Ingin Tahu Bagaimana Pembentukan Tata Surya?

Sabtu, 6 Desember 2014 | 20:20 WIB

Kisah ini dimulai dari kelahiran bintang yang kita kenal dengan nama Matahari, 4,6 miliar tahun lalu.

Sejak dahulu, di galaksi Bima Sakti terdapat banyak sekali awan molekul berukuran raksasa dengan massa 105 – 106 massa Matahari dengan awan molekul yang paling kecil berukuran 0,1 – 10 massa Matahari. Awan molekul ini didominasi oleh Hidrogen dan Helium dan diikuti unsur lainnya seperti Karbon, Nitrogen dan Silikat dengan jumlah yang sangat sedikit.

Pada awalnya awan molekul dalam kondisi yang stabil tapi bisa runtuh jika ada gangguan yang menyebabkan terjadinya ketidakstabilan.

Suatu hari, datanglah gelombang kejut dari ledakan mahadahsyat bintang yang ada di dekatnya. Akibatnya, partikel gas dan debu membentuk awan sferis yang rapat dan mampat. Awan pun mengalami keruntuhan, dimulai dari akumulasi materi ke inti. Semakin banyak materi yang ditarik ke inti, gravitasi pun semakin meningkat. Selama keruntuhan/pengerutan terjadi, inti berotasi semakin cepat dan temperatur pun meningkat.

Pada akhirnya inti memiliki energi yang cukup untuk memulai reaksi pembakaran hidrogen menjadi helium. Maka dimulailah reaksi nuklir yang melepaskan energi sangat besar. Inilah proses kelahiran bintang yang kita kenal sebagai Matahari dengan massa 99.8% dari massa awan.

Foto ini menampilkan Jupiter dan Ganymede, bulan terbesar di Tata Surya. Ganymede tiga kali lebih besar dari Bulan dan bahkan lebih besar dari planet Merkurius. (NAOJ/JAXA/Tohoku University)

!break!

Nah, bagaimana dengan pembentukan planet-planet?

Tidak semua materi di awan molekul membentuk Matahari. Masih ada sisa debu dan gas yang membentuk piringan di sekeliling Matahari, sehingga kalau dilihat akan tampak seperti sebuah piringan dengan bola gas raksasa yang berpijar di tengahnya. Partikel-partikel yang ada di piringan diisi oleh 75% hidrogen, 25% helium, dan 2% elemen lainnya. Mereka bergerak dalam orbit lingkaran mengelilingi Matahari.

Meskipun temperatur di area inti meningkat tajam, akan tetapi semakin jauh dari inti temperatur pun semakin rendah. Karena itu, materi yang berada di area inti akan dengan mudah menguap, sedangkan gas di area yang jauh dan dingin akan tetap berada dalam kondisi gas.

Ilustrasi planet (Thinkstockphoto)

Materi di dalam piringan kemudian berkondensasi membentuk butiran padat maupun cair. Butiran yang terbentuk di dekat Matahari merupakan butiran padat termasuk di dalamnya senyawa alumunium, titanium, besi, nikel, dan silikat.

Di pinggiran piringan, temperatur cukup rendah sehingga molekul hidrogen berkondensasi membentuk es dari air es, metana beku, dan amonia beku. Perbedaan temperatur antara area di dekat bintang dan area yang jauh dari bintang menjadi kunci perbedaan dari planet yang nantinya terbentuk.

Partikel di dalam piringan saling berinteraksi dan bergabung membentuk butiran berukuran mikroskopik yang sangat kecil. Masa pembentukan planet adalah masa yang keras dan kejam. Bagaimana tidak! Butiran-butiran yang ada di piringan bergerak dan bertabrakan dengan butiran lainnya. Hasilnya butiran-butiran tersebut kemudian bergabung membentuk partikel yang lebih besar dan lebih padat. Tabrakan antar partikel terus terjadi dan partikel-partikel kemudian membentuk planet kecil atau planetesimal.

!break!

Proses penggabungan ini terus terjadi dan planetesimal terus bertumbuh semakin besar yang kemudian dikenal sebagai protoplanet aka cikal bakal planet. Protoplanet dalam interaksinya menarik planetesimal dengan komposisi yang mirip untuk bergabung dan membentuk planet.

