حل معمای منشأ تیا؛ سیارهای که ماه را شکل داد از کجا آمده بود؟
حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش، رویدادی سرنوشتساز در تاریخ منظومه شمسی رخ داد؛ برخورد سیارهای ناشناخته به نام «تیا» با زمین که پیامد آن شکلگیری ماه و تغییرات عمیق در ساختار زمین بود. اکنون پژوهشی تازه با بررسی دقیق شواهد بهجامانده از آن برخورد باستانی، پرده از محل تولد این سیاره گمشده برداشته و نشان میدهد تیا نه یک جرم دوردست، بلکه زادهی بخش درونی منظومه شمسی و همسایهای نزدیک برای زمین بوده است. این یافته تازه، پاسخی قانعکننده به شباهت شیمیایی عجیب زمین و ماه ارائه میدهد.
به گزارش ساینتیفیک امریکن، این مطالعه یکی از پرسشهای بنیادی مدل «برخورد غولپیکر» را هدف قرار داده است؛ اینکه چرا ترکیب شیمیایی زمین و ماه تا این اندازه به یکدیگر شبیه است. بر اساس این مدل، اگر ماه عمدتاً از بقایای تیا تشکیل شده باشد، انتظار میرود تفاوتهای شیمیایی محسوسی میان آن و زمین وجود داشته باشد. با این حال، پژوهشگران با تمرکز بر عناصر سنگین مانند آهن و مولیبدن که پس از برخورد در گوشته زمین باقی ماندهاند، موفق شدند سرنخهایی کلیدی درباره ترکیب و منشأ تیا به دست آورند.
تورستن کلاینه، از نویسندگان این پژوهش و مدیر مؤسسه پژوهشهای منظومه شمسی ماکس پلانک، توضیح میدهد که در شرایط معمول، عناصر سنگین باید به درون هسته زمین فرو میرفتند. او میگوید: «مقدار آهنی که امروزه در گوشته زمین مشاهده میشود، به احتمال زیاد از تیا آمده است و همین موضوع میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره ترکیب شیمیایی این سیاره به ما بدهد.»
در این پژوهش، تیم علمی ۱۵ نمونه سنگ زمینی و ۶ نمونه سنگ ماه که در مأموریتهای آپولو جمعآوری شده بودند را مورد بررسی قرار داد. آنها با بهرهگیری از روشی بسیار پیشرفته، ناهنجاریهای بسیار جزئی در ایزوتوپهای آهن را اندازهگیری کردند؛ روشی که به گفته کلاینه، بهتازگی توسعه یافته و اجرای آن از نظر فنی بسیار دشوار است. این دادهها در کنار بررسی ایزوتوپهای مولیبدن و زیرکونیوم و مقایسه با ۲۰ شهابسنگ از بخشهای مختلف منظومه شمسی، تصویری نسبتاً دقیق از ویژگیهای تیا ترسیم کرده است.
نتایج نشان میدهد تیا سیارهای سنگی با هستهای فلزی بوده که جرمی در حدود پنج تا ده درصد جرم زمین داشته و در مداری نزدیکتر به خورشید نسبت به زمین شکل گرفته است. پژوهشهای پیشین نشان داده بودند اجرامی که در نواحی نزدیکتر به خورشید به وجود میآیند، غنیتر از عناصر سنگینی مانند مولیبدن هستند. وجود مقدار اضافی این عناصر در گوشته زمین، نشانهای قوی است که تیا نیز از همین بخش درونی منظومه شمسی سرچشمه گرفته است.
سارا راسل، دانشمند سیارهای در موزه تاریخ طبیعی لندن، ضمن تمجید از این پژوهش میگوید: «اندازهگیریهای جدید ایزوتوپهای آهن با دقتی استثنایی انجام شدهاند. این سطح از دقت، همراه با مدلسازی هوشمندانه، کمک میکند تصویر روشنتری از منشأ زمین و ماه به دست آوریم.»
به گفته راسل، این یافتهها نهتنها شناخت ما از سیاره تیا را عمیقتر میکند، بلکه درک ما از فرآیند شکلگیری زمین و ماه را نیز ارتقا میدهد؛ سامانهای که در نهایت شرایط لازم برای پیدایش حیات را فراهم کرد.
در پایان، کلاینه اشاره میکند که گام بعدی پژوهش، اجرای این سناریوی جدید در شبیهسازیهای کامپیوتری و بررسی ایزوتوپهای دیگر در نمونههای قمری است. راسل نیز ابراز امیدواری میکند که مأموریتهای آینده فضایی با جمعآوری نمونههای تازه، دادههای غنیتری در اختیار دانشمندان قرار دهند و میافزاید: «شگفتانگیز است که بیش از پنج دهه پس از بازگشت سنگهای آپولو به زمین، هنوز هم میتوانیم نکات تازهای از آنها بیاموزیم.»
