BAGIKAN
[WikiImages]

Bagaimana Planet Tata Surya terbentuk? Teori yang terkemuka adalah sesuatu yang dikenal sebagai “hipotesis protoplanet”, yang pada dasarnya mengatakan bahwa benda-benda yang sangat kecil saling menempel satu sama lain, menggumpal, dan tumbuh lebih besar dan lebih besar lagi – cukup besar bahkan membentuk raksasa gas, seperti Jupiter.

Tapi bagaimana itu bisa terjadi?

Sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, menurut teori ini, di lokasi Tata Surya pada kurun waktu ini tidak lebih dari kumpulan gas dan debu – disebut sebagai nebula. (Nebula Orion adalah salah satu contoh paling terkenal yang dapat Anda lihat di langit malam.)

Nebula Orion [ BryanGoff / CC BY-SA 4.0 ]
Kemudian sesuatu terjadi yang memicu perubahan tekanan di pusat awan, kata para ilmuwan. Mungkin itu supernova meledak di dekatnya, atau bintang yang lewat mengubah gravitasi. Apa pun perubahannya, bagaimanapun, awan itu hancur dan menciptakan piringan materi, menurut NASA .

Pusat cakram ini menunjukkan peningkatan tekanan yang sangat kuat sehingga atom hidrogen yang mengambang di awan mulai saling bersentuhan. Akhirnya, mereka menyatu dan memproduksi helium, memulai pembentukan Matahari.



Saat Matahari baru terbentuk, ia ibarat anak kecil yang lapar – melahap hampir 99% dari apa yang berputar-putar di sekitarnya, kata NASA – tetapi masih menyisakan 1% dari piringan yang tersisa untuk hal-hal lainnya. Dan disinilah pembentukan planet dimulai.

Ilustrasi cakram matahari awal, dengan gambar inset kristal biru hibonit, salah satu mineral pertama yang terbentuk di Tata Surya. [credit: © Field Museum, University of Chicago, NASA, ESA, and E. Feild (STScl).]
Tata Surya adalah tempat yang benar-benar berantakan pada kurun waktu ini, dengan berbagai gas, debu, objek-objek astronomi dan puing-puing yang saling beterbangan. Tetapi pembentukan planet tampaknya telah terjadi relatif cepat. Kumpulan debu dan gas mulai saling menyatu. Matahari muda mendorong sebagian besar gas, menembakkan proton dan partikel subatom lainnya ke luar angkasa dan panasnya menguapkan es yang berada di dekatnya.

Seiring waktu, planet-planet berbatu yang tersisa mendekati Matahari dan gas raksasa yang lebih jauh. Tapi sekitar empat miliar tahun yang lalu, sebuah peristiwa yang disebut “Late Heavy Bombardment” [disingkat LHB dan juga dikenal sebagai lunar cataclysm] mengakibatkan benda-benda kecil terlempar menuju anggota Tata Surya yang lebih besar. Kita hampir kehilangan Bumi ketika sebuah benda seukuran Mars akan menabraknya, sebagaimana teori katakan.

Simulasi menunjukkan planet luar dan sabuk planetesimal: a) Konfigurasi awal, sebelum Jupiter (hijau) dan Saturnus (oranye) mencapai 2: 1 resonansi b) Hamburan planetesimal ke dalam Tata Surya bagian dalam setelah pergeseran orbital Neptunus (biru tua) dan Uranus (biru muda) c) Setelah pengeluaran planetesimal oleh planet-planet [AstroMark / CC BY-SA 3.0]
Apa yang menyebabkan ini masih dalam penyelidikan, tetapi beberapa ilmuwan percaya itu karena raksasa gas bergerak di sekitar dan mengganggu benda yang lebih kecil di pinggiran Tata Surya. Bagaimanapun, secara sederhana, penggumpalan bersama protoplanet akhirnya membentuk planet-planet.

Protoplanet adalah planet berukuran seperti bulan, atau embrio planet yang berukuran lebih besar, yang terdapat dalam cakram protoplanet. Mereka dianggap terbentuk dari planetisimal berukuran beberapa kilometer, yang secara gravitasi saling tarik-menarik dan bertabrakan. Menurut teori pembentukan planet, orbit-orbit protoplanet sedikit berpotongan satu sama lain sehingga terjadilah tabrakan berdampak besar dan selanjutnya secara bertahap membentuk planet-planet yang dominan.



Kita masih bisa melihat sisa-sisa proses ini di mana-mana di Tata Surya. Ada sabuk asteroid antara Mars dan Jupiter yang mungkin akan bersatu menjadi planet jika gravitasi Jupiter tidak begitu kuat. Dan kita juga memiliki komet dan asteroid yang kadang-kadang dianggap sebagai “blok bangunan” dari Tata Surya kita.

Yang penting adalah bahwa banyak dari proses ini bekerja di tempat lain. Jadi ketika kita berbicara tentang sistem ekstrasurya – planet di luar Tata Surya kita – diyakini bahwa urutan peristiwa serupa terjadi. Namun, seberapa miripnya masih dipelajari.

Salah satu tantangan utama untuk teori ini, tentu saja, masih misteri dan tidak ada (yang kita tahu!) catatan sejarah awal Tata Surya. Itu karena Bumi belum terbentuk, jadi tidak mungkin untuk kehidupan apa pun – apalagi kehidupan cerdas – untuk melacak apa yang terjadi pada planet-planet di sekitar kita. Namun dalam sebuah studi yang diterbitkan di Nature Astronomy, sebuah kristal biru purba yang terperangkap dalam meteorit mengungkapkan seperti apa Matahari di awal selagi masih bayi. 

Ada dua cara utama para astronom mengatasi masalah ini. Yang pertama adalah observasi sederhana. Menggunakan teleskop yang kuat seperti Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), para astronom benar-benar dapat mengamati cakram-cakram berdebu di sekitar planet-planet muda. Jadi kita memiliki banyak contoh bintang dengan planet-planet yang dilahirkan di sekitar mereka.

Dua dari antena Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) [Iztok Bončina / ESO / CC BY 4.0]
Yang kedua menggunakan pemodelan. Untuk menguji hipotesis observasional mereka, para astronom menjalankan pemodelan komputer untuk melihat apakah (secara matematis) ide-ide dapat berjalan. Seringkali mereka akan mencoba menggunakan kondisi yang berbeda selama simulasi, seperti mungkin bintang yang lewat memicu perubahan dalam awan debu. Jika model bertahan setelah banyak berjalan dan dalam beberapa kondisi, kemungkinan besar itu akan menjadi kenyataan.



Konon, masih ada beberapa komplikasi. Kita tidak bisa menggunakan pemodelan untuk memprediksi bagaimana planet-planet Tata Surya berakhir di mana mereka berada. Juga, secara mendetail, Tata Surya kita adalah tempat yang berantakan, dengan fenomena seperti keberadaan berbagai asteroid dengan bulan.

Dan kita perlu memiliki pemahaman yang lebih baik tentang faktor-faktor eksternal yang dapat mempengaruhi pembentukan planet, seperti supernova (ledakan bintang-bintang tua dan masif). Tetapi hipotesis protoplanet adalah yang terbaik yang kita miliki – setidaknya untuk saat ini.