Asteroid, Puing Pembentukan Planet di Tata Surya

Selain ke-8 planet, ada jutaan asteroid, puing pembentukan planet di Tata Surya 4,6 milyar tahun lalu, yang juga mengitari Matahari.

Asteroid di Sabuk Utama. Kredit: NASA
Asteroid di Sabuk Utama. Kredit: NASA

Di Tata Surya, ada area yang dikenal sebagai Sabuk Utama Asteroid. Sesuai namanya, di sini batu-batuan kecil dengan bentuk tak beraturan bisa ditemukan. Ukurannya juga beragam. Ada yang sekecil butiran debu sampai batuan yang ukurannya ~ 1000 km. Meskipun paling banyak diketahui berada di Sabuk Utama Asteroid, batuan serupa juga ditemukan mengitari Matahari dari bagian dalam orbit Bumi sampai ke bagian luar orbit Jupiter.

Jika seluruh asteroid di sabuk asteroid digabung, massa totalnya hanya 4% massa Bulan! Sangat kecil. Yang paling besar di sabuk ini adalah 1 Ceres, diikuti oleh 4 Vesta, 2 Pallas dan 10 Hygiea yang ukurannya antara 530 – 400 km. Sisanya, jauh lebih kecil lagi!

Ceres, si asteroid pertama ditemukan pada tahun 1801 oleh Piazzi, para astronom menempatkannya sebagai planet. Padahal, saat ditemukan, Ceres tidak terlihat bentuk piringan bulat dalam pengamatan Piazzi. Dan ternyata, penampakan yang sama juga ditemukan pada Pallas, Juno dan Vesta. Dari sini, para pengamat menyimpulkan kalau benda-benda ini berukuran jauh lebih kecil dibanding planet. Selain itu, bentuknya pun ternyata tidak beraturan, berbeda dengan planet yang bulat.

Pertanyaan lain muncul. Apakah benda-benda kecil yang ditemukan di antara Mars dan Jupiter ini merupakan puing-puing planet yang hancur? Jika memang merupakan planet yang hancur, sebesar apakah benda-benda ini? Pertanyaan-pertanyaan ini muncul pada abad ke-18, saat teleskop baru berusia hampir 200 tahun.

Pembentukan Asteroid

Benda-benda kecil di Tata Surya yang kita kenal sebagai asteroid diperkirakan terbentuk dari planetesimal, seperti halnya planet-planet kebumian. Tapi, planetesimals ini tidak pernah berhasil menyatu jadi planet. Sisa puing-puing yang gagal bergabung jadi planet inilah yang kita kenal sebagai asteroid. Pada sabuk utama asteroid, gravitasi Jupiter yang sangat kuat jadi penyebab gagalnya pembentukan planet di antara Mars dan Jupiter.

Tabrakan yang terjadi di masa lalu dan sekarang, secara perlahan memecah batuan asteroid jadi lebih kecil. Butiran-butiran debu yang tersisa juga pada akhirnya musnah akibat radiasi. Meskipun sebagian besar sisa puing pembentukan planet berukuran tidak beraturan, Ceres, asteroid terbesar di Sabuk Asteroid ternyata cukup besar untuk memiliki gravitasi yang cukup besar untuk mempertahankan bentuk bulat. Akan tetapi, sejak tahun 2006, status Ceres sudah bukan lagi asteroid melainkan planet katai. Dan sejak itu, asteroid terbesar di Sabuk Utama adalah Vesta.

Puing-puing sisa pembentukan planet bisa ditemukan juga dalam kondisi beku di luar orbit Neptunus. Hanya saja namanya juga berbeda.

Berburu Asteroid

Teleskop akromatik. Kredit: SandyhistoryTeleskop baru ditemukan pada tahun 1608 dan digunakan Galileo untuk pengamatan benda langit pada tahun 1609. Meskipun 200 tahun berlalu, perkembangannya tentu saja belum sepeerti sekarang. Bahkan masalah aberasi kromatis pada teleskop baru dipecahkan 71 tahun sebelumnya oleh Chester Moore Hall. Newton juga membuat teleskop reflektor pada tahun 1668 untuk mengatasi masalah aberasi kromatis tersebut.

