تئیا و زمین همسایه بودند، پژوهش جدید نشان می‌دهد
نوشتهٔ جامعه مکس پلانک
حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش، بزرگ‌ترین رویداد تاریخ زمین رخ داد: یک جسم آسمانی عظیم به نام تئیا به زمین جوان برخورد کرد. نحوهٔ وقوع این برخورد و آنچه دقیقاً پس از آن اتفاق افتاد تا کنون به‌طور قطع مشخص نشده است. آنچه واضح است این است که اندازه، ترکیب و مدار زمین به‌دلیل این واقعه تغییر کرد و این برخورد منجر به تولد همراه دائمی ما در فضا، یعنی ماه، شد.
این جسم چه ویژگی‌هایی داشت که مسیر تکامل سیاره‌مان را این‌چنینی تغییر داد؟ تئیا چه اندازه‌ای بود؟ از چه موادی ساخته شده بود؟ و از کدام بخش منظومهٔ شمسی به سمت زمین شتاب گرفت؟
پیدا کردن پاسخ این سؤالات دشوار است؛ چرا که تئیا در برخورد کاملاً نابود شد. با این وجود، ردهای آن هنوز امروز قابل ردیابی است؛ به‌عنوان مثال در ترکیب زمین و ماه کنونی.
در مطالعه‌ای که در ژورنال Science منتشر شد، پژوهشگرانی به‌سرپرستی مؤسسهٔ مکس پلانک برای پژوهش‌های منظومهٔ خورشیدی (MPS) و دانشگاه شیکاگو، از این اطلاعات برای استخراج «فهرست ترکیبات» احتمالی تئیا استفاده کرده‌اند و به این ترتیب مکان پیدایش آن را بیابند.
«ترکیب یک جسم، تمام تاریخ شکل‌گیری آن را، از جمله مکان پیدایشش، ثبت می‌کند»، تورستِن کلاین، مدیر MPS و یکی از هم‌نویسندگان این پژوهش جدید، گفت.
نسبت‌های حضور ایزوتپ‌های خاص فلزی در یک جسم، اطلاعات بسیار ویژه‌ای ارائه می‌دهند. ایزوتپ‌ها انواعی از یک عنصر هستند که فقط در تعداد نوترون‌های هستهٔ اتمی خود—و در نتیجه در وزنشان—متفاوت‌اند.
در اوایل منظومهٔ خورشیدی، احتمالاً ایزوتپ‌های هر عنصر به‌صورت یکنواخت توزیع نشده بودند. به‌عنوان مثال، در لبهٔ بیرونی منظومه، نسبت ایزوتپ‌ها کمی با نسبت آن در نزدیک به خورشید متفاوت بود. بنابراین، اطلاعاتی دربارهٔ منبع اصلی بلوک‌های سازندهٔ آن در ترکیب ایزوتپی جسم ذخیره می‌شود.
جستجوی ردهای تئیا در زمین و ماه
در این پژوهش، تیم تحقیقاتی نسبت ایزوتپ‌های مختلف آهن را در سنگ‌های زمین و ماه با دقتی بی‌سابقه تعیین کرد. برای این منظور، ۱۵ سنگ زمینی و شش نمونهٔ ماهی را که فضانوردان مأموریت‌های آپولو به‌دست آوردند، مورد بررسی قرار دادند.
نتیجه چندان شگفت‌آور نبود: همان‌طور که اندازه‌گیری‌های پیشین نسبت ایزوتپ‌های کروم، کلسیم، تیتانیوم و زیرکونیوم نشان داده بودند، در این زمینه زمین و ماه قابل تمییز نیستند.
با این حال، این شباهت چشمگیر اجازهٔ نتیجه‌گیری مستقیم دربارهٔ تئیا را نمی‌دهد. تعداد بیشماری از سناریوهای ممکن برخورد وجود دارد. اگرچه اکثر مدل‌ها فرض می‌کنند که ماه تقریباً به‌صورت کامل از مادهٔ تئیا تشکیل شده است، اما ممکن است عمدتاً از مادهٔ مانتهٔ اولیهٔ زمین تشکیل شده باشد یا سنگ‌های زمین و تئیا به‌صورت یک‌پارچه مخلوط شده باشند.
