Mengapa Tidak Ada Bumi Super di Tata Surya?

Kenapa tata surya kita tidak punya Super bumi seperti di tata surya lain?

Rian Wibowo – Martapura

Sampai dengan 20 tahun lalu, Tata Surya merupakan satu-satunya contoh sistem keplanetan di sebuah bintang. Tidak ada model lain yang bisa dijadikan pembanding.

Jadi jika ada sebuah sistem keplanetan aka planet di bintang lain, maka tentunya akan memiliki model yang tidak jauh berbeda dari Tata Surya. Artinya, planet kebumian aka planet batuan yang kecil akan terbentuk di dekat bintang induk seperti halnya merkurius, Venus dan Bumi sedangkan planet gas raksasa aan terbentuk jauh dari bintang induk seperti halnya Jupiter, Saturnus dan planet es akan berada lebih jauh lagi. tentunya tak mengherankan karena temperatur sebuah sistem keplanetan akan semakin rendah jika semakin jauh dari bintang.

Pada kenyataannya, penemuan planet di bintang lain aka extrasolar planet menyajikan khazanah yang baru dan berbeda bagi para astronom. Tata Surya bukan lagi satu-satunya sistem dan keberadaan planet umum terbentuk di bintang lain. Planet tidak hanya menjadi milik bintang serupa Matahari saja dan di bintang tunggal saja, planet juga terbentuk dan bertahan di sistem bintang yang lebih dari satu.

Penemuan planet pertama dalam dunia extrasolar mengejutkan karena planet tersebut ditemukan di bintang yang sudah mengakhiri masa hidupnya. Planet pada pulsar. Kebangkitan extrasolar planet terjadi ketika planet pertama ditemukan di bintang serupa Matahari. Menariknya, planet tersebut merupakan planet gas raksasa yang berada sangat dekat dengan bintang induknya. Bahkan lebih dekat dari jarak Merkurius.  Karena itu planet serupa Jupiter yang berada dekat bintang induknya kemudian disebut planet Jupiter panas.  Ada lagi yang menarik dalam dunia exoplanet. Para astronom juga menemukan planet-planet yang seukuran Bumi maupun yang serupa Bumi.

Salah satu “jenis” planet itu adalah Bumi super. Istilah Bumi super merujuk pada massa planet yang lebih besar dari massa Bumi kita, tapi masih jauh lebih kecil daripada massa planet-planet gas seperti Uranus dan Neptunus, dan tidak berkaitan dengan keadaan permukaan planet apalagi dengan kemungkinan apakah planet itu laik huni atau tidak.  Planet-planet yang digolongkan sebagai planet Bumi super adalah planet yang massanya lebih besar dari Bumi sampai dengan 10 massa Bumi.

Dari perjalanan penemuan exoplanet, Bumi super bukanlah planet yang jarang ditemukan di sistem extrasolar planet. Para astronom menemukan 30 – 50 % bintang serupa Matahari memiliki planet Bumi super panas, yakni planet Bumi super yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya, Ada juga planet Bumi super es, yakni planet batuan dengan atmosfer tebal yang terbentuk jauh dari bintang dan kemudian bermigrasi ke area yang lebih dekat ke bintang.

Uniknya, jenis planet yang satu ini tidak ditemukan di Tata Surya. Mengapa demikian, masih menjadi perdebatan dan penelitian dari para astronom.

Planet Bumi super panas
Pembentukan planet Bumi super panas masih menjadi misteri bagi para astronom. Ada dua teori yang dikemukakan para astronom.

Teori pertama menyebutkan kalau planet Bumi super panas terbentuk sangat cepat di dekat bintang. Materi planet Bumi super berasal dari puing-puing piringan yang berada di sekitar bintang yang baru saja terbentuk. Untuk itu dibutuhkan massa yang sangat besar di dekat bintang untuk bisa membentuk planet Bumi super di dekat bintang.

Teori kedua meyakini bahwa planet Bumi super terbentuk jauh dari bintang induknya dan kemudian bermigrasi ke dekat bintang induk. Dalam hal ini planet Bumi super terbentuk di area yang dingin yang disebut garis beku, batas dimana air dan senyawa kimia lainnya yang mengandung hidrogen berkondensasi menjadi es.

Bagaimana dengan planet Bumi super di Tata Surya? Yang kita ketahui, tidak ada planet bBumi super di Tata Surya. Tapi apakah pernah ada planet serupa itu di masa lalu? Menelusuri kembali jejak masa lalu Tata Surya pun tidak mudah.  Akan tetapi berdasarkan simulasi yang dilakukan para astronom, ada 2 model yang hampir mirip yang diajukan sebagai kemungkinan mengapa planet Bumi super tidak ada di Tata Surya. Kedua model tersebut melibatkan Jupiter yang bermigrasi menuju Matahari.

