Meteorit kecil terungkap sebagai arsitek atmosfer Bulan kita yang menyeramkan

CAMBRIDGE, Massachusetts — Wajah Bulan yang bopeng dan penuh luka menceritakan kisah kekerasan kosmik. Namun, di balik sejarah yang terlihat ini, tersimpan kisah yang tak terlihat – kelahiran dan pemeliharaan atmosfer yang tipis. Para ilmuwan dari MIT dan Universitas Chicago kini telah memecahkan kode teka-teki bulan ini, mengungkap proses penghancuran dan penciptaan berkelanjutan yang telah membentuk langit Bulan yang halus sejak pembentukannya.

Bayangkan berdiri di permukaan bulan, dikelilingi oleh pemandangan yang sangat indah dan sunyi. Di atas Anda, tak terlihat oleh mata telanjang, atom-atom kalium dan rubidium menari-nari, bagian dari atmosfer yang sangat tipis sehingga secara teknis disebut “eksosfer.” Namun, bagaimana atom-atom ini sampai di sana, dan apa yang membuat mereka tetap berada di udara dalam gravitasi bulan yang lemah?

Jawabannya, ternyata, terletak pada hujan batu angkasa kecil yang terus menerus menghantam permukaan bulan. Mikrometeorit ini, yang tidak lebih besar dari butiran pasir, menghantam Bulan dengan kecepatan lebih cepat dari peluru, menguapkan diri mereka sendiri dan potongan-potongan tanah bulan saat terjadi benturan. Proses ini, yang dikenal sebagai “penguapan akibat benturan,” telah mengubah wajah Bulan dan memberi makan atmosfernya yang tipis selama 4,5 miliar tahun.

“Kami memberikan jawaban pasti bahwa penguapan akibat tumbukan meteorit adalah proses dominan yang menciptakan atmosfer bulan,” kata penulis utama studi tersebut, Nicole Nie, asisten profesor di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet MIT. “Bulan berusia hampir 4,5 miliar tahun, dan selama kurun waktu tersebut permukaannya terus-menerus dibombardir oleh meteorit. Kami menunjukkan bahwa pada akhirnya, atmosfer tipis mencapai keadaan stabil karena terus-menerus diisi ulang oleh tumbukan kecil di seluruh bulan.”

Wahyu ini, yang dipublikasikan di Kemajuan Ilmu Pengetahuanmenantang asumsi sebelumnya tentang eksosfer Bulan. Sementara para ilmuwan telah lama menduga bahwa tumbukan mikrometeorit dan angin matahari berperan dalam pembentukan atmosfer bulan, kepentingan relatif dari proses ini masih belum jelas. Sekarang, berkat analisis cermat sampel tanah bulan yang dibawa kembali oleh astronot Apollo, kita tahu bahwa penguapan akibat tumbukan menyumbang sedikitnya 70% atom atmosfer Bulan, dengan angin matahari bertanggung jawab atas sisanya.

Untuk mencapai kesimpulan ini, Nie dan rekan-rekannya beralih ke pasangan unsur yang tidak biasa: kalium dan rubidium. Keduanya mudah menguap akibat benturan dan angin matahari, sehingga menjadikannya pelacak ideal untuk proses atmosfer. Dengan mengukur rasio isotop yang berbeda dari unsur-unsur ini dalam sampel tanah bulan, tim tersebut mampu merekonstruksi catatan sejarah atmosfer Bulan selama 4,5 miliar tahun.

Kunci penemuan mereka terletak pada cara berbagai proses memengaruhi isotop-isotop ini. Dampak mikrometeorit dan semburan angin matahari meninggalkan jejak isotop yang berbeda di tanah bulan. Dengan menganalisis pola-pola ini secara cermat, para peneliti dapat menentukan gaya dominan yang membentuk atmosfer Bulan dari waktu ke waktu.

Temuan ini memiliki implikasi yang jauh melampaui tetangga selestial kita. Memahami bagaimana benda-benda hampa udara seperti Bulan mempertahankan atmosfernya yang tipis dapat membantu kita menafsirkan pengamatan lingkungan yang serupa di seluruh tata surya, dari Merkurius hingga asteroid yang jauh. Hal ini bahkan dapat menginformasikan pencarian kita terhadap dunia yang berpotensi layak huni di luar halaman belakang kosmik kita.

Lebih jauh lagi, penelitian ini menunjukkan nilai abadi dari misi Apollo. Puluhan tahun setelah para astronot mengambil segenggam debu bulan, sampel-sampel tersebut terus mengungkap rahasia baru tentang tetangga terdekat kita. Seperti yang dikatakan Nie, “Tanpa sampel Apollo ini, kita tidak akan bisa mendapatkan data yang akurat dan mengukur secara kuantitatif untuk memahami berbagai hal secara lebih rinci. Penting bagi kita untuk membawa kembali sampel dari bulan dan benda-benda angkasa lainnya, sehingga kita dapat memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang pembentukan dan evolusi tata surya.”

Tampaknya hujan mikrometeorit yang lembut memainkan peran yang lebih penting daripada yang pernah kita bayangkan. Dengan setiap tumbukan kecil, partikel-partikel angkasa ini membantu menulis kisah berkelanjutan tentang atmosfer Bulan – sebuah kisah yang dibuat selama miliaran tahun, yang kini akhirnya terungkap berkat kerja keras para ilmuwan dan warisan abadi dari program Apollo.