Dalam beberapa tahun terakhir, para astronom telah berusaha untuk memperbaiki pemahaman kita tentang bagaimana Tata Surya terbentuk. Di satu sisi, Anda memiliki Hipotesis Nebular tradisional yang berpendapat bahwa Matahari, planet-planet, dan semua objek lain di Tata Surya terbentuk dari materi samar miliaran tahun yang lalu. Namun, para astronom secara tradisional berasumsi bahwa planet-planet terbentuk dalam orbit mereka saat ini, yang sejak itu dipertanyakan.
Ini menjadi tantangan oleh teori-teori seperti model Grand Tack. Teori ini menyatakan bahwa Jupiter bermigrasi dari orbit aslinya setelah terbentuk, yang memiliki dampak besar pada Tata Surya bagian dalam. Dan dalam studi yang lebih baru, tim ilmuwan internasional telah mengambil langkah lebih jauh, mengusulkan bahwa Mars sebenarnya terbentuk di tempat yang sekarang disebut Sabuk Asteroid dan bermigrasi lebih dekat ke Matahari dari waktu ke waktu.
Penelitian yang berjudul "Formasi Mars yang keren dan jauh", baru-baru ini muncul di jurnal Sastra Bumi dan Sains Planet. Studi ini dipimpin oleh Ramon Brasser dari Earth Life Science Institute di Tokyo Institute of Technology, dan termasuk anggota dari University of Colorado, Hungarian Academy of Sciences, dan University of Dundee di Inggris.
Demi studi mereka, tim membahas salah satu masalah paling mencolok dengan model tradisional pembentukan Tata Surya. Ini adalah asumsi bahwa Mars, Bumi, dan Venus terbentuk berdekatan dan bahwa Mars bermigrasi keluar ke orbitnya saat ini. Selain itu, teori tersebut menyatakan bahwa Mars - kira-kira 53% lebih besar dari Bumi dan hanya 15% lebih besar - pada dasarnya adalah embrio planet yang tidak pernah menjadi planet yang penuh dan berbatu.
Namun, ini bertentangan dengan unsur besar dan studi isotop yang dilakukan pada meteorit Mars, yang telah mencatat perbedaan utama dalam komposisi antara Mars dan Bumi. Seperti yang ditunjukkan Brasser dan timnya dalam studi mereka:
“Ini menunjukkan bahwa Mars terbentuk di luar zona pemberian makan terestrial selama pertambahan primer. Karena itu, kemungkinan Mars selalu jauh lebih jauh dari Matahari daripada Bumi; pertumbuhannya terhambat lebih awal dan massanya relatif rendah. ”
Untuk menguji hipotesis ini, tim melakukan simulasi dinamis yang konsisten dengan model Grand Tack. Dalam simulasi ini, Jupiter memindahkan konsentrasi massa yang besar ke arah Matahari yang bermigrasi ke Tata Surya bagian dalam, yang memiliki pengaruh besar pada pembentukan dan karakteristik orbital planet terestrial (Merkurius, Venus, Bumi dan Mars).
Teori ini juga menyatakan bahwa migrasi ini menarik material dari Mars, sehingga memperhitungkan perbedaan komposisi dan ukuran dan massa planet yang lebih kecil dibandingkan dengan Venus dan Bumi. Apa yang mereka temukan adalah bahwa dalam persentase kecil dari simulasi mereka, Mars terbentuk lebih jauh dari Matahari dan bahwa tarikan gravitasi Jupiter mendorong Mars ke orbitnya saat ini.
Dari ini, tim menyimpulkan bahwa para ilmuwan tidak memiliki mekanisme yang diperlukan untuk menjelaskan pembentukan Mars, atau bahwa dari semua kemungkinan, skenario yang jarang secara statistik ini memang benar. Seperti Stephen Mojzsis - seorang profesor ilmu geologi di University of Colorado dan rekan penulis studi - ditunjukkan dalam sebuah wawancara baru-baru ini dengan Majalah Astrobiology, fakta bahwa skenario ini jarang terjadi tidak membuatnya menjadi kurang masuk akal:
“Mengingat waktu yang cukup, kita dapat mengharapkan peristiwa ini. Misalnya, Anda pada akhirnya akan mendapatkan double sixes jika Anda melempar dadu cukup banyak. Probabilitasnya adalah 1/36 atau kira-kira sama dengan yang kita dapatkan untuk simulasi pembentukan Mars. "
Sebenarnya, probabilitas 2% (yang mereka peroleh dari simulasi) adalah peluang yang sangat buruk bila dipertimbangkan secara kosmologis. Dan ketika seseorang menganggap bahwa kemungkinan seperti itu akan memungkinkan untuk perbedaan utama antara Mars dan sepupu daratnya (yaitu Bumi dan Venus), probabilitas tipis ini tampak agak mungkin. Namun, gagasan bahwa Mars bermigrasi ke dalam selama sejarahnya juga membawa beberapa implikasi serius.