Jupiter si Pembawa Masalah
Pemodelan yang dilakukan Sean Raymond, dari Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Perancis menunjukan kalau planet gas raksasa seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus lebih cepat terbentuk. Model Grand Tack aka Taktik Akbar yang ia gunakan menunjukan kalau di masa lalu Jupiter bermigrasi lebih dekat ke Matahari sampai di area orbit Mars sebelum bergerak mundur ke lokasinya sekarang.

Dalam model Taktik Akbar, di masa awal pembentukan Tata Surya, Jupiter yang bermigrasi bertindak seperti sekop gravitasi yang mendorong setengah materi debu dan batuan di depannya dan menghamburkan sisa materi di belakangnya. Perjalanan Jupiter nan unik ini yang menyebabkan hanya ada sedikit materi di orbit Mars untuk membentuk planet merah tersebut. Dan ketika Jupiter bergerak mundur ke bagian luar garis beku, ia kembali menjadi sekop yang melontarkan asteroid es dan puing-puing lainnya ke bagian dalam Tata Surya. Diduga pergerakan Jupiter inilah yang menghantarkan air ke Bumi dan planet lainnya.

Kunjungan Jupiter ke bagian dalam Tata Surya menjadi penyebab mengapa Bumi tidak memiliki sepupu seperti bumi super. Dari pemodelan, planet gas raksasa seperti Jupiter inilah yang menghalangi migrasi planet Bumi super untuk bermigrasi ke dekat bintang. Dalam hal Tata Surya, jika bukan karena Jupiter, planet Uranus, Neptunus dan bahkan Saturnus bisa bermigrasi ke dekat Matahari dan berakhir sebagai planet Bumi super.

Lagi – Lagi Jupiter
Pemodelan lainnya dan yang terbaru dilakukan oleh  Konstantin Batygin, astronom dari Caltech dan Gregory Laughlin dari UC Santa Cruz. Hasil perhitungan dan simulasi keduanya memberikan gambaran kemungkinan lain bagi sejarah Tata Surya, khususnya mengapa planet kebumian memiliki massa yang lebih rendah dibanding planet yang mengitari bintang lain serupa Matahari.

Hasil simulasi menunjukan Tata Surya pernah memiliki planet Bumi super sebagai planet generasi pertama yang terbentuk di sistem yang mengeliling Matahari ini.  Sebelum planet Merkurius, Venus, Bumi dan Mars terbentuk, area bagian dalam Tata Surya pernah dihuni oleh sejumlah planet Bumi super.  Planet-planet Bumi super ini tidak bertahan lama, hancur dan runtuh ke Matahari miliaran tahun lalu ketika Jupiter masih rajin mondar mandir ke area dekat matahari dan kemudian menjauh ke area luar.

Model yang dibangun oleh Batygin dan Laughlin juga menggabungkan skenario Taktik Akbar yang juga digunakan oleh Sean Raymond. Dalam pemodelan ini, planet Bumi super diyakini sebagai planet generasi pertama yang terbentuk di sekitar Matahari. Dan Jupiter lagi-lagi menjadi penyebab utama menghilangnya Bumi super dan berkurangnya materi pembentuk planet kebumian.

Ketika Tata Surya baru terbentuk, selama beberapa juta tahun Jupiter sangatlah masif dan terus menerus bermigrasi menuju Matahari dan kemudian mundur ke area yang dingin.  Selama perjalanan migrasinya, pengaruh gravitasi dari Jupiter menarik semua planetesimal yang berpapasan dengannya dan membawa mereka menuju Matahari. Interaksi gravitasi antara Jupiter dan planetesimal tersebut menyebabkan orbit planetesimal menjadi sangat lonjong. Implikasinya, terjadi tabrakan antara planetesimal dengan obyek lain setidaknya sekali dalam 200 tahun.

Perjalanan migrasi Jupiter inilah yang menjadi awal dari kehancuran planet Bumi super. Simulasi untuk mengetahui nasib planet Bumi super di masa Jupiter bermigrasi menunjukan planet Bumi super tidak akan bertahan. Ketika Jupiter bermigrasi, planetesimal-planetesimal yang orbitnya sudah berubah tersebut akan menggiring Bumi super yang ada dalam sistem menuju Matahari dan hancur dalam periode 20000 tahun.

Proses kehancuran itu hanya akan menyisakan 10 % materi yang kemudian membentuk Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

Punya pertanyaan tentang astronomi? Silahkan Tanya LS!