Selama beberapa dekade, para ilmuwan percaya bahwa planet-planet berbatu di tata surya kita terbentuk dari satu cakram debu dan puing yang berputar-putar di sekitar matahari muda. Simulasi baru menantang pandangan lama ini, dan menunjukkan bahwa Bumi dan planet-planet tetangganya mungkin terbentuk dari dua cincin material yang berbeda.
Masalah pada Model Disk Tunggal
Model yang ada kesulitan menjelaskan beberapa fitur utama tata surya kita. Salah satu masalah utamanya adalah komposisi bumi: planet ini tampaknya tersusun dari dua jenis batuan berbeda, hal yang tidak mungkin terjadi jika seluruh materialnya berasal dari satu sumber.
Masalah yang lebih rumit adalah simulasi cakram tunggal yang secara konsisten memprediksi planet dengan ukuran dan susunan orbit yang salah. Merkurius dan Mars cenderung terlalu masif, jarak Venus dan Bumi terlalu dekat, dan Bumi serta Mars memiliki susunan kimiawi yang sangat mirip. Perbedaan ini telah lama membingungkan para ilmuwan planet.
Permainan Putus Asa yang Berhasil
Bill Bottke di Southwest Research Institute dan timnya menghabiskan waktu berbulan-bulan untuk menyempurnakan model cakram tunggal, namun masalah tetap ada. Dalam upaya terakhirnya, mereka memasukkan material kedua ke dalam simulasi mereka.
“Kami menghabiskan enam bulan di depan komputer, tidak ada yang berfungsi, jadi kami membuat permainan putus asa. Kami berkata, mengapa kita tidak mencoba reservoir kedua?”
Hasilnya sangat mengejutkan. Model baru ini secara akurat mereproduksi ukuran, jarak, dan komposisi planet kebumian—Bumi, Mars, Venus, dan Merkurius.
Dua Disk, Dua Asal
Simulasi paling sukses menampilkan dua cakram berbeda: satu cakram berjarak kira-kira setengah jarak Bumi-matahari dan satu lagi berjarak 1,7 kali jarak tersebut. Menurut model ini, Bumi terutama terbentuk dari piringan bagian dalam, dengan sedikit kontribusi dari piringan luar. Sebaliknya, Mars sebagian besar berasal dari cakram terluar, sehingga menjelaskan perbedaan komposisi antara kedua planet tersebut.
Jan Hellmann dari Max Planck Institute for Solar System Research mencatat bahwa model ini selaras dengan komposisi planet yang diamati: “Kami berpendapat bahwa Bumi sebagian besar terbentuk dari material [bagian dalam tata surya], dan hanya bagian terakhir yang berasal dari bagian luar tata surya.”
Pertanyaan Tersisa dan Penelitian Masa Depan
Meskipun menjanjikan, model cakram ganda memerlukan kondisi awal yang sangat spesifik agar dapat berfungsi dengan benar. Perubahan kecil pada bentuk cakram dapat mengubah formasi planet secara drastis, sehingga menimbulkan pertanyaan mengapa kondisi tersebut bisa terjadi.
Para peneliti kini menyempurnakan model tersebut dengan simulasi superkomputer ekstensif untuk mengeksplorasi implikasinya terhadap misteri tata surya lainnya, seperti komposisi asteroid dan keberadaan batuan yang tidak biasa di Bulan. Jika divalidasi, penjelasan baru ini dapat memecahkan teka-teki lama tentang pembentukan lingkungan planet kita.
Penemuan ini menunjukkan bahwa tata surya awal mungkin jauh lebih dinamis dan kompleks dari yang dibayangkan sebelumnya, dengan konsekuensi yang luas terhadap cara kita memahami asal usul planet berbatu di alam semesta.
