Mengapa Pluto Memiliki Atmosfer Sedangkan Bulan Tidak?

Gravitasi adalah gaya tarik antara dua benda. Gaya gravitasi dibangkitkan dari massa suatu objek, dan selalu menarik objek lain yang juga memiliki massa. Besarnya gaya ini berbanding lurus dengan massa kedua objek, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda. Artinya, semakin besar massa maka semakin besar pula gravitasinya. Dan semakin jauh jarak antara dua benda maka semakin kecil pula gravitasinya.

Dengan demikian setiap benda akan memiliki besaran gravitasi yang berbeda bergantung pada besar massanya.

Lantas bagaimana keterkaitannya dengan atmosfer?

Atmosfer itu sangat penting untuk melindungi permukaan planet dari radiasi Matahari serta untuk membantu “mengendalikan” atau meminimkan jumlah energi yang dilepaskan planet dan hilang di angkasa. Atmosfer juga berfungsi untuk mempertahankan keberadaan air di sebuah planet dengan memberi tekanan yang cukup agar cairan yang ada di planet tersebut tidak mendidih dan kemudian hilang di angkasa.

Di Tata Surya, semua planet pada dasarnya memiliki atmosfer termasuk Merkurius, planet terdekat dengan Matahari. Tak hanya planet, beberapa satelit juga memiliki atmosfer. Tapi, untuk bisa mempertahankan keberadaan atmosfer di sebuah obyek dibutuhkan gravitasi yang cukup besar untuk bisa mengikat molekul gas dan partikel lainnya agar tidak lepas. Merkurius dan Mars diketahui memiliki atmosfer tipis sedangkan planet raksasa seperti Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus diketahui memiliki atmosfer yang tebal.

!break!

Apa Yang Menyebabkan Atmosfer Lepas?
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi tebal tipisnya atmosfer maupun keberadaan atmosfer di sebuah obyek. Selain gravitasi yang dibutuhkan untuk mengikat atmosfer, kecepatan lepas si obyek dan temperatur atmosfer juga memegang peran penting agar atmosfer tidak terlepas.

Planet yang gravitasinya lemah tidak akan dapat mengikat atau mempertahankan molekul-molekul yang membentuk atmosfer sebaik planet yang memiliki gravitasi lebih besar. Molekul-molekul gas pada planet yang memiliki gravitasi lemah akan cenderung mudah untuk melepaskan diri.

Tapi, jika atmosfer di planet tersebut cukup dingin maka molekul gas tidak akan bergerak terlalu cepat untuk bisa lepas dari ikatan gravitasi si planet. Nah, seberapa kuat ikatan yang dibutuhkan dan seberapa cepat molekul bisa bergerak arar terlepas dari planet bergantung pada kecepatan lepas planet. Dan kecepatan molekul untuk bergerak bergantung pada temperatur.

Kecepatan Lepas
Agar sebuah benda bisa lepas dari sebuah planet dan tidak lagi dipengaruhi oleh gravitasi planet tersebut, maka ia harus bergerak melebihi kecepatan lepas si planet. Kecepatan lepas adalah kecepatan awal yang dibutuhkan untuk lepas dari pengaruh gravitasi benda yang massanya lebih besar.

Contohnya di Bumi.

Coba lemparkan batu ke udara. Ia akan mengangkasa sesaat sebelum gravitasi Bumi memperlambat geraknya dan menariknya  kembali ke tanah. Lemparkan lebih kuat lagi maka ia akan bergerak lebih cepat dan tinggi sebelum kemudian jatuh kembali. Tapi batu itu bisa saja lepas kalau dilempar lebih kuat lagi sehingga ia bisa memiliki kecepatan yang cukup untuk lepas dan gravitasi Bumi tidak akan memperlambat dan menghentikan gerak si batu tadi. Pada kondisi ini batu yang dilemparkan tadi akan memiliki kecepatan yang cukup untuk lepas dari Bumi.

!break!

Di Bumi, untuk dapat lepas dari pengaruh gravitasi dibutuhkan kecepatan lepas sebesar 11 km / detik. Bayangkan betapa cepat sebuah benda harus bergerak untuk bisa lepas dari pengaruh gravitasi Bumi. Di tempat lain kecepatan yang dibutuhkan pun akan berbeda bergantung pada gravitasi di lokasi tersebut. Semakin besar gaya gravitasi sebuah benda maka semakin besar pula kecepatan lepasnya.

Berdasarkan hukum gravitasi Newton, kecepatan lepas berbanding lurus dengan massa planet dan berbanding terbalik dengan jarak.  Dan massa memiliki kaitan erat dengan gravitasi. Jadi semakin besar massa suatu benda, gaya gravitasinya semakin kuat dan kecepatan lepasnya juga semakin tinggi. Tapi semakin jauh jarak suatu benda, maka kecepatan lepasnya juga semakin kecil. Artinya untuk sebuah planet, semakin jauh sebuah benda dari permukaan planet maka kecepatan lepas jadi semakin kecil dan gaya tarik planet untuk menahan lapisan atmosfer paling atas pun semakin lemah.