Pada tahun 1894, astronom US, E. E. Barnard melakukan perhitungan untuk memperoleh ukuran asteroid yang sudah ditemukan seperti, Ceres, Juno, Pallas, dan Vesta, dengan teleskop refraktor Lick 91 cm di Mt. Hamilton, California. Hasilnya, Vesta yang pada awlnya diperkiraan paling besar justru hanya 439 km sedangkan Ceres justru lebih besar yakni 964 km. Pallas diketahui berukuran 381 km.

Tapi, tidak mudah untuk bisa mengetahui ukuran benda-benda kecil ini secara langsung. Salah satu informasi penting yang dibutuhkan untuk mengetahui ukuran asteroid adalah magnitudo absolut dan albedo. Magnitudo absolut untuk asteroid merupakan kecerlangan benda kecil tersebut jika diletakkan pada jarak 1 AU dari Bumi dan 1 AU dari Matahari. Sedangkan albedo merupakan kemampuan benda dalam memantulkan cahaya.

Untuk asteroid dengan albedo 100%, artinya si benda kecil sangat terang karena memantulkan seluruh cahaya yang diterima. Jika albedo 0%, berarti tidak ada cahaya yang dipantulkan, dan benda yang dideteksi tersebut sangat gelap. Sebagian besar asteroid primitif itu sangat gelap karena hanya memantulkan sedikit cahaya yang diterima. Albedo asteroid bisa diketahui dari temperatur benda tersebut atau bisa juga dari spektrum yang diterima.

Asteroid dari Komposisinya

Kita bisa mengetahui informasi benda-benda langit itu dari spektrum cahaya yang diterima. Bisa dari cahaya yang dipancarkan atau juga yang dipantulkan benda langit tersebut. Informasi inilah yang diterima para pengamat dari asteroid. Meskipun redup, spektrum yang diterima bisa bercerita tentang komposisi asteroid tersebut.

Sebagian besar batuan kebumian maupun meteorit diketahui mengandung mineral silikat seperti felspar, olivin, piroksin, dan phyllosilicates yang mirip berbagai jenis tanah liat.

Pada tahun 1975, Clark R. Chapman, David Morrison, dan Ben Zellner membagi asteroid berdasarkan komposisi dalam 3 kategori, yakni tipe-C, tipe-S dan tipe-U. Pembagian dilakukan setelah mereka melihat pola dari spektrum 110 asteroid yang sudah dihitung diameter dan albedonya. Klasifikasi ini terus berkembang dan sampai saat ini kita mengenal beberapa kategori dalam asteroid berdasarkan komposisinya.

Tipe-C, merupakan asteroid carbonaceous (karbon) yang berwarna keabu-abuan. Asteroid tipe ini gelap karena memiliki albedo yang rendah dan tidak memiliki fitur tertentu di spektrum. Temperaturnya juga rendah dan hanya mengalami pemanasan yang rendah. Atau bahkan tidak pernah mengalami pemanasan. Asteroid tipe-C ini yang paling umum dan diperkirakan memiliki komposisi berupa tanah liat dan silikat batuan. Di sabuk utama asteroid, tipe-C menempati daerah terluar sabuk.

Tipe asteroid yang menempati urutan kedua paling banyak adalah tipe-S atau asteroid Stony (batuan). Asteroid silikat ini cukup terang berwarna hijau kemerahan dengan albedo moderat. Tipe-S memiliki 17% populasi dari semua asteroid dan mendominasi area dalam Sabuk Utama. Komposisi utamanya, materi silikat dan nikel-besi.

