طبق بهترین شواهد و درک ما، ماه پس از یک برخورد عظیم با زمین شکل گرفت. دنیایی به اندازه مریخ که ما آن را «تیا» نامیدهایم، با زمین اولیه برخورد و با آن ادغام شد و مقداری از مواد را به فضا پرتاب کرد. بخشی از این مواد دوباره به زمین بازگشت و بخشی دیگر پخش شد و ماه را تشکیل داد.
تحلیلهای جدید بینشهای تازهای درباره تیا و منشأ آن ارائه میدهند: مشخص شد که تیا خیلی به زمین نزدیکتر از حد انتظار شکل گرفته بود.
مطابق این تحقیق جدید، تیا در منظومهی شمسی داخلی، نزدیکتر به خورشید نسبت به زمین، شکل گرفته بود. برای تعیین این موضوع، تیم تحقیقاتی ترکیب ایزوتوپی زمین و ماه را بررسی کرد. ایزوتوپها نسخههایی از یک عنصر شیمیایی هستند که تعداد نوترونهای متفاوتی در هسته دارند. برخی ایزوتوپها پایدارند و برخی فرو میپاشند، بنابراین هم میتوانند به عنوان «اثر انگشت» و هم به عنوان «زمانسنج» استفاده شوند.
ترکیب ایزوتوپی زمین و ماه مشابه است، که نشان میدهد هر دو، ترکیبی از مواد پروتو-زمین و تیا بودهاند. اما ترکیب اولیه تیا و پروتو-زمین هنوز تا حدی حدس است. برای بررسی این موضوع، تیم تحقیقاتی ۱۵ نمونه زمینی، ۶ نمونه ماهی از ماموریتهای آپولو و ۲۰ شهابسنگ غیرکربندار را تحلیل کردند.
ترکیب ایزوتوپی زمین و ماه با شهابسنگهای غیرکربندار مطابقت دارد. بنابراین، سیارهای که این شهابسنگها از آن آمدهاند، باید شبیه بلوکهای ساختمانی بوده باشد که زمین را شکل دادهاند. با مدلسازی سناریوهای مختلف و انجام محاسبات تعادل جرم برای تیا، تیم نتیجه گرفت که تمام تیا و بیشتر زمین در منظومهی شمسی داخلی شکل گرفتهاند.
بدون شکلگیری ماه، شاید انسانها امروز روی زمین حضور نداشتند.
با این حال، مدلها نشان میدهند که تیا نسبت به پروتو-زمین کمی غنیتر بوده است، غنایی که تنها در صورتی ممکن است که تیا برخی عناصر را از طریق فرآیند کند جذب نوترون (s-process) ساخته باشد. اگر این موضوع درست باشد، تیا باید خیلی نزدیکتر به خورشید شکل گرفته باشد، پیش از آن که برخی فرآیندهای دینامیکی آن را به سمت برخورد با زمین هدایت کنند، تقریباً ۱۰۰ میلیون سال بعد از شکلگیری منظومهی شمسی.
دکتر تیمو هاپ، نویسنده ارشد از دانشگاه شیکاگو و مؤسسه ماکس پلانک تحقیقات منظومه شمسی، به IFLScience گفت:
«خود دادههای ایزوتوپی فقط تأیید میکنند که ماه و زمین امروز از نظر ایزوتوپی مشابه هستند. با این حال، وقتی ترکیب ایزوتوپی تیا و پروتو-زمین به عقب محاسبه میشود، مشخص میشود که تیا نیاز به غنای s-process دارد. چنین ترکیبی انتظار میرود نزدیک خورشید شکل گرفته باشد.»
در مورد شکلگیری ماه هنوز نکات ناشناخته زیادی وجود دارد و این تحقیق ممکن است دریچهای به سوی سیارهای باشد که دیگر وجود ندارد. بررسیهای بیشتر ایزوتوپی، شاید با سنگهای جدید جمعآوریشده از ماه (اگرچه مشخص نیست بعدی ماموریت ماه کی خواهد بود)، میتواند این تحقیق را تقویت کند.
دکتر هاپ در پایان گفت:
«ماه، هرچند از حیاط خانه ما کوچک به نظر میرسد، برای شکلگیری و تکامل زمین تا نسخهی امروز آن بسیار مهم بوده و هست. بدون شکلگیری ماه، شاید انسانها امروز اینجا نبودند.»
