Teori Baru Asal Usul Jupiter yang Melibatkan Asteroid Trojan

Kredit: Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA/Studio Visualisasi Ilmiah/Dan Gallagher

Anomali ukuran dan lokasi Jupiter di tata surya telah membingungkan para astronom selama bertahun-tahun karena dianggap tidak sesuai dengan pemahaman kita tentang proses pembentukan planet. Namun kali ini para astronom telah menggagas sebuah teori baru tentang penyebab ketidaklaziman eksistensi Jupiter di tata surya.

Menurut model pembentukan planet yang diyakini oleh para astronom, planet raksasa terbentuk di wilayah terluar lalu bermigrasi ke dalam dan menempati posisi yang sangat dekat dengan bintang induk. Namun model ini tidak dapat diterapkan ke Jupiter, karena planet raksasa yang dua kali lebih masif daripada kombinasi seluruh planet ini justru mengorbit dari wilayah terluar tata surya.

Penelitian terbaru yang digelar oleh tim astronom dari Universitas Lund di Swedia, tampaknya telah mempermudah pemahaman terkait asal usul Jupiter. Menurut simulasi komputer, Jupiter terbentuk sekitar empat kali lebih jauh dari lokasi yang ditempatinya saat ini, tepat di dalam orbit Uranus dan perlahan-lahan bermigrasi ke dalam selama kurun waktu 700.000 tahun.

“Inilah bukti pertama terkait lokasi pembentukan Jupiter yang sangat jauh dari Matahari, kemudian bermigrasi ke orbitnya saat ini,” ungkap astronom Simona Pirani dari Universitas Lund.

Penelitian ini berbasis pada ikatan asteroid yang disebut Trojan. Mereka berbagi orbit dengan Jupiter. Satu kelompok asteroid Trojan mengorbit di depan Jupiter, sedangkan kelompok kedua mengorbit di belakang Jupiter, tepatnya di wilayah yang berpusat pada titik Lagrange Jupiter.

Kredit: Institut Astronomi CAS/Petr Scheirich

Tapi masih ada teka-teki yang harus dipisahkan, mengingat jumlah kelompok asteroid di depan Jupiter sekitar 50% lebih banyak daripada kelompok yang berada di belakang.

“Asimetri selalu menjadi misteri di tata surya,” tutur sesama astronom Universitas Lund Anders Johansen.

Jadi, tim astronom lalu menjalankan simulasi pembentukan Jupiter untuk mengungkap asimetri yang aneh ini.

Mereka menguji berbagai kerangka waktu dan pola migrasi keluar yang mengarah ke kesimpulan asal usul ikatan asteroid Trojan saat ini. Populasi asteroid Trojan hanya dapat dihasilkan jika Jupiter memulai kehidupannya sebagai sebuah benih planet 4,5 miliar tahun yang lalu, yaitu asteroid beku yang terletak sekitar 18 AU dari Matahari. (1 AU adalah jarak Bumi-Matahari).

Dalam waktu 2-3 juta tahun, benih planet Jupiter mulai bermigrasi dan masuk ke posisinya saat ini, yaitu 5,2 AU. Migrasi membutuhkan waktu sekitar 700.000 tahun.

Ketika mulai bermigrasi, benih planet semakin mendekati Matahari dan ditarik oleh gaya gravitasi molekul gas masif yang bertahan cukup lama di tata surya. Selanjutnya gravitasi benih planet Jupiter memengaruhi Trojan, menghasilkan populasi asteroid yang lebih banyak di kelompok utama daripada kelompok yang tertinggal di belakang.

Hal ini berlangsung sebelum benih planet mengakresi molekul gas, karena pada saat itu ia hanya mengakresi batu yang akan runtuh untuk membentuk inti planet. Berarti inti Jupiter mungkin adalah bongkahan batu serupa dengan yang ditemukan di Trojan, kata para peneliti.

Lokasi di mana Jupiter terbentuk telah menjadi teka-teki yang ingin segera dipecahkan oleh para ilmuwan, karena raksasa gas tidak dapat terbentuk di dekat bintang induk. Gravitasi intens, radiasi (termasuk panas) dan angin ganas dari bintang induk akan mencegah akresi molekul gas untuk membentuk planet gas raksasa.

Meskipun teori asal usul Jupiter ini dianggap bertentangan dengan beberapa penelitian yang didasarkan pada lokasi pembentukan Jupiter di dekat Matahari, disusul migrasi keluar, namun teori ini juga menawarkan sebuah solusi yang membawa Jupiter sejalan dengan apa yang kita pahami dari observasi sistem planet lain.

Tentu saja, jika simulasi tim astronom dari Universitas Lund ternyata benar, asteroid akan menjadi sumber yang berharga untuk mengungkap informasi planet gas raksasa yang belum diketahui.

“Kita bisa belajar banyak tentang inti dan proses pembentukan Jupiter dari mempelajari Trojan,” pungkas Johansen.

NASA akan meluncurkan probe yang diberi nama Lucy untuk mempelajarinya pada bulan Oktober 2021, jadi kita tidak perlu menunggu terlalu lama untuk mengetahuinya.

Makalah ilmiah yang melaporkan hasil penelitian telah dipublikasikan di jurnal Astronomy & Astrophysics, dan dapat dibaca server pracetak arXiv.

Ditulis oleh: Michelle Starr, www.sciencealert.com

Sumber: Astronomers Think They Might Have Figured Out Jupiter's Mysterious Origins

#terimakasihgoogle