Teori Pembentukan Bulan
Bulan adalah objek langit terdekat yang mengorbit Bumi. Ketertarikan untuk mempelajari Bulan telah dirasakan oleh para ilmuwan sejak dahulu kala, sebelum teknologi ruang angkasa berkembang pesat seperti saat ini. Bermula pada tahun 1950-an, banyak wahana antariksa dan astronot telah dikirim untuk mengunjungi Bulan, dengan tujuan mempelajari berbagai hal dengan lebih spesifik tentang objek langit ini. Oleh karena itu, banyak pengetahuan tentang Bulan yang telah kita peroleh hingga saat ini.
Dari sekian banyak pengalaman manusia dalam mempelajari Bulan, masih terdapat pertanyaan-pertanyaan mendasar yang perlu dipahami lebih mendalam. Salah satu pertanyaan mendasar tentang Bulan yang masih hangat dan menarik untuk dipelajari adalah bagaimana objek langit ini terbentuk dan dapat mengorbit Bumi? Beberapa hal penting yang berkaitan dengan pertanyaan tersebut, perlu kita ketahui terlebih dahulu, yaitu:
Dari hasil pengukuran kandungan radioaktif pada sampel batu-batuan Bulan yang dibawa pulang ke Bumi, Thiemens dkk. (2019) menunjukkan bahwa usia Bulan sekitar 4,51 milyar tahun, terbentuk sekitar 50 juta tahun setelah Bumi terbentuk. Beberapa penelitian lainnya menunjukkan bahwa Bulan terbentuk 100 hingga 150 juta tahun setelah Bumi terbentuk. Meskipun dari penelitian-penelitian ini memberikan rentang nilai yang cukup beragam, namun setidaknya kita dapat menyimpulkan bahwa usia Bulan dan Bumi tidaklah sama. Lebih tepatnya, Bulan terbentuk setelah Bumi terbentuk.
Komposisi kimia Bulan dan Bumi sebenarnya mirip. Namun sedikit berbeda, terutama pada kandungan Besi yang lebih sedikit di Bulan daripada di Bumi. Bukti ini juga mengindikasikan bahwa kerapatan Bulan lebih rendah daripada Bumi.
Batu-batuan Bulan diketahui mengandung materi volatile (yang dapat menguap) yang lebih sedikit dibandingkan Bumi. Ini menunjukkan bahwa Bulan seharusnya pernah mengalami proses penguapan atau pemanasan yang lebih hebat pada masa lampau.
Kandungan isotop Oksigen di Bulan sama dengan yang ada di Bumi. Penemuan ini mengindikasikan bahwa Bulan dan Bumi seharusnya terbentuk pada jarak yang relatif sama dari Matahari.
Sejak sebelum bukti-bukti pengamatan di atas diperoleh, telah terdapat beberapa teori yang diusulkan untuk menjelaskan proses pembentukan Bulan. Teori-teori tersebut terus diperbaiki seiring dengan berkembangnya pemahaman tentang Bulan melalui bukti-bukti pengamatan terbaru. Secara umum, terdapat empat teori utama yang diajukan oleh ilmuwan terkait bagaimana Bulan terbentuk, antara lain:
Fission Theory Darwin pada tahun 1879 mengajukan Fission Theory untuk menjelaskan proses pembentukan Bulan. Teori ini menceritakan bahwa Bulan terbentuk dari sebagian materi Bumi yang terlontar ke ruang angkasa, ketika Bumi masih berbentuk bola panas yang belum memadat seperti saat ini. Lontaran materi tersebut dapat terjadi karena rotasi Bumi yang cepat pada masa lampau. Fisher pada tahun 1889 mengusulkan bahwa wilayah Samudra Pasifik adalah tempat di mana sebagian materi Bumi terlontar ke ruang angkasa. Penjelasan lebih rinci tentang hal ini dapat dibaca pada paper Wise (1966). Teori ini mengindikasikan bahwa komposisi kimia serta kandungan besi dan kerapatan Bulan seharusnya sama dengan Bumi. Namun, kenyataannya tidak seperti itu. Selain itu, ahli geologi menunjukkan bahwa usia Samudra Pasifik sekitar 750 juta tahun, jauh lebih muda dibandingkan dengan usia Bulan.
Capture Theory Pada tahun 1968 dan 1970, Singer adalah salah satu ilmuwan yang mencetuskan Capture Theory tentang proses pembentukan Bulan. Teori ini menjelaskan bahwa Bumi dan Bulan terbentuk secara terpisah di daerah lain di Tata Surya kita, dengan radius orbit yang mirip terhadap Matahari. Pada waktu tertentu, kedua objek ini saling papasan. Akibat medan gravitasi Bumi, Bulan akhirnya tertangkap dan mengorbit Bumi. Teori ini seharusnya dapat menjelaskan tentang kemiripan komposisi kimia, perbedaan kandungan besi, dan perbedaan kerapatan antara Bumi dan Bulan. Sayangnya, dalam konteks dinamika orbit, probabilitas mekanisme ini dapat terjadi cukup kecil, seperti yang dijelaskan oleh Singer (1986). Penjelasan lengkap tentang Capture Theory dan analisanya juga dapat dilihat pada Singer (1986).
Condensation Theory Condensation theory menjelaskan bahwa Bumi dan Bulan terbentuk bersamaan dari satu nebula pembentuk Tata Surya. Karena suatu mekanisme tertentu, interaksi gravitasi keduanya membuat Bulan mengorbit Bumi. Teori ini mengindikasikan bahwa Bumi dan Bulan seharusnya memiliki kemiripan komposisi kimia, bahkan kemiripan kandungan besi di kedua objek ini. Selain itu, karena terbentuk bersamaan, usia kedua objek langit ini seharusnya sama. Namun, indikasi-indikasi tersebut tidak sesuai dengan bukti-bukti pengamatan tentang Bulan yang didapatkan saat ini.
Giant Impact Theory Giant Impact adalah teori yang paling populer saat ini di kalangan ahli astronomi. Teori ini menjelaskan bahwa di awal pembentukan Bumi, planet ini mengalami tabrakan oleh sebuah objek berukuran planet Mars (disebut Theia). Tabrakan ini menyebabkan sebagian besar materi dari Theia dan sebagian materi dari Bumi terlontar ke ruang angkasa. Sedangkan bagian inti dari kedua objek menyatu membentuk Bumi saat ini. Teori ini dapat menjelaskan perbedaan usia Bumi dan Bulan. Kerapatan Bulan dan kandungan besi yang rendah dapat terjadi akibat Theia yang memiliki kriteria seperti itu. Teori ini masih terus dilakukan perbaikan untuk dapat menjawab semua bukti-bukti pengamatan tentang Bulan. Salah satunya adalah Rufu dkk. (2017) yang menunjukkan bahwa tabrakan yang dialami Bumi tidak berasal hanya dari satu objek saja, melainkan dapat berasal dari banyak objek. Hal ini untuk memberikan penjelasan yang lebih akurat terkait kemiripan komposisi kimia Bumi dan Bulan. Giant Impact Theory masih terus dilakukan perbaikan agar memberikan penjelasan yang sesuai dengan bukti-bukti pengamatan saat ini. Ahli astronomi juga melakukan prediksi menggunakan simulasi komputer untuk menganalisis proses pembentukan secara rinci.