiripan yang besar tidak memungkinkan adanya kesimpulan langsung tentang Theia. Ada terlalu banyak kemungkinan skenario tabrakan. Meskipun sebagian besar model berasumsi bahwa Bulan terbentuk hampir seluruhnya dari material Theia, ada kemungkinan juga bahwa Bulan sebagian besar terdiri dari material mantel bumi awal atau batuan dari Bumi dan Theia tercampur secara tak terpisahkan.

Merekayasa balik sebuah planet

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Theia, para peneliti menerapkan semacam rekayasa terbalik pada planet. Untuk melakukan hal ini, mereka tidak menggunakan model komputer kompleks yang mensimulasikan berbagai skenario dampak yang melibatkan Theia, tetapi fokus pada campuran isotop di batuan Bumi dan Bulan.

Berdasarkan rasio isotop yang sesuai pada batuan Bumi dan Bulan saat ini, tim menganalisis komposisi dan ukuran Theia serta komposisi Bumi awal yang dapat menyebabkan keadaan akhir ini.

Dalam penyelidikannya, para ilmuwan tidak hanya mengamati isotop besi, tetapi juga isotop kromium, molibdenum, dan zirkonium. Berbagai elemen memberikan akses ke berbagai fase pembentukan planet.

Terima kasih kepada Theia

Tapi bagaimana kita bisa tahu material mana yang sudah ada dan mana yang dibawa ke sistem Bumi-Bulan oleh Theia? Jauh sebelum pertemuan dahsyat dengan Theia, semacam proses seleksi terjadi di dalam Bumi primitif. Dengan terbentuknya inti besi, beberapa unsur, seperti besi dan molibdenum, terakumulasi di sana; setelah itu, mereka praktis menghilang dari mantel berbatu tersebut. Oleh karena itu, besi yang saat ini ditemukan di mantel bumi hanya dapat “tiba” setelah pembentukan inti, misalnya, di kapal Theia.

Oleh karena itu, logam yang ada di mana-mana, yang digunakan manusia untuk membuat perkakas, kapal, dan jembatan, terutama dapat dikaitkan dengan Theia. Elemen lainnya adalah zirkoniumyang sangat tahan dan hampir tidak mengalami perubahan. Ia telah berada di dalam mantel selama Bumi masih ada dan belum tenggelam ke dalam intinya. Zirkonium dengan demikian mendokumentasikan tidak hanya jendela waktu, tetapi seluruh sejarah pembentukan planet kita.

Para peneliti menggunakan berbagai sumber informasi ini untuk menentukan dari bahan apa dan campuran bahan apa Theia pasti terbuat, dan akhirnya, dari bagian mana dari piringan gas dan debu primitif bahan ini berasal sebelum membentuk Theia.

Meteorit sebagai referensi

Berdasarkan hasil penelitian, rasio isotop material di Theia berbeda jauh dengan yang ada di Bumi. Oleh karena itu, mereka bukan “dari dunia ini” dan masih dapat diidentifikasi dalam campuran material Bumi.

Namun perhitungan matematis mengungkap berbagai skenario dan komposisi Bumi dan Theia sebelum tabrakan mereka. Beberapa skenario ini tidak masuk akal karena tidak sesuai dengan pengetahuan tentang pembentukan awal planet yang juga diperoleh melalui analisis meteorit.

Meteorit yang dapat dianalisis setelah bertabrakan dengan Bumi berusia sama tuanya dengan Tata Surya. Mereka memungkinkan kita mengetahui waktu terbentuknya planet dan benda lain. Oleh karena itu, mereka berfungsi sebagai bahan referensi untuk bahan bangunan yang tersedia selama pembentukan awal Bumi dan Theia.

Meteorit dibagi menjadi beberapa kelas berdasarkan rasio isotopnya: beberapa meteorit berasal dari wilayah dalam piringan pembentuk planet, sementara meteorit lainnya berasal dari wilayah luar.

Rasio isotop mantel bumi paling mirip dengan meteorit dari Tata Surya bagian dalam.

Isotop yang tim kaitkan dengan Theia dalam penelitian ini memiliki proporsi yang sebelumnya tidak diketahui dan tidak sesuai dengan bahan penyusun Bumi.

Dengan membandingkannya dengan kelas meteorit, para peneliti menyimpulkan bahwa Theia pasti berasal dari bagian dalam Tata Surya awal, lebih dekat ke Matahari dibandingkan orbit Bumi saat ini.