Mengungkap Asal-usul Terbentuknya Planet Jupiter

Info Astronomy - Jupiter, planet raksasa gas terbesar di tata surya, telah lama diperdebatkan oleh para astronom mengenai bagaimana proses pembentukannya. Melalui hasil studi terbaru ini, perdebatan tersebut mungkin bisa berakhir.

Menurut teori yang banyak diterima sejauh ini, diketahui bahwa planet raksasa gas yang mengitari bintang lain selain Matahari sering berada sangat dekat dengan bintang induknya. Planet-planet raksasa gas tersebut disinyalir terbentuk pada jarak yang jauh, lalu kemudian bermigrasi ke orbit yang lebih dekat dengan bintangnya.

Bagaimana dengan Jupiter yang merupakan raksasa gas di tata surya kita? Menurut sebuah studi yang dilakukan oleh sekelompok astronom dari Universitas Lund, Swedia, menggunakan simulasi komputer canggih, perjalanan Jupiter melintasi tata surya kita sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu berhasil diungkap.

Pada masa-masa awal pembentukannya itu, seperti halnya planet-planet lain di tata surya, Jupiter secara bertahap terbentuk dari debu kosmis yang mengelilingi Matahari muda kita dalam cakram gas dan partikel. Dari debu kosmis itu, Jupiter terbentuk semakin besar dengan banyak bergabungnya asteroid-asteroid kecil hingga menyatu menjadi besar.

Nah, pada masa awal pembentukannya, Jupiter yang belum menjadi planet raksasa gas kala itu rupanya terbentuk pada jarak empat kali lebih jauh dari Matahari daripada posisi orbitnya saat ini.

"Ini adalah pertama kalinya kami memiliki bukti bahwa Jupiter terbentuk jauh dari Matahari dan kemudian bermigrasi ke orbitnya saat ini. Kami menemukan bukti migrasi itu pada kelompok asteroid Trojan yang berbagi orbit dengan Jupiter," kata Simona Pirani, mahasiswa doktoral astronomi di Universitas Lund, penulis utama studi ini.
Jupiter dan Trojan yang berbagi orbit. Kredit: Sciencealert.com
Kelompok asteroid Trojan sendiri ini terdiri dari dua kelompok ribuan asteroid yang berada pada jarak yang sama dari Matahari dengan Jupiter, tetapi masing-masing dari dua kelompok itu mengorbit di depan dan di belakang Jupiter (lihat gambar di atas).

Nah, menurut pengamatan para astronom, ruapnya ada sekitar 50 persen lebih banyak asteroid Trojan di depan Jupiter daripada di belakangnya. Ketidakseimbangan inilah yang menjadi kunci bagi para astronom untuk melacak migrasi Jupiter.

Sebelum studi ini, para astronom sebelumnya tidak dapat menjelaskan mengapa kedua kelompok asteroid Trojan ini tidak mengandung jumlah asteroid yang sama. Namun, Pirani dan rekan-rekan sejawatnya kini telah mengidentifikasi alasan ilmiahnya dengan menciptakan kembali simulasi peristiwa pembentukan Jupiter dan bagaimana planet ini secara bertahap menarik asteroid Trojan.

Berkat simulasi komputer itu, para astronom ini menghitung bahwa ketidakseimbangan saat ini hanya bisa terjadi jika Jupiter terbentuk empat kali lebih jauh di tata surya dan kemudian bermigrasi ke posisinya saat ini. Selama perjalanannya mendekati Matahari, gravitasi Jupiter menarik lebih banyak Trojan yang ada di depannya daripada yang ada di belakangnya.

Menurut perhitungan, migrasi Jupiter berlangsung selama sekitar 700.000 tahun, dalam periode sekitar 2-3 juta tahun setelah Jupiter muda memulai hidupnya sebagai asteroid es yang jauh dari Matahari.

Apa yang menyebabkan migrasi itu? Sederhananya, migrasi planet terjadi ketika sebuah planet berinteraksi dengan cakram gas dan debu dari bintang muda yang baru saja terbentuk, atau yang disebut sebagai planetesimal. Interaksi tersebut merupakan interaksi gravitasi, yang mengakibatkan perubahan parameter orbit planet, terutama poros semi-mayornya.

Simulasi komputer menunjukkan bahwa asteroid Trojan ditarik ke arah Jupiter muda ketika ia masih merupakan planet batuan kecil tanpa atmosfer gas seperti sekarang, yang berarti inti dari planet Jupiter saat ini kemungkinan besar terdiri dari material yang mirip dengan asteroid Trojan.

"Kita dapat belajar banyak tentang inti dan pembentukan Jupiter dengan mempelajari asteroid Trojan saja," kata Anders Johansen, rekan Pirani dalam studi ini.

Lalu, bagaimana Jupiter yang awalnya merupakan planet berbatu kecil bisa menjadi planet raksasa gas terbesar di tata surya? Dalam studi ini dijelaskan bahwa asteroid-asteroid Trojan yang menyatu membentuk Jupiter 4,5 miliar tahun lalu berjumlah sangat banyak, sehingga membuat planet Jupiter muda memiliki gravitasi yang besar seiring intinya yang juga membesar.

Berada pada jarak empat kali lebih jauh dari orbitnya saat ini saat masa-masa awal pembentukannya juga membuat Jupiter dengan mudah "merekatkan" debu dan gas di sekitarnya untuk menyatu sebagai planet raksasa gas. Gravitasi Jupiter yang besar lah yang menahan gas dan debu tersebut hingga membentuk planet secara utuh.

Dari hasil studi ini, dikatakan pula bahwa raksasa gas Saturnus dan raksasa es Uranus dan Neptunus dapat bermigrasi dengan cara yang sama dengan yang dilakukan oleh Jupiter.
BERIKAN KOMENTAR ()