Avivah YamaniSaturnus selalu jadi “primadona” langit. Planet gas raksasa di Tata Surya ini terkenal karena keindahan cincinnya.
Sama seperti Jupiter, planet Saturnus bisa diamati dengan mata telanjang. Tapi, ketika teleskop diarahkan ke planet ini, maka pengamat di Bumi bisa melihat cincin yang melingkari planet tersebut. Uniknya, semua planet raksasa memang punya cincin, namun hanya Saturnus yang cukup terang untuk diamati dengan teleskop amatir. Sisanya hanya bisa diamati dengan teleskop profesional, bukan dengan teleskop kecil.
Telinga Saturnus
Cincin Saturnus memang indah saat dilihat dengan teleskop. Tapi, tidak demikian saat teleskop baru ditemukan. Ketika mendengar teleskop ditemukan di Belanda pada tahun 1608, Galileo Galilei di Padua, Italia, membuat teleskopnya sendiri tanpa pernah melihat teleskop di Belanda. Yang ia tahu, di Belanda, ada instrumen baru yang dibuat dengan menggabungkan dua lensa dan memperbesar benda yang jauh. Teleskop yang dibuat Galileo ini kemudian diarahkan ke langit dan ia pun menemukan pada langit yang gelap ternyata ada bintang-bintang redup yang tak nampak oleh mata.
30 Juli 1610, untuk pertama kali Galileo melihat Saturnus dari balik lensa. Planet ini bukan saja tampak lebih jelas, Galileo justru menemukan keanehan. Ada tonjolan di dua sisi planet yang mirip cuping telinga atau malah lebih mirip gagang cangkir. Galileo masih terus melakukan pengamatan Saturnus dan mencatat posisi serta perubahan bentuknya.
Keterbatasan teleskopnya yang hanya memiliki perbesaran 20 kali tak mampu memberikan jawaban apa sebenarnya gagang cangkir di dua sisi Saturnus. Galileo justru menduga ini adalah dua satelit besar di sisi-sisi Saturnus. Tahun 1612, sepasang telinga ini hilang dan membuat Galileo kebingungan. Baru dua tahun kemudian sepasang bulan atau gagang cangkir ini muncul lagi. Hilangnya cuping telinga Saturnus itu terjadi karena kala itu cincin tepat terlihat dari tepi, sehingga menipis dan tak tampak
Meskipun Galileo belum bisa sepenuhnya memahami apa yang ada di Saturnus, namun pengamatan ini jadi penemuan penting dan langkah awal untuk mengeksplorasi planet ini.
Ternyata Cincin
Selama hampir setengah abad para astronom dibuat bingung dengan cuping telinga Saturnus yang hilang dan muncul tiap 15 tahun. Tahun 1630-an, astronom Prancis Nicolas-Claude Fabri de Peiresc mengamati Saturnus dan mencatat kehadiran fitur aneh. Tapi, tidak ada kesimpulan yang diambil karena tidak cukup data.
Misteri ini akhirnya dipecahkan oleh Christian Huygens, fisikawan Belanda, pada tahun 1656.
Christian Huygens mengamati Saturnus dengan teleskop yang ia buat sendiri. Pengamatan Saturnus dengan teleskop yang punya 50 kali perbesaran memperlihatkan dengan lebih jelas telinga Saturnus. Rupanya ini bukan satelit tapi cincin tipis yang kita lihat dari sudut yang berbeda seiring dengan peredaran Saturnus mengelilingi Matahari. Huygens kemudian menerbitkan anagram latin dengan sandi yang kepanjangannya: dikelilingi cincin, datar, tidak menempel, miring terhadap ekliptika. Maksud anagram ini: planet itu dikelilingi lempengan tipis datar, miring terhadap ekliptika, dan tak menempel. Tiga tahun kemudian ia merilis buku Systema Saturnium yang merangkum semua pengetahuan tentang planet, bulan Titan, dan cincinnya.
Tahun 1675, keberadaan cincin Saturnus makin dipertegas dengan penemuan celah gelap oleh Giovanni Cassini. Celah ini kita kenal sebagai Divisi Cassini sekaligus bukti kalau cincin ini bukan benda padat tunggal tapi justru terdiri dari beberapa bagian terpisah. Di tahun 1859, James Clerk Maxwell membuktikan secara teori kalau cincin padat tidak stabil. Untuk bisa tetap stabil, cincin harus tersusun oleh kumpulan partikel kecil.
Satu abad kemudian, teori ini terbukti benar. Citra Saturnus memperlihatkan kalau cincin itu dihuni oleh miliaran partikel berupa debu dan bongkahan es yang tak pernah bergabung jadi satelit. Perjalanan panjang pengamatan dan eksplorasi antariksa menghasilkan pemahaman baru dari cincin Saturnus. Wahana Voyager dan Cassini dalam misinya mengunjungi Saturnus, menemukan ratusan cincin tipis, celah di dalam sistem cincin, juga garis terang atau gelap yang hilang dan muncul secara berkala. Misi Cassini merekam hujan cincin yang terjadi saat partikel es-silikat jatuh ke atmosfer Saturnus dan membaca gelombang seismik di cincin C sebagai sensor gempa internal Saturnus.
Anatomi Cincin
Seandainya suatu hari kelak manusia bisa menjelajah ke Saturnus dan melihat kilauan miliaran atau bahkan triliunan partikel es dan debu yang membentuk cincin dan memantulkan cahaya Matahari.