Sebagai permulaan, para peneliti didesak untuk menjelaskan bagaimana Mars bisa memiliki atmosfer yang lebih tebal dan lebih hangat yang memungkinkan air cair ada di permukaan. Jika Mars benar-benar terbentuk di Sabuk Asteroid modern, itu akan mengalami fluks matahari yang jauh lebih sedikit, dan suhu permukaan akan jauh lebih rendah daripada jika ia terbentuk di lokasi saat ini.
Namun, ketika mereka pergi untuk menunjukkan, jika Mars memiliki cukup karbon dioksida di atmosfer awal, maka ada kemungkinan bahwa dampak selama Pengeboman Berat Akhir bisa memungkinkan untuk periode intermiten di mana air cair bisa ada di permukaan. Atau saat mereka menjelaskannya:
“Kecuali, seperti yang ditunjukkan oleh model kami, Mars yang secara intrinsik kaya volatil memiliki atmosfer rumah kaca yang kuat dan berkelanjutan, suhu permukaan rata-ratanya tak henti-hentinya di bawah 0 ° C. Lingkungan permukaan yang dingin seperti itu akan secara teratur dipengaruhi oleh pemboman dampak awal yang keduanya memulai kembali siklus hidrologi yang hampir mati, dan menyediakan surga bagi kehidupan awal yang mungkin di kerak Mars. ”
Pada dasarnya, sementara Mars akan mengalami sedikit energi matahari selama masa awalnya, mungkin saja Mars masih cukup hangat untuk mendukung air cair di permukaannya. Dan seperti yang dinyatakan Mojzsis dalam sebuah makalah yang ditulisnya bersama tahun lalu, banyak pemboman yang diterimanya (sebagaimana dibuktikan oleh banyak kawahnya) sudah cukup untuk mencairkan permukaan es, mengentalkan atmosfer, dan memicu siklus hidrologi berkala.
Hal lain yang menarik tentang penelitian ini adalah bagaimana ia memprediksi bahwa Venus kemungkinan memiliki komposisi massal (termasuk isotop oksigennya) yang mirip dengan sistem Bumi-Bulan. Menurut simulasi mereka, ini disebabkan oleh fakta bahwa Venus dan Bumi selalu berbagi blok bangunan yang sama, sedangkan Bumi dan Mars tidak. Temuan ini konsisten dengan pengamatan inframerah darat baru-baru ini tentang Venus dan atmosfernya.
Tapi tentu saja, tidak ada kesimpulan pasti yang dapat ditarik tentang hal itu sampai sampel kerak Venus dapat diperoleh. Ini bisa dicapai jika dan ketika misi Venera-Dolgozhivuschaya (Venera-D) yang diusulkan - rencana bersama NASA / Roscomos untuk mengirim pengorbit dan pendarat ke Venus - diluncurkan pada dekade mendatang. Sementara itu, ada masalah luar biasa lainnya dalam model Grand Tack dan Nebular Hypothesis yang perlu ditangani.
Menurut Mojzsis, ini termasuk bagaimana raksasa gas / es Tata Surya dapat terbentuk di lokasi mereka saat ini. Gagasan bahwa mereka terbentuk dalam orbit saat ini di luar Sabuk Asteroid tampaknya tidak konsisten dengan model Tata Surya awal, yang menunjukkan bahwa tidak ada cukup bahan yang diperlukan yang jauh dari Matahari. Alternatifnya adalah bahwa mereka terbentuk lebih dekat ke Matahari dan juga bermigrasi keluar.
Seperti dijelaskan Mojzsis, kemungkinan ini didukung oleh studi terbaru tentang sistem planet ekstra-surya, di mana raksasa gas telah ditemukan mengorbit sangat dekat dengan bintang-bintang mereka (mis. "Jupiters Panas") dan lebih jauh:
“Kami memahami dari pengamatan langsung melalui Teleskop Luar Angkasa Kepler dan penelitian sebelumnya bahwa migrasi planet raksasa adalah fitur normal dari sistem planet. Pembentukan planet raksasa menginduksi migrasi, dan migrasi adalah semua tentang gravitasi, dan dunia-dunia ini saling mempengaruhi orbit satu sama lain sejak awal. "
Jika ada satu manfaat untuk bisa melihat lebih jauh ke alam semesta, ini adalah cara yang memungkinkan para astronom untuk menghasilkan teori yang lebih baik dan lebih lengkap tentang bagaimana Tata Surya terbentuk. Dan seiring eksplorasi kami terhadap Tata Surya terus bertambah, kami yakin akan belajar banyak hal yang akan membantu memajukan pemahaman kita tentang sistem bintang lain juga.
