BAGIKAN
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).]

Awal mula matahari kita adalah sebuah misteri. Ia telah meledak-ledak sejak 4,6 miliar tahun yang lalu, sekitar 50 juta tahun sebelum Bumi terbentuk. Karena Matahari lebih tua dari Bumi, sulit untuk menemukan benda-benda fisik yang ada di sekitar waktu permulaan Matahari – bahan-bahan yang menyimpan catatan kimia Matahari awal. Namun dalam studi baru di Nature Astronomy, sebuah kristal biru purba yang terperangkap dalam meteorit mengungkapkan seperti apa Matahari di awal selagi masih bayi. Dan ternyata, cukup gaduh.

“Matahari sangat aktif dalam kehidupan awalnya – ia memiliki lebih banyak letusan dan mengeluarkan aliran partikel bermuatan yang sangat kuat. Saya memikirkan putra saya, dia tiga tahun, dia juga sangat aktif,” kata Philipp Heck, kurator di Field Museum, profesor di Universitas Chicago, dan penulis penelitian.

“Hampir tidak terdapat apa pun di Tata Surya yang cukup tua untuk benar-benar mengkonfirmasi aktivitas awal Matahari, tetapi mineral-mineral dari meteorit di koleksi Field Museum ini sudah cukup tua. Mereka mungkin mineral pertama yang terbentuk di Tata Surya.”

Mineral Heck dan rekan-rekannya mirip seperti kristal es biru yang disebut hibonit, dan komposisi mereka mengandung ciri-ciri reaksi kimia yang hanya akan terjadi jika Matahari awal meludahkan banyak partikel energik.

“Kristal ini terbentuk lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu dan menyimpan catatan dari beberapa peristiwa yang pertama kali terjadi di Tata Surya kita. Dan meskipun begitu kecil – kurang lebih 100 mikron – masih bisa mempertahankan gas-gas mulia yang sangat volatile yang dihasilkan melalui radiasi dari Matahari bayi sejak lama,” kata penulis utama Levke Kööp, dari University of Chicago dan afiliasi dari Field Museum.

Kristal hibonit kecil dari meteorit Murchison.
[CREDIT : Andy Davis, University of Chicago]
Pada masa-masa awal, sebelum planet terbentuk, Tata Surya terdiri dari Matahari dengan cakram besar gas dan debu yang berputar di sekitarnya. Wilayah di sekitar matahari terasa panas. Benar-benar panas – lebih dari 1.500 ºC. Sebagai perbandingan, Venus, planet terpanas di Tata Surya, dengan suhu permukaan yang cukup tinggi untuk melelehkan timah, sekitar 467 ºC. Ketika cakram mendingin, mineral paling awal mulai terbentuk – kristal biru hibonit.

“Butiran mineral yang lebih besar dari meteorit kuno hanya beberapa kali diameter rambut manusia. Ketika kita melihat tumpukan butir-butir ini di bawah mikroskop, butir hibonit menonjol sebagai kristal biru sedikit cerah – cukup indah, “kata Andy Davis, rekan penulis lain yang juga berafiliasi dengan Field Museum dan University of Chicago. Kristal-kristal ini mengandung unsur-unsur seperti kalsium dan aluminium.

Ketika kristal baru terbentuk, Matahari muda terus menyala, menembakkan proton dan partikel subatom lainnya ke luar angkasa. Beberapa partikel ini menabrak kristal biru hibonit. Ketika proton menghantam atom kalsium dan aluminium dalam kristal, atom terbagi menjadi atom-atom yang lebih kecil – neon dan helium. Dan neon dan helium tetap terperangkap di dalam kristal selama miliaran tahun. Kristal-kristal ini dimasukkan ke dalam batuan luar angkasa yang akhirnya jatuh ke Bumi sebagai meteorit bagi para ilmuwan seperti Heck, Kööp, dan Davis untuk dipelajari.

Para peneliti telah memeriksa meteorit sebagi bukti aktifitas Matahari awal sebelumnya. Mereka tidak menemukan apa pun. Tapi, Kööp mencatat, “Jika orang di masa lalu tidak menemukannya, itu tidak berarti tidak ada di sana, mungkin mereka tidak memiliki instrumen yang cukup sensitif untuk menemukannya.”

Penulis utama Levke Kööp bekerja di lab. [ credit: Field Museum]
Kali ini, tim memeriksa kristal-kristal dengan spektrometer massa tercanggih dan unik di Swiss – mesin seukuran garasi yang dapat menentukan susunan kimia sebuah obyek. Yang menjadi bagian dari spektrometer massa, laser melelehkan butiran kecil kristal hibonit dari meteorit, melepaskan helium dan neon yang terperangkap di dalamnya sehingga mereka dapat dideteksi. “Kami mendapat sinyal yang sangat besar, jelas menunjukkan keberadaan helium dan neon – itu luar biasa,” kata Kööp.

Jejak-jejak kecil helium dan neon memberikan bukti konkret pertama dari aktivitas awal Matahari yang diduga sejak dini. “Dapat diibaratkan jika Anda mengenal seseorang sebagai orang dewasa yang tenang – Anda akan memiliki alasan untuk percaya kepada mereka pernah menjadi anak yang aktif, tetapi tidak ada bukti. Tetapi jika Anda bisa naik ke loteng mereka dan menemukan mainan lama mereka yang rusak dan buku-buku dengan halaman yang robek, itu akan menjadi bukti bahwa orang itu pernah menjadi balita berenergi tinggi,” kata Heck.

Tidak seperti petunjuk lain bahwa Matahari awal lebih aktif daripada sekarang, tidak ada penjelasan bagus lainnya untuk menjelaskan kristal. “Selalu baik memberikan hasil yang dapat ditafsirkan dengan jelas,” kata Heck. “Penjelasan yang lebih sederhana adalah, semakin percaya diri yang kita miliki di dalamnya.”

“Selain akhirnya menemukan bukti jelas yang terdapat di dalam meteorit bahwa bahan-bahan cakram langsung disinari, hasil baru kami menunjukkan bahwa bahan-bahan tertua Tata Surya mengalami fase penyinaran yang dihindari bahan yang lebih muda. Kami berpikir bahwa ini berarti bahwa perubahan besar terjadi pada awal Tata Surya setelah hibonit terbentuk – mungkin aktivitas Matahari menurun, atau mungkin bahan yang terbentuk kemudian tidak dapat melakukan perjalanan ke daerah cakram di mana penyinaran memungkinkan,” kata Kööp.

“Apa yang saya pikir menarik adalah bahwa ini memberitahu kita tentang kondisi di Tata Surya paling awal, dan akhirnya menegaskan kecurigaan yang sudah lama ada,” kata Heck. “Jika kita memahami masa lalu dengan lebih baik, kita akan mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang fisika dan kimia dari dunia alami kita.”

VIAaum
SUMBERFIELD MUSEUM
BAGIKAN