Selama beberapa dekad, para saintis merenungkan bagaimana Bumi memperoleh satu-satunya satelitnya, Bulan. Walaupun ada yang berpendapat bahawa ia terbentuk dari bahan yang hilang oleh Bumi akibat daya sentrifugal, atau ditangkap oleh gravitasi Bumi, teori yang paling banyak diterima adalah bahawa Bulan terbentuk kira-kira 4.5 bilion tahun yang lalu ketika objek berukuran Mars (bernama Theia) bertabrakan dengan Bumi proto (aka. Hipotesis Kesan Gergasi).
Namun, sejak bumi proto mengalami banyak hentaman raksasa, beberapa bulan dijangka terbentuk di orbit di sekitarnya dari masa ke masa. Oleh itu, timbul persoalan, apa yang terjadi pada bulan-bulan ini? Mengemukakan persoalan ini, sebuah pasukan saintis antarabangsa yang melakukan kajian di mana mereka menunjukkan bahawa "moonlet" ini akhirnya dapat kembali ke Bumi, hanya tinggal satu yang kita lihat hari ini.
Kajian yang berjudul "Moonfalls: Collactions between the Earth and the moon moons", baru-baru ini muncul dalam talian dan telah diterima untuk diterbitkan di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Kajian ini diketuai oleh Uri Malamud, seorang pasca doktoral dari Institut Teknologi Israel Technion, dan termasuk anggota dari University of Tübingen, Jerman, dan University of Vienna.
Demi kajian mereka, Dr. Malamud dan rakan-rakannya - Prof Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer dan Mr Christoph Burger (pelajar PhD) - mempertimbangkan apa yang akan terjadi sekiranya Bumi, dalam bentuk awalnya, telah mengalami pelbagai kesan gergasi yang berlaku sebelum pertembungan dengan Theia. Setiap kesan ini berpotensi untuk membentuk “moonlet” massa sub-Lunar yang akan berinteraksi secara gravitasi dengan Bumi-proto, dan juga kemungkinan bulan-bulan kecil yang terbentuk sebelumnya.
Pada akhirnya, ini akan mengakibatkan penggabungan bulan-bulan, bulan-bulan dilepaskan dari orbit Bumi, atau bulan-bulan yang jatuh ke Bumi. Pada akhirnya, Dr. Malamud dan rakan-rakannya memilih untuk menyelidiki kemungkinan terakhir ini, kerana belum pernah diterokai oleh saintis sebelumnya. Terlebih lagi, kemungkinan ini dapat memberi kesan drastik pada sejarah dan evolusi geologi Bumi. Seperti yang ditunjukkan Malamud kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Dalam pemahaman saat ini tentang pembentukan planet, tahap akhir pertumbuhan planet terestrial melalui banyak pertembungan raksasa antara embrio planet. Perlanggaran seperti itu membentuk cakera serpihan yang ketara, yang seterusnya dapat menjadi bulan. Seperti yang kami sarankan dan tekankan dalam ini dan makalah kami sebelumnya, mengingat kadar perlanggaran dan evolusi bulan - kewujudan beberapa bulan dan interaksi bersama mereka akan membawa kepada bulan. Ini adalah bahagian yang tidak dapat dielakkan dari teori pembentukan planet semasa. "
Namun, kerana Bumi adalah planet yang aktif secara geologi, dan kerana atmosfernya yang tebal membawa kepada pelapukan dan hakisan semula jadi, permukaannya berubah secara drastik seiring dengan berjalannya waktu. Oleh itu, selalu sukar untuk menentukan kesan peristiwa yang berlaku pada masa-masa terawal Bumi - iaitu Hadean Eon, yang bermula 4,6 miliar tahun yang lalu dengan pembentukan Bumi dan berakhir 4 miliar tahun yang lalu.
Untuk menguji sama ada banyak kesan boleh berlaku selama Eon ini, sehingga bulan cahaya yang akhirnya jatuh ke Bumi, pasukan melakukan serangkaian simulasi hidrodinamik partikel halus (SPH). Mereka juga mempertimbangkan sebilangan besar massa bulan, sudut tumbukan dan kadar putaran proto-Bumi awal. Pada dasarnya, jika bulan-bulan bulan jatuh ke Bumi pada masa lalu, ia akan mengubah kadar putaran proto-Bumi, yang mengakibatkan jangka masa putaran sisi 23 jam, 56 minit, dan 4.1 saat.
