Bentuk bulan menyimpang dari bola sederhana dengan cara yang sulit dijelaskan oleh para ilmuwan. Saat bulan mendingin dan membeku lebih dari empat miliar tahun yang lalu, efek pahatan dari pasang surut dan gaya rotasi menjadi beku di tempat.
Para astronom berpikir bahwa bulan terbentuk ketika sebuah planet jahat, lebih besar dari Mars, menghantam Bumi dalam sebuah pukulan besar yang melirik. Awan naik 13.700 mil (22.000 kilometer) di atas Bumi, tempat awan itu mengembun menjadi partikel padat yang tak terhitung banyaknya yang mengorbit Bumi. Seiring waktu, moonlet ini bergabung membentuk bulan.
Jadi bulan dipahat oleh gravitasi Bumi sejak awal. Meskipun para ilmuwan telah lama mendalilkan bahwa kekuatan pasang surut membantu membentuk bulan yang meleleh, studi baru ini memberikan pemahaman yang jauh lebih rinci tentang kekuatan tambahan yang berperan.
Ian Garrick-Bethell dari UCSC dan rekannya mempelajari data topografi yang dikumpulkan oleh Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) NASA dan informasi tentang medan gravitasi bulan yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa kembar GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) milik lembaga itu.
Tidak lama setelah pembentukan bulan, kerak bumi dipisahkan dari mantel di bawahnya oleh lautan magma yang campur tangan. Ini menyebabkan kekuatan pasang surut yang luar biasa. Di kutub, tempat pelenturan dan pemanasan terbesar, kerak menjadi lebih tipis, sedangkan kerak yang paling tebal terbentuk di ekuator. Garrick-Bethel menyamakan ini dengan bentuk lemon dengan sumbu panjang lemon yang menunjuk ke Bumi.
Tetapi proses ini tidak menjelaskan mengapa tonjolan itu sekarang hanya ditemukan di sisi jauh bulan. Anda akan berharap melihatnya di kedua sisi, karena pasang surut memiliki efek simetris.
“Pada tahun 2010, kami menemukan satu area yang sesuai dengan efek pemanasan pasang surut, tetapi penelitian itu membiarkan sisa bulan terbuka dan tidak termasuk deformasi rotasi-pasang-surut. Dalam makalah ini kami mencoba menyatukan semua pertimbangan itu, ”kata Garrick-Bethell dalam siaran pers.
Setiap gaya rotasi akan menyebabkan bulan yang berputar sedikit mendatar di kutub dan menonjol keluar di dekat khatulistiwa. Ini akan memiliki efek yang serupa pada bentuk bulan seperti halnya pemanasan pasang surut - yang keduanya meninggalkan tanda tangan berbeda di medan gravitasi bulan. Karena kerak lebih ringan dari mantel yang mendasari, sinyal gravitasi mengungkapkan variasi dalam struktur internal bulan, banyak di antaranya mungkin karena kekuatan sebelumnya.
Yang menarik, Garrick-Bethell dan rekannya menemukan bahwa medan gravitasi keseluruhan bulan tidak lagi selaras dengan topografi. Sumbu panjang bulan tidak mengarah langsung ke Bumi seperti yang mungkin terjadi ketika bulan pertama kali terbentuk; sebagai gantinya, itu diimbangi sekitar 30 derajat.
"Bulan yang kita hadapi dulu sudah bergeser, jadi kita tidak lagi memandang wajah primordial bulan," kata Garrick-Bethell. “Perubahan distribusi massa menggeser orientasi bulan. Kawah-kawah itu mengeluarkan beberapa massa, dan ada juga perubahan internal, mungkin terkait dengan ketika bulan menjadi aktif secara vulkanik. ”
Rincian dan waktu proses ini masih belum pasti, tetapi analisis baru harus membantu menjelaskan kekuatan pasang surut dan rotasi yang berlimpah di seluruh Tata Surya dan Galaksi. Kekuatan-kekuatan sederhana ini, bagaimanapun, telah membantu membentuk tetangga terdekat kita dan planet ekstrasurya yang paling jauh.
Hasilnya telah dipublikasikan hari ini di Nature.