Karena semakin jauh temperaturs semakin rendah, maka di dekat Matahari, planetesimal yang terbentuk berupa batuan dan logam karena gas sudah pasti menguap. Dan terbentuklah planet batuan seperti Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

Semakin jauh, selain dari batu dan logam, planetesimal juga terbentuk dari serpihan es. Interaksi antara planetesimal yang disusun oleh batu, logam dan serpihan es dengan planetesimal lain membentuk inti planet raksasa. Inti yang terbentuk sangat besar dan mampu menangkap gas hidrogen dan helium untuk membentuk atmosfer yang sangat tebal. Pada akhirnya terbentuklah planet raksasa yang kaya hidrogen dan helium dengan inti batuan yang mampat.

Kalau kita menjelajah semakin jauh ke bagia luar piringan, maka kondisinya pun semakin dingin. Sangat dingin karena temperatur semakin rendah. Di area terluar nan dingin itu, masih ada planetesimal es yang tetap bertahan dan membentuk benda-benda kecil berukuran beberapa kilometer. Benda-benda kecil tersebut dikenal sebagai benda di Sabuk Kuiper. Beberapa obyek di sabuk Kuiper memiliki ukuran cukup besar seperti Pluto, Makemake, Sedna, Eris yang kemudian digolongkan sebagai planet kerdil karena tidak mampu "membersihkan" area di sekelilingnya dari planetesimal lainnya. Jadi kalau obyek-obyek ini merupakan sebuah planet, maka gravitasinya cukup untuk menarik obyek lain di sekelilingnya untuk bergabung atau melontarkannya ke luar Tata Surya.

Sementara itu, area di antara Mars dan Jupiter diisi oleh benda-benda kecil lainnya yang dikenal sebagai sabuk asteroid. Di area ini, kumpulan planetesimal batuan berukuran beberapa meter sampai dengan 1000 km bergerak mengelilingi Matahari. Planetesimal di area ini merupakan sisa pembentukan Tata Surya yang tidak berhasil berkoalisi membentuk planet karena gangguan gravitasi dari Jupiter.

Europa ketahuan menyemburkan uap air mencapai ketinggian lebih dari Everest. (Southwest Research Institute)

!break!

Satelit Alam dan Cincin Planet Raksasa

Planet-planet di Tata Surya diketahui memiliki pengiring atau satelit alam. Untuk planet raksasa, satelit alam diyakini terbentuk lewat proses hampir serupa dengan kelahiran planet. Pada masa awal pembentukan planet raksasa, terdapat sejumlah besar gas di sekeliling planet yang kemudian berinteraksi membentuk satelit-satelit di sekeliling sang planet.

Untuk Mars, satelit pengiringnya terbentuk di tempat lain dan kemudian ditangkap oleh Mars untuk mengitarinya. Sedangkan pengiring Bumi, Bulan, terbentuk lewat tabrakan Bumi dengan sebuah benda yang diduga sebesar Mars dan kemudian sisa tabrakan itulah yang menjadi Bulan yang mengelilingi Bumi. Sementara planet terdekat dengan Matahari yakni Merkurius dan Venus tidak memiliki satelit, karena jika ada satlit di sana maka satelit itu tidak dapat bertahan.

Diambil dengan WAC (Wide Angle Camera) dari Mercury Dual Imaging System pada pesawat Messenger yang mengorbit Merkurius, Selasa (24/5), foto hitam-putih ini menampilkan belahan Merkurius sebelah selatan. Tidak seperti Bumi, Merkurius memiliki kemiringan aksial hanya 0,02 derajat, terkecil di seluruh Tata Surya. Hasilnya, tidak ada musim di Merkurius. (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegi)

Dalam proses pembentukan seluruh planet di Tata Surya, ketika planet raksasa sudah terbentuk, maka planetesimal yang bergerak dekat dengan planet akan dikoyakkan oleh gravitasi dan pecahan-pecahannya kemudian terperangkap mengorbit planet raksasa sebagai cincin.

Sejauh ini demikianlah yang kita pahami tentang sejarah Tata Surya tempat tinggal kita. Penemuan-penemuan detil-detil lain di Tata Surya maupun di sistem keplanetan lain akan semakin memperkaya pemahaman kita.