به گزارش «ساینس آلرت» (ScienceAlert)، روزی سرنوشت‌ساز، حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، جرمی هم‌اندازه مریخ به نام «تِیا» با زمین اولیه برخورد کرد و هر دو را به توده‌ای مذاب از سنگ و فلز تبدیل کرد. پس از آنکه بقایای برخورد دوباره به هم پیوستند، دو جرم متمایز در مدار باقی ماندند: زمین و ماه.

اما تیا از کجا آمد؟ به نظر می‌رسد از همین‌جا، از ناحیه گرم‌تر و دنج‌تر منظومه شمسی درونی (داخلی). در واقع، تیا و زمین اولیه ممکن است همسایه بوده باشند!

با جزئیات بیشتر، ممکن است تیا حتی نزدیک‌تر به خورشید از موقعیت فعلی ما شکل گرفته باشد؛ شاید نزدیک‌تر از بیشتر موادی که برای تشکیل سیاره در حالِ شکل‌گیریِ ما به هم پیوسته بودند.

کشف جدید از طریق بررسی ایزوتوپی

این بینش‌ها حاصل مطالعه‌ای جدید است که به رهبری پژوهشگرانی از موسسه تحقیقات منظومه شمسی ماکس پلانک (MPS) و دانشگاه شیکاگو انجام شده است.

پژوهشگران نمونه‌هایی از زمین، ماه و شهاب‌سنگ‌ها را تجزیه و تحلیل کردند تا نسبت‌های ایزوتوپی بسیاری از عناصر را بررسی کنند؛ ایزوتوپ‌هایی که نسخه‌های سبک‌تر یا سنگین‌تر یک عنصرند و تعداد متفاوتی نوترون در هسته خود دارند.

«تورستن کلاینه»، کیهان‌شیمی‌دان موسسه تحقیقات منظومه شمسی ماکس پلانک توضیح می‌دهد: «ترکیب یک جرم، کل تاریخ شکل‌گیری آن را بایگانی می‌کند؛ از جمله مکان پیدایش آن».

چرا آهن و زیرکونیوم سرنخ هستند؟

با گذشت زمان، موادی که یک سیاره در حال سرد شدن را تشکیل می‌دهند، بر اساس تفاوت جرم، نقطه ذوب، حلالیت و تمایلشان به دیگر کانی‌ها، ته‌نشین و جدا می‌شوند. آهن و زیرکونیوم، برای مثال، در لایه‌های مختلف زمین در غلظت‌های متفاوتی یافت می‌شوند.

آهن، همراه با فلز مولیبدن که به آهن علاقه شیمیایی دارد، به سرعت در اعماق هسته زمین اولیه فرو می‌رفت و همانند جواهراتی ارزشمند که در گنجینه یک اژد‌های افسانه‌ای نهفته‌اند، در آنجا انباشته می‌شد. اما زیرکونیوم، طی تمام عمر زمین در گوشته باقی مانده و هرگز به هسته فرو نرفته است؛ بنابراین منطقی است که نتیجه بگیریم بخش زیادی از آهنی که امروز در گوشته زمین دیده می‌شود، پس از شکل‌گیری دوباره سیاره به آن رسیده باشد؛ شاید در اثر یک برخورد کیهانی ویرانگر که بعد‌ها رخ داده است.

خاستگاه تیا بر اساس امضای شیمیایی

اما خودِ آن جرم حامل آهن از کجا آمده بود؟ مقایسه نسبت‌های ایزوتوپی از نقاط مختلف منظومه شمسی به پژوهشگران امکان داد فهرست احتمالی مواد سازنده تیا را نتیجه‌گیری و منشأ آن را ردیابی کنند.

تغییرات درون ابر مولکولی عظیمی که خورشید و قرص پیش سیاره‌ای آن را میلیارد‌ها سال پیش شکل داد، نیز احتمالا شرایط را برای تجمع عناصر و ایزوتوپ‌های گوناگون فراهم کرده بود.

این نسبت‌ها، همچون خمیر کیکی که خوب مخلوط نشده باشد، ثابت باقی ماندند و عملا یک امضای شیمیایی برای هر جرمی که در آن ناحیه شکل گرفت، بر جای گذاشتند.

شهاب‌سنگ‌ها: کپسول‌های زمانی کیهانی

امضای شیمیایی ماه در آهن، کروم، کلسیم، تیتانیوم و زیرکونیوم با زمین مطابقت دارد؛ بنابراین پژوهشگران مجبور شدند برای یافتن نسبت‌های ایزوتوپی شاخص به جای دیگری از منظومه شمسی نگاه کنند: شهاب‌سنگ‌ها.

شهاب‌سنگ‌ها منطقه‌محور هستند و به علت حالت اولیه خود، مانند کپسول‌های زمانی کیهانی عمل می‌کنند.

به طور کلی، نسبت‌های ایزوتوپی در گوشته زمین با شهاب‌سنگ‌های منظومه شمسی داخلی مطابقت دارد. اما ایزوتوپ‌هایی که پژوهشگران به تیا نسبت داده‌اند «دارای نسبت‌هایی هستند که پیش‌تر ناشناخته بوده و با بلوک‌های سازنده زمین همخوان نیستند».

تیمو هوپ، زمین‌شیمی‌دان و نویسنده اصلی، نتیجه می‌گیرد: «قانع‌کننده‌ترین سناریو این است که بیشتر بلوک‌های سازنده زمین و تیا از منظومه شمسی داخلی آمده‌اند. زمین و تیا احتمالا همسایه بوده‌اند».

پیامد برخورد و فاصله‌گیری ماه

ادامه داستان، همان چیزی است که بار‌ها گفته شده: برخورد عظیم میان دو همسایه، ماه ما را پدید آورد که از آن زمان تاکنون همواره از زمین دور شده و اکنون با سرعتی بسیار کند، برابر ۱.۵ اینچ (۳.۸ سانتی‌متر) در سال از زمین فاصله می‌گیرد.