Distribusi Orbit, Fase Kekacauan Evolusi Sistem Planet

Video pergerakan planet-planet muda.

Kredit: ESA/Hubble (M. Kornmesser & L. L. Christensen) dan NASA Goddard Scientific Visualization Studio.

Hanya berpatokan pada gambar bakal planet di sebuah cakram protoplanet, mustahil untuk menentukan bentuk pamungkas dari sebuah sistem planet.

“Saat bertumbuh, planet-planet tak sekadar diam. Mereka bergerak dan berinteraksi satu sama lain, termasuk dengan gas di dalam cakram protoplanet, dengan cara yang agak acak dan bergejolak.” kata Profesor Heather Knutson dari Caltech, Pasadena.

Periode yang Bergejolak

Setelah gas di dalam cakram diambil oleh planet-planet berbatu, atau menghilang ke ruang angkasa luas, building blocks planet yang disebut “protoplanet” mulai mengorbit bintang induk dalam jalur tabrakan dengan benda-benda langit lain. Menghilangnya molekul gas membuat planet bergerak lebih mudah daripada sebelumnya.

“Setelah menyingkirkan cakram, planet-planet berpotensi untuk saling berinteraksi. Dan interaksi itu menyebabkan perubahan besar,” kata astronom Jang-Condell dari Universitas Wyoming.

Ilustrasi objek antarbintang Oumuamua saat terbang melewati Bumi pada bulan Oktober 2017 dengan kecepatan tinggi.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Barkus

Planet-planet besar dapat menghempaskan objek berukuran kecil keluar dari sistem sepenuhnya. Inilah salah satu penjelasan bagi benda langit penyendiri yang disebut “planet pengembara”, yang telah ditemukan tidak memiliki bintang induk untuk diorbit. Tamu misterius yang baru-baru ini mengunjungi tata surya, adalah sebuah komet kecil yang diberi nama “Oumuamua,” diperkirakan telah dikeluarkan dari sistem bintang yang melahirkannya.

Baca juga:

• Objek Antarbintang Pertama yang Mirip Cerutu Kosmik
• Apa yang Bisa Diajarkan oleh Pengembara Antarbintang Oumuamua?

Fase terakhir pembentukan tata surya, sekitar 50-500 juta tahun setelah Matahari terbentuk, adalah proses yang sangat bergejolak. Inilah masa ketika planet-planet terluar tata surya menempati orbitnya saat ini. Berdasarkan studi cermat tentang distribusi objek Sabuk Asteroid yang terletak di antara Mars dan Jupiter, dan Sabuk Kuiper di luar Neptunus, para ilmuwan memastikan ada periode gaya tarik-menarik gravitasi antara Jupiter dan Saturnus. Interaksi antara kedua planet raksasa gas ini kemungkinan telah menempatkan Uranus dan Neptunus ke orbitnya saat ini dan membombardir Bumi dengan puing-puing antariksa.

Avi Mandell mempelajari evolusi planet di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA.

“Fase terakhir pembentukan planet adalah proses yang sangat bertahap, ketika planet secara perlahan bergeser untuk menempati orbit,” kata ilmuwan Avi Mandell dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA. “Kami percaya perubahan kecil itu barangkali mengarah ke peristiwa besar penyebaran antar sistem planet.”

Tapi apa penyebabnya? Pertanyaan yang hangat diperdebatkan dalam sains keplanetan adalah tentang bagaimana kesejajaran khusus, atau “resonansi,” antara orbit Jupiter dan Saturnus dapat mengubah posisi mereka, termasuk posisi Uranus dan Neptunus.

Masih ada beberapa kelompok benda berukuran kecil yang kemungkinan besar terlempar ketika Jupiter dan Saturnus muda berusaha menempati orbit. Sabuk asteroid di antara Mars dan Jupiter mengandung “bakal” planet berbatu kecil yang tak pernah terbentuk karena gangguan gravitasi Jupiter, kata Knutson. Sabuk Kuiper kemungkinan besar juga terbentuk oleh proses serupa, terutama karena penempatan orbit Neptunus. Bahkan Awan Oort, wilayah hipotesis perbatasan tata surya, dihuni oleh banyak sekali komet yang mengelilingi Matahari. Struktur Awan Oort dimulai sekitar 300 miliar kilometer dari Matahari dan dapat memanjang sejauh 10 triliun kilometer dari bintang kita.

Para ilmuwan terus berupaya mengamati sistem-sistem bintang untuk mencari bukti proses serupa yang terjadi di tempat lain.

“Dengan menggabungkan arkeologi tata surya kita dengan pembentukan planet di sistem lain, kita dapat menciptakan gambaran holistik tentang bagaimana kita akhirnya memiliki arsitektur planet yang kita lihat saat ini,” kata Mandell.

Penguapan Planet

Satu hal yang membuat para ilmuwan memikirkan kembali gagasan-gagasan mereka tentang pembentukan planet, dipicu oleh fakta bahwa galaksi Bima Sakti kita memiliki banyak sekali “Jupiter panas”. Planet raksasa gas yang ditemukan di sistem bintang lain, yang ukurannya setara atau lebih besar dari Jupiter, namun mengorbit bintang induk dari jarak yang lebih dekat, sebuah dunia yang lama satu tahunnya bisa kurang dari dua hari.

Ilustrasi planet KELT-9b.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Pada tahun 2017, para ilmuwan mengumumkan penemuan KELT-9b, sebuah planet yang suhunya mencapai 7.800 derajat Fahrenheit, lebih panas daripada bintang pada umumnya. KELT-9b ditemukan oleh teleskop berbasis darat KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope). Pada tahun 2018, para ilmuwan menemukan bukti gaya gravitasi bintang induk yang sedang mengoyak planet ini.

KELT-9b beserta Jupiter panas lainnya tidak mungkin terbentuk begitu dekat dengan bintang induk mereka, atau bisa terbentuk, tapi building blocksmereka telah dihancurkan bintang induk sedari awal. Hanya di daerah cakram protoplanet yang lebih dingin dan lebih jauh dari bintang induk, planet setara Jupiter bisa terbentuk. Jadi, raksasa gas ini dipastikan bermigrasi mendekati bintang induk setelah mencapai ukuran masif.

Baca juga: KELT-9b, Planet yang Lebih Panas Dibandingkan Kebanyakan Bintang

Tapi, tak ada yang bisa tetap awet muda, setiap sistem planet pada akhirnya akan mencapai usia paruh baya, sama seperti manusia. Pelajari lebih lanjut di artikel: Penempatan Orbit, Masa Nyaman bagi Evolusi Sistem Planet.

Ditulis oleh: Elizabeth Landau, exoplanets.nasa.gov

Sumber: Settling Down

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa