Sistem Bumi dan Bulan seperti planet ganda jika dilihat dari jauh di luar angkasa. Gambar: AOES Medialab, ESA
ANTARIKSA -- Bumi dan bulan tidak hanya dekat dalam jarak, tetapi juga memiliki hubungan interaksi yang membingungkan. Bulan hadir dengan sinar teduhnya ketika Bumi ditinggalkan sinar matahari. Mungkin, itu juga berlaku bagi bulan, di sisi gelapnya yang dingin.
Pencarian rantai hubungan tak biasa bulan dan bumi sudah lama dilakukan, terutama pada era astronomi modern. Namun, para ilmuwan masih tidak yakin tentang bagaimana sebenarnya bulan terbentuk. Bulan lahir seratus juta tahun setelah penciptaan tata surya. Artinya, bulan tidak terlibat dalam proses pembentukan planet-planet. Hal ini membuat para ilmuwan bertanya-tanya, apa penyebab lahirnya satelit planet kita itu.
Setidaknya ada tiga teori terbaik yang saat ini menjelaskan kelahiran sang penerang malam. Berikut adalah penjelasannya.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Hipotesis Tabrakan Raksasa
Teori yang saat ini dipakai luas dan didukung oleh komunitas ilmiah adalah hipotesis tabrakan raksasa. Teori ini menunjukkan bahwa bulan terbentuk ketika sebuah benda menabrak Bumi yang masih muda. Seperti planet lain, Bumi terbentuk dari sisa awan debu dan gas yang mengorbit matahari yang juga masih muda. Tata surya awal adalah tempat yang kejam, dipenuhi sejumlah benda raksasa yang gagal menjadi planet. Salah satunya jatuh ke Bumi, tidak lama setelah planet kita merayakan penciptaannya.
Dikenal sebagai Theia, benda seukuran Mars itu menabrak Bumi dengan kejam, melemparkan potongan kerak planet muda yang menguap ke luar angkasa. Gravitasi mengikat semua partikel yang dikeluarkan, menciptakan benda bulat terbesar di tata surya dalam kaitannya dengan planet induknya: bulan tercipta.Ilustrasi tabrakan yang menciptakan bulan. Gambar: ESA
Formasi semacam ini akan menjelaskan mengapa bulan sebagian besar terdiri dari unsur-unsur yang lebih ringan, membuatnya kurang padat dibanding Bumi. Itu karena bahan yang membentuknya berasal dari kerak bumi, sementara inti berbatu dari Bumi tidak tersentuh. Saat materi berkumpul, mereka berpusat di dekat bidang ekliptika Bumi, di mana bulan saat ini mengorbit.
"Ketika Bumi muda dan tubuh nakal (theia) ini bertabrakan, energi yang terlibat 100 juta kali lebih besar daripada peristiwa yang diyakini telah memusnahkan dinosaurus," kata NASA.
Meskipun ini adalah teori yang paling populer, namun masih terdapat bolong-bolongnya. Sebagian besar pemodelan menyatakan, lebih dari 60 persen materi bulan harusnya terdiri dari bahan dari Theia. Sementara sampel batu dari misi Apollo menunjukkan hal yang sebaliknya. Apollo benar-benar mengindikasikan bahwa bulan adalah 'tulang rusuk' Bumi yang patah. Pasangan yang serasi.
"Dalam hal komposisi, Bumi dan bulan hampir kembar. Komposisi yang berbeda hanya beberapa bagian saja dalam satu juta," kata Alessandra Mastrobuono-Battisti, astrofisikawan di Institut Teknologi Israel di Haifa kepada Space.com.
"Kontradiksi (pemodelan dan Apollo) ini telah memberikan bayangan panjang pada model tabrakan raksasa," kata dia.
Penelitian tahun 2020 yang diterbitkan di Nature Geoscience, menawarkan penjelasan mengapa bulan dan bumi memiliki komposisi yang mirip. Setelah mempelajari isotop oksigen di batuan bulan yang dibawa ke Bumi dari astronot Apollo, peneliti menemukan bahwa ada perbedaan kecil jika dibandingkan dengan batuan Bumi. Sampel yang dikumpulkan dari mantel dalam bulan (lapisan di bawah kerak), jauh lebih berat daripada yang ditemukan di Bumi. Materi itu disebut memiliki komposisi isotop yang paling mewakili si penabrak, Theia.
Kembali pada tahun 2017, peneliti Israel mengusulkan teori tumbukan alternatif yang menunjukkan bahwa hujan puing-puing kecil jatuh di Bumi untuk menciptakan bulan. "Skenario tumbukan ganda adalah cara yang lebih alami untuk menjelaskan pembentukan bulan," kata Raluca Rufu, seorang peneliti di Institut Sains Weizmann di Israel dan penulis utama studi tersebut kepada Space.com.
"Pada tahap awal tata surya, dampak (tabrakan) sangat melimpah. Oleh karena itu, lebih alami jika beberapa penabrak umum membentuk bulan, daripada satu (Theia) yang khusus," kata dia.
Formasi Bersama
Bulan juga bisa terbentuk bersamaan dengan planet induknya. Di bawah penjelasan seperti itu, gravitasi akan menyebabkan materi di awal tata surya tertarik secara bersamaan sebagai partikel. Kemudian terikat gravitasi secara bersama-sama untuk membentuk Bumi. Bulan yang terbentuk bersamaan seperti Bumi itu akan memiliki komposisi yang sangat mirip dengan planet ini. Cara itu juga akan menjelaskan lokasi bulan saat ini.
Namun, meskipun Bumi dan bulan berbagi banyak materi yang sama, bulan jauh lebih padat daripada planet kita. Hal itu kemungkinan besar tidak akan terjadi jika keduanya dimulai dengan elemen berat yang sama pada intinya.
Pada tahun 2012, peneliti Robin Canup, dari Southwest Research Institute di Texas, mengusulkan bahwa Bumi dan bulan terbentuk pada saat yang sama ketika dua benda besar yang berukuran lima kali ukuran Mars saling bertabrakan. "Setelah bertabrakan, dua benda berukuran serupa kemudian bertabrakan kembali, membentuk Bumi awal yang dikelilingi oleh piringan material yang bergabung membentuk bulan," kata dia. Tabrakan ulang dan penggabungan berikutnya meninggalkan dua bola dengan komposisi kimia serupa yang terlihat hari ini.
Teori Penangkapan
Dalam teori ini, gravitasi bumi menahan benda yang lewat, seperti yang terjadi dengan bulan-bulan lain di tata surya. Sebut saja bulan-bulan di Mars, Phobos dan Deimos. Di bawah teori penangkapan ini, benda berbatu yang terbentuk di tempat lain di tata surya bisa saja ditarik ke orbit di sekitar Bumi.
Teori penangkapan akan menjelaskan perbedaan komposisi Bumi dan bulannya. Namun, pengorbit seperti itu sering berbentuk aneh, bukannya benda bulat seperti bulan kita yang indah. Kemudian, jalur benda seperti itu cenderung tidak sejajar dengan ekliptika planet induknya, sehingga tidak serupa dengan bulan.
Video: Permukaan Bulan dalam 4K
Meskipun teori pembentukan bersama dan teori penangkapan menjelaskan beberapa elemen keberadaan bulan, mereka meninggalkan terlalu banyak pertanyaan yang belum atau tidak bisa terjawab. Di lain sisi, hipotesis tumbukan raksasa telah menjawab sebagian besar pertanyaan tentang bulan. Hal itu menjadikannya model terbaik yang sesuai dengan bukti ilmiah tentang bagaimana bulan diciptakan.