Cincin tipis dengan ketebalan hanya 10-20 meter tapi merentang jauh sampai 282.000 km. Mirip selembar kertas yang dibentang melingkari lapangan basket. Massa seluruh partikel penyusun cincin ini 1,54 × 1019 kg atau 0,4 massa Mimas salah satu satelit Saturnus. Massa ini setara lapisan es Antarktika yang tersebar pada area 80 kali luas Bumi. Ringan.
Di dalam cincin ini ada beragam ukuran bongkahan es dan batuan yang membentuk cincin. Mulai dari yang seukuran butiran pasir, sebesar truk dan rumah, bahkan sampai sebesar gunung. Bongkahan es di cincin ini disusun oleh air es yang bercampur dengan debu, batuan, dan senyawa organik seperti metana.
Sementara itu, jika melihat gerakan partikel-partikel di dalam cincin, kecepatannya tidak seragam. Semakin dekat materi cincin ke Saturnus, maka semakin cepat juga kecepatan orbitnya dan makin jauh tentu saja makin lambat. Ini semua dipengaruhi oleh gravitasi Saturnus. Di dalam cincin, partikel-partikel penyusun ini juga berinteraksi satu sama lainnya dan saling bertabrakan hingga terjadi kehilangan energi. Akibatnya, partikel di dekat Saturnus makin mendekat ke planet, yang jauh juga makin menjauh sehingga terjadi pemipihan bentuk cincin.
Meskipun tampak seperti sebuah cincin cantik yang mengitari Saturnus, tapi cincin ini sebenarnya terjadi dari tujuh cincin utama yang dinamai berdasarkan abjad dari urutan penemuannya. Cincin-cincin utama dari yang terdalam hingga terluar adalah: cincin D, C, B, A, F, G, dan E. Selain ketujuh cincin utama, ada cincin Janus/Epimethus di antara cincin F dan G. Juga ada busur cincin Methone dan Anthe dan cincin Pallene di antara cincin G dan E. Dan setelah cincin E ada cincin Phoebe. Di antara cincin A dan B, ada celah selebar 4700 km yang kita kenal sebagai Celah Cassini. Sementara itu, cincin A dan F dipisah oleh celah Roche. Cincin-cincin ini bukan saja ditemukan lewat pengamatan landas Bumi dan antariksa, tapi juga dari pengamatan wahana antariksa yang mengunjungi Saturnus seperti Pioneer 11, Voyager 1, dan Cassini
Pembentukan
Sampai saat ini belum ada satu teori pasti bagaimana cincin ini terbentuk. Tapi satu hal pasti, gravitasi Saturnus berperan penting memerangkap materi cincin di sekeliling Saturnus. Ada dua teori yang memberikan gambaran pembentukan.
Teori pertama, usia cincin yang sudah tua. Dalam hipotesis ini, cincin lahir lebih dari empat miliar tahun lalu dari selubung es satelit awal yang terkoyak gaya pasang surut. Teori lain terkait cincin tua ini melibatkan bencana besar di hari-hari awal pembentukan Saturnus. Berdasarkan teori, planet-planet raksasa tidak terbentuk di lokasinya saat ini. Saturnus juga demikian. Planet ini bermigrasi ke lokasinya ini dan memicu rentetan ketidakstabilan di antara benda-benda kecil di area ini yang akhirnya tersebar dan menghasilkan cincin.
Yang kedua, cincin ini masih muda, setidaknya baru berusia 100-400 juta tahun. Teori ini melibatkan satelit yang terseret gravitasi dan menghantam Saturnus. Teori lainnya, cincin berasal dari tabrakan dua satelit yang kemudian hancur dan menyisakan pecahan es di orbit Saturnus. Selain itu tabrakan antara komet atau asteroid dengan satelit seperti Mimas dan Rhea juga akan menyisakan bongkahan beku yang jadi cincin.
Tak hanya tabrakan. Ketidakstabilan gravitasi juga bisa menghancurkan satelit-satelit kecil yang puingnya merapat ke dalam batas Roche, area di mana materi tak lagi bisa bergabung jadi bulan. Sisa-sisa satelit ini terus berinteraksi, bergesekan, dan bertabrakan, pecah jadi butiran halus yang menyebar membentuk cincin.
Sementara itu, data pengamatan JWST di tahun 2025 menunjukkan distribusi gas di atmosfer Saturnus ikut memengaruhi dinamika cincin dan memperkuat hipotesis bahwa cincin terus berevolusi.
Cincin Saturnus bukan sekedar piringan tipis bongkahan es di sekeliling planet yang tampak indah di foto atau di lensa teleskop. Cincin ini menyimpan cerita pembentukan planet dan dinamika sistem di sekeliling planet di Tata Surya.
Akankah cincin ini menghilang? Mungkin saja.
Catatan perjalanan Cassini menyingkap keberadaan hujan cincin, fenomena ketika gravitasi Saturnus menarik materi cincin ke planet tersebut. Hasilnya, hujan partikel es ratusan sampai puluhan ribu kilogram per detik menyapu atmosfer Saturnus. Proses ini bisa menghabiskan materi cincin dan akhirnya cincin Saturnus pun menghilang 100-300 juta tahun lagi.
Saat ini, cincin nan indah itu terus menanti kita menyingkap cerita sistem Saturnus dan Tata Surya.
Tulis Komentar