Air Es di Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko

Perjalanan ambisius untuk mendaratkan penjejak di komet berjalan dengan sukses. Tapi misi belum selesai. Rosetta dan Philae masih harus melanjutkan misinya mengkuti perjalanan komet 67P/Churyumov-Gerasimenko menuju titik terdekatnya dengan Matahari. Tujuannya jelas untuk mempelajari komet tersebut sekaligus setiap perubahan yang terjadi dan komposisinya.

Pada bulan Agustus 2014, Wahana Rosetta yang membawa penjejak Philae tiba di komet 67P/Churyumov-Gerasimenko dan memulai misinya mengorbit komet tersebut pada jarak 100km. Setelah itu Rosetta kemudian mendekati komet dan mengorbit dari jarak 10 km atau kurang untuk memperoleh hasil pemotretan lebih tajam dari permukaan komet.

Seperti yang kita ketahui, komet adalah obyek beku yang banyak berada di area terluar Tata Surya. Area dingin dan beku. Karena itu pada umumnya komet memang memiliki komposisi yang kaya dengan es. Ketika, si obyek beku ini mendekati Matahari, ia akan mengalami pemanasan dan permukaan yang beku itu pun jadi hangat. Akibatnya es di permukaan komet akan menyublim menjadi gas yang kemudian membentuk koma dan ekor komet bersama partikel debu yang melekat pada es.

Tapi, tidak semua debu akan membentuk ekor komet. Sebagian akan tetap berada di permukaan ketika es di bawahnya menyublim. Sebagian lagi akan masuk kembali ke inti dan menyelubunginya dengan lapisan debu tipis hingga hanya sedikit lapisan es yang terekspos ke luar. Proses inilah yang menyebabkan komet 67P/Churyumov-Gerasimenko dan komet lainnya tampak gelap ketika dilihat oleh wahana yang sedang melakukan terbang lintas di dekatnya.

Tapi, misteri komet yang gelap itu akan segera berakhir. Instrumen yang dipasang pada wahana Rosetta berhasil medeteksi uap air, karbon dioksida, dan karbon monoksida yang berasal dari waduk beku di bawah permukaan komet 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Bercak Terang di Permukaan Komet
Kamera OSIRIS yang dibawa Rosetta juga melakukan pemotretan pada 120 area permukaan komet 67P/Churyumov-Gerasimenko yang lebih terang dibanding area lainnya di permukaan komet. Area terang tersebut memiliki kecerlangan di atas kecerlangan rata-rata di permukaan komet 67P. Dari hasil pemotretan Rosetta, tampak kalau sebagian fitur terang yang ia lihat itu ditemukan berkelompok sementara sebagian lagi terisolasi.

Ketika dilakukan pengamatan dengan resolusi tinggi maka fitur terang tersebut tampak seperti pecahan bebatuan terang di permukaan yang berukuran beberapa puluh meter dan tersebar sepanjang beberapa puluh meter di area reruntuhan di dasar tebing. puing-puing reruntuhan tersebut diduga berasal dari erosi tebing yang kemudian menyingkap keberadaan materi di bagian bawah permukaan yang tadinya ditutupi debu.

Sementara itu, fitur terang yang terisolasi ditemukan di area yang tidak memberi petunjuk adanya hubungan antara si fitur terang yang dilihat Rosetta dan lingkungan sekelilingnya. Karena itu diperkirakan fitur terang tersebut berasal dari lokasi lain di komet dan berasal dari periode aktivitas komet ketika si fitur terang gagal melepaskan diri dari komet. Diduga ini terjadi karena tidak memiliki kecepatan lepas yang memadai untuk bisa lolos dari gaya tarik komet.

Hasil pemotretan Rosetta juga menunjukkan fitur terang yang ia lihat rata-rata ditemukan di area yang hanya menerima sedikit energi Matahari, seperti di dalam bayangan tebit. Akibatnya tidak ada perubahan signifikan yang bisa dilihat Rosetta selama satu bulan sesi pemotretan.

Pertanyaannya, apa sebenarnya fitur terang yang dilihat Rosetta?

Penjelasan paling memungkinkan adalah bongkahan air es! Ketika Wahana Rosetta melakukan pemotretan, komet masih berada cukup jauh dari Matahari sehingga laju sublimasi air es pun masih sangat lambat, yakni kurang dari 1 mm/jam. Tapi, jika fitur terang itu adalah es karbon dioksida dan karbon monoksida maka es tersebut akan dengan cepat menyublim ketika terpapar jumalh sinar Matahari yang sama. Jika demikian, tidak ada fitur terang yang bisa dilihat oleh Rosetta.

Misteri Bercak Terang
Untuk mengetahui apakah dugaan tentang air es itu benar atau tidak, dilakukan pengujian laboratorium. Tujuannya, untuk mengetahui perilaku air es yang dicampur berbagai mineral ketika dipapar di bawah sinar Matahari. Hasilnya, dalam beberapa jam sublimasi, terbentuk selubung debu yang gelap dengan ketebalan beberapa milimeter. Kehadiran selubung debu gelap ini menyembunyikan jejak es yang ada di bawahnya. Akan tetapi, butiran debu yang lebih besar atau potongan yang lebih besar justru akan lepas dari permukaan dan memperlihatkan bercak terang dari air es di bawahnya.

Apa yang dilihat Rosetta menunjukkan kalau inti komet 67P / Churyumov-Gerasimenko memiliki permukaan gelap yang homogen diselingi titik terang yang berukuran hanya beberapa meter. Permukaan gelap ini bisa dijelaskan dengan kehadiran mantel debu tipis dari mineral tahan api dan mineral organik sedangkan titik terang di permukaan merupakan area yang tidak ditutupi oleh mantel debu. Area terang yang tersingkap ini merupakan lapisan kaya air es yang tadinya diselubungi oleh lapisan debu tipis.

Tim astronom yang melakukan kajian foto dari Rosetta juga berspekulasi tentang kapan potongan es tersebut terbentuk. Salah satu hipotesa, es tersebut terbentuk saat komet terakhir kali berada pada posisi terdekatnya dengan Matahari 6,5 tahun yang lalu. Pada saat itulah es tersebut terlontar ke area yang berada dalam bayangan sehingga tidak terpapar Matahari ketika komet 67P kembali menjauh dan tetap berada di bawah batas temperatur sublimasi selama beberapa tahun.

Skenario lainnya, meskipun sudha berada pada jarak yang cukup jauh dari Matahari, aktivitas yang didorong oleh karbon dioksida dan karbon monoksida menjadi pemicu yang melontarkan air es. Untuk model ini, diasumsikan temperatur di komet tidak terlalu tinggi untuk terjadinya sublimasi sehingga komponen kaya air es akan bertahan lebih lama dibanding komponen yang mengandung karbon dioksida dan karbon monoksida.

Seiring dengan mendekatnya komet 67P / Churyumov-Gerasimenko ke perihelion, maka komet akan memperoleh lebih banyak sinar Matahari dan fitur terang yang dulu berada dalam bayangan akan segera terpapar Matahari. Artinya, para pengamat di Bumi akan dapat melihat perubahan yang terjadi di permukaan komet sekaligus juga melihat lebih banyak es di bawah lapisan debu tipis yang akan disingkapkan.