Tipe-M, asteroid metallic atau asteroid logam dan tampak kemerahan dan cukup gelap karena memiliki albedo moderat. Spektrum asteroid jenis ini mirip dengan meteorit besi dan enstatit chondrites, meteorit yang disusun oleh butiran nikel-besi dalam entatit, silikat yang kaya dengan magnesium. Asteroid tipe ini bisa ditemukan di area tengah Sabuk Utama.

Tipe lainnya adalah tipe-E, asteroid dengan albedo yang sangat tinggi dan tampak sangat terang. Selain itu ada asteroid tipe D dan tipe P yang jumlahnya sekitar 5 – 10% dari seluruh asteroid. Tipe-D dan P ini merupakan asteroid yang cukup gelap dan lebih merah dari asteroid tipe-S dan jauh lebih primitif dari asteroid carbonaceous tipe-C. Keduanya diduga mengandung senyawa organik yang terbentuk akibat cuaca antariksa.

Komposisi menarik juga bisa ditemukan pada asteroid tipe-V yang memiliki albedo tinggi dan diselubungi keral vulkanik dari materi basalt. Contohnya adalah asteroid Vesta. Tipe lainnya adalah asteroid tipe-W yang mengalami hidrasi.

Asteroid dari Orbitnya

Sabuk Asteroid dan Trojan merupakan lokasi keberadaan asteroid di Sabuk Utama dan titik Lagrangian Jupiter. Kredit: Nature
Sabuk Asteroid dan Trojan merupakan lokasi keberadaan asteroid di Sabuk Utama dan titik Lagrangian Jupiter. Kredit: Nature

Di Tata Surya, asteroid menempati area di antara Mars dan Jupiter yang kita kenal sebagai Sabuk Utama Asteroid. Pada area ini terdapat 1,1 – 1,9 juta asteroid yang ukurannya lebih besar dari 1 km dan masih ada jutaan asteroid yang jauh lebih kecil.

Di luar sabuk utama asteroid, kita bisa menemukan benda-benda kecil serupa berbagi prbit dengan planet besar seperti Jupiter, Neptunus, Mars dan Bumi, tapi tidak bertabrakan dengan planet-planet tersebut. Asteroid yang dikenal dengan sebutan trojan ini berada pada dua lokasi khusus yang dikenal sebagai titik Lagrangian. Pada area ini, gravitasi dari Matahari dan Jupiter menciptakan kestabilan.

Ada juga asteroid yang mengembara mengitari matahari dari dekat Bumi. Asteroid dekat Bumi yang jaraknya kurang dari 1,3 AU. Benda-benda ini mengitari matahari dengan orbit yang memotong orbit Bumi. Sampai dengan tahun 2017, tercatat lebih dari 16294 asteroid dekat Bumi sudah ditemukan dan 1786 diantaranya berpotensi membahayakan Bumi.

Pengelompokkan asteroid dekat Bumi. Kredit: langitselatan
Pengelompokkan asteroid dekat Bumi. Kredit: langitselatan

Asteroid yang berada dekat Bumi juga memiliki kelompok berbeda berdasarkan orbitnya. Yang pertama adalah asteroid Amor yang berada dekat orbit Bumi diantara Bumi dan Mars. Tapi, asteroid di kelas ini tidak pernah memotong orbit Bumi. Kelompok berikutnya adalah Apollo yang memotong orbit Bumi dan memiliki sumbu semi mayor lebih besar dari Bumi. Asteroid Apollo menghabiskan sebagian besar waktunya di luar jalur Bumi. Selain Apollo, kelompok lain yang memotong orbit Bumi adalah asteroid Aten. Bedanya, asteroid-asteroid ini memiliki sumbu semi mayor lebih kecil dari Bumi sehingga asteroid Aten lebih sering berada di dalam orbit Bumi. Yang terakhir adalah asteroid Atira yang orbitnya berada di dalam orbit Bumi.

Sebagian besar asteroid ini memang tidak berbahaya. Tapi papasan dekat antara asteroid dengan Bumi tetap berada dalam pantauan, karena sedikit saja gangguan bisa mengubah orbit asteroid yang bisa jadi justru membahayakan Bumi.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.