مهندسی معکوس یک سیاره
برای شناخت بهتر تئیا، پژوهشگران نوعی مهندسی معکوس را برای سیارات بکار بردند. بر پایهٔ هماهنگی نسبت ایزوتپی سنگ‌های زمینی و ماهی امروز، تیم بررسی کرد که چه ترکیب‌ها و چه ابعاد تئیا و چه ترکیبی از زمین اولیه می‌توانست به این وضعیت نهایی منجر شود.
در تحقیقات خود، پژوهشگران نه تنها به ایزوتپ‌های آهن، بلکه به ایزوتپ‌های کروم، مولیبدن و زیرکونیوم نیز پرداخته‌اند. عناصر مختلف به ما امکان دسترسی به مراحل متفاوتی از شکل‌گیری سیاره را می‌دهند.
خیلی پیش از برخورد ویرانگر با تئیا، فرآیندی شبیه به جداسازی داخل زمین اولیه رخ داده بود. با شکل‌گیری هستهٔ آهن، عناصری مانند آهن و مولیبدن در آن جمع شدند؛ آنگاه از مانتهٔ سنگی به‌صورت عمده غایب شدند.
آهن موجود در مانتهٔ امروز زمین پس از شکل‌گیری هسته، احتمالاً از طریق تئیا وارد شده است. عناصری دیگر مانند زیرکونیوم که به هسته فرو نرفته‌اند، تاریخچهٔ کامل شکل‌گیری سیاره‌مان را ثبت می‌کنند.
شهاب‌سنگ‌ها به‌عنوان مرجع
از میان ترکیب‌های ریاضیاتی ممکن تئیا و زمین اولیه که از محاسبات حاصل می‌شود، برخی به‌عنوان غیرقابل‌احتمال حذف می‌شوند.
«قانع‌کننده‌ترین سناریو این است که بیشتر بلوک‌های سازندهٔ زمین و تئیا درون منظومهٔ شمسی داخلی منشا داشته‌اند. به‌نظر می‌رسد زمین و تئیا همسایه بوده‌اند»، گفت تیمو هوپ، پژوهشگر MPS و نویسندهٔ اصلی این مطالعه.
در حالی که ترکیب زمین اولیه می‌تواند عمدتاً به‌صورت ترکیبی از کلاس‌های شناخته‌شدهٔ شهاب‌سنگ‌ها توصیف شود، این امر برای تئیا صادق نیست. کلاس‌های مختلف شهاب‌سنگ‌ها در مناطق متفاوتی از منظومهٔ شمسی خارجی منشا گرفته‌اند؛ بنابراین به‌عنوان مواد مرجع برای مادهٔ ساختاری که در زمان شکل‌گیری زمین اولیه و تئیا در دسترس بوده‌اند، عمل می‌کنند.
با این حال، در مورد تئیا ممکن است ماده‌ای که پیش از این شناخته نشده بود نیز درگیر باشد. پژوهشگران بر این باورند که منبع این ماده نزدیک‌تر به خورشید از زمین بوده است. بنابراین محاسبات نشان می‌دهد که تئیا نسبت به سیارهٔ ما در نزدیکی خورشید شکل گرفته است.
اطلاعات بیشتر: تیمو هوپ و همکاران، «تئیا، برخوردگر شکل‌دهندهٔ ماه، از منظومهٔ شمسی داخلی منشا گرفت»، Science (2025). DOI: 10.1126/science.ado0623. www.science.org/doi/10.1126/science.ado0623
اطلاعات ژورنال: Science
منبع: تئیا و زمین همسایه بودند، پژوهش جدید نشان می‌دهد (۲۰۲۵، ۲۰ نوامبر) بازیابی‌شده در ۲۱ نوامبر ۲۰۲۵ از https://phys.org/news/2025-11-theia-earth-neighbors.html