Pada akhirnya, mereka menemui bukti bahawa sementara kesan langsung dari objek besar tidak mungkin berlaku sejumlah pelanggaran pasang surut. Ini akan menyebabkan bahan dan puing-puing dilemparkan ke atmosfer yang akan membentuk bulan kecil yang kemudian akan saling berinteraksi. Seperti yang dijelaskan oleh Malamud:
"Hasil kami bagaimanapun menunjukkan bahwa jika terjadi bulan, penyebaran bahan dari bulan tidak terjadi di Bumi, dan oleh itu pelanggaran seperti itu dapat menimbulkan asimetri dan ketidaksamaan komposisi. Seperti yang kita bincangkan di dalam makalah, sebenarnya ada bukti yang mungkin untuk yang terakhir - moonfalls berpotensi menjelaskan heterogenitas isotop dalam unsur-unsur yang sangat siderophile pada batuan darat. Pada prinsipnya, pelanggaran bulan juga dapat menghasilkan struktur skala besar di Bumi, dan kami berspekulasi bahawa kesan seperti itu dapat menyumbang kepada pembentukan benua super terawal di Bumi. Aspek ini, bagaimanapun, lebih spekulatif, dan sukar untuk disahkan secara langsung, mengingat evolusi geologi Bumi sejak zaman awal. "
Kajian ini secara berkesan meluaskan Hipotesis Kesan Gergasi semasa dan popular. Sesuai dengan teori ini, Bulan terbentuk selama 10 hingga 100 juta tahun pertama Sistem Suria, ketika planet-planet terestrial masih terbentuk. Pada peringkat akhir tempoh ini, planet-planet ini (Merkurius, Venus, Bumi dan Marikh) dipercayai tumbuh terutama melalui benturan dengan embrio planet yang besar.
Sejak masa itu, Bulan diyakini telah berevolusi disebabkan oleh gelombang Bumi dan Bulan yang saling berpindah, berhijrah ke luar ke lokasi yang ada sekarang, sejak dulu. Walau bagaimanapun, paradigma ini tidak mempertimbangkan kesan yang berlaku sebelum kedatangan Theia dan pembentukan satu-satunya satelit Bumi. Akibatnya, Dr Malamud dan rakan-rakannya menegaskan bahawa ia terputus dari gambaran luas pembentukan planet terestrial.
Dengan mempertimbangkan potensi tumbukan yang terjadi sebelum pembentukan Bulan, mereka mendakwa, saintis dapat memiliki gambaran yang lebih lengkap tentang bagaimana Bumi dan Bulan berevolusi dari masa ke masa. Penemuan ini juga boleh memberi implikasi ketika melakukan kajian mengenai planet dan bulan Suria yang lain. Seperti yang ditunjukkan oleh Dr. Malamud, sudah ada bukti yang kuat bahawa perlanggaran skala besar mempengaruhi evolusi planet dan bulan.
"Di planet lain kita melihat bukti untuk kesan yang sangat besar yang menghasilkan ciri topografi skala planet, seperti apa yang disebut dikotomi Mars dan mungkin dikotomi permukaan Charon," katanya. "Ini harus timbul dari dampak skala besar, tetapi cukup kecil untuk membuat ciri planet sub-global. Moonfalls adalah keturunan semula jadi dari kesan tersebut, tetapi seseorang tidak dapat mengecualikan beberapa kesan besar lain oleh asteroid yang boleh menghasilkan kesan yang serupa. "
Terdapat juga kemungkinan berlakunya pertembungan seperti itu di masa depan. Menurut anggaran semasa penghijrahannya, bulan Mars Phobos akhirnya akan jatuh ke permukaan planet ini. Walaupun kecil jika dibandingkan dengan impak yang akan membuat bulan cahaya dan Bulan di sekitar Bumi, perlanggaran ini akhirnya menjadi bukti langsung bahawa terjadinya bulan di masa lalu dan akan terjadi lagi di masa depan.
Ringkasnya, sejarah Sistem Suria awal adalah ganas dan bencana, dengan banyak penciptaan yang dihasilkan dari pertembungan kuat. Dengan mempunyai gambaran yang lebih lengkap mengenai bagaimana peristiwa-peristiwa impak ini mempengaruhi evolusi planet-planet terestrial, kita dapat memperoleh wawasan baru tentang bagaimana planet-planet yang membawa kehidupan terbentuk. Ini, pada gilirannya, dapat membantu kita mengesan planet-planet seperti itu dalam sistem solar ekstra.
