Asteroid Kuno Ungkap Betapa Kacaunya Tata Surya Awal
Asteroid tetap tidak berubah sejak pembentukannya di awal Tata Surya miliaran tahun.
REPUBLIKA.CO.ID, ZURICH -- Tata Surya pada awal-awal penciptaan adalah tempat yang kacau. Tabrakan bertingkat mendefinisikan Tata Surya muda kita sebagai batu, batu besar, yang berulang kali mengalami tabrakan.
Sebuah studi baru berdasarkan potongan asteroid yang menabrak Bumi menempatkan lini masa untuk beberapa kekacauan itu. Para astronom tahu bahwa asteroid pada dasarnya tetap tidak berubah sejak pembentukannya di awal Tata Surya miliaran tahun yang lalu.
Sebuah studi baru berdasarkan meteorit besi-yang merupakan fragmen dari inti asteroid yang lebih besar- melihat isotop paladium, perak, dan platinum. Dengan mengukur jumlah isotop-isotop tersebut, penulis dapat membatasi waktu beberapa peristiwa di awal Tata Surya dengan lebih ketat.
Studi ini diungkap oleh penulis utama adalah Alison Hunt dari ETH Zurich dan National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS.
“Studi ilmiah sebelumnya menunjukkan bahwa asteroid di Tata Surya relatif tidak berubah sejak pembentukannya, miliaran tahun lalu,” kata Hunt, dilansir dari Sciencealert, Ahad (5/6/2022).
“Oleh karena itu, mereka adalah arsip di mana kondisi Tata Surya awal terpelihara.”
Dengan mempelajari isotop, ilmuwan memahami bagaimana unsur yang berbeda meluruh dalam rantai menjadi unsur lain. Sistem peluruhan 107Pd–107Ag berumur pendek. Rantai itu memiliki waktu paruh sekitar 6,5 juta tahun dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan nuklida berumur pendek dari Tata Surya awal.
18 sampel meteorit
Para peneliti mengumpulkan sampel 18 meteorit besi berbeda yang pernah menjadi bagian dari inti besi asteroid. Kemudian mereka mengisolasi paladium, perak, dan platinum di dalamnya dan menggunakan spektrometer massa untuk mengukur konsentrasi isotop yang berbeda dari tiga unsur. Isotop perak (Ag) tertentu sangat penting dalam penelitian ini.
Selama beberapa juta tahun pertama sejarah Tata Surya, peluruhan isotop radioaktif memanaskan inti logam di asteroid. Saat mendingin dan lebih banyak isotop yang meluruh, sebuah isotop perak (107Ag) terakumulasi di inti. Para peneliti mengukur rasio 107Ag dengan isotop lain dan menentukan seberapa cepat inti asteroid mendingin dan kapan.
Ini bukan pertama kalinya para peneliti mempelajari asteroid dan isotop dengan cara ini. Tetapi penelitian sebelumnya tidak memperhitungkan efek sinar kosmik galaksi (GCR) pada rasio isotop.
GCR dapat mengganggu proses penangkapan neutron selama peluruhan dan dapat menurunkan jumlah 107Ag dan 109Ag. Hasil baru ini dikoreksi untuk gangguan GCR dengan juga menghitung isotop platinum.
“Pengukuran tambahan kami dari kelimpahan isotop platinum memungkinkan kami untuk mengoreksi pengukuran isotop perak untuk distorsi yang disebabkan oleh penyinaran kosmik sampel di ruang angkasa. Jadi kami dapat menentukan waktu tabrakan lebih tepat daripada sebelumnya,” lapor Hunt.
"Dan yang mengejutkan kami, semua inti asteroid yang kami periksa telah terpapar hampir bersamaan, dalam jangka waktu 7,8 hingga 11,7 juta tahun setelah pembentukan Tata Surya," kata Hunt.
Rentang waktu 4 juta tahun adalah singkat dalam astronomi. Selama periode singkat itu, semua asteroid yang diukur memiliki inti yang terbuka, yang berarti tabrakan dengan objek lain melucuti mantelnya. Tanpa mantel isolasi, semua inti mendingin secara bersamaan.
Penelitian lain menunjukkan bahwa pendinginan berlangsung cepat, tetapi mereka tidak dapat membatasi jangka waktu dengan jelas.
Agar asteroid memiliki rasio isotop yang ditemukan tim, Tata Surya harus menjadi tempat yang sangat kacau, dengan periode seringnya tabrakan yang melucuti mantel asteroid.
“Semuanya tampaknya telah hancur bersama pada saat itu,” kata Hunt. “Dan kami ingin tahu mengapa,” tambahnya.
Mengapa ada periode tabrakan kacau seperti itu? Ada beberapa kemungkinan.
Kemungkinan pertama menyangkut planet-planet raksasa Tata Surya. Jika mereka bermigrasi atau entah bagaimana tidak stabil pada waktu itu, mereka dapat mengatur ulang Tata Surya bagian dalam, mengganggu benda-benda kecil seperti asteroid, dan memicu periode tabrakan yang meningkat. Skenario ini disebut model Nice.
Kemungkinan lainnya adalah hambatan gas di nebula surya. Ketika Matahari adalah protobintang, ia dikelilingi oleh awan gas dan debu yang disebut nebula surya, sama seperti bintang lainnya.
Piringan itu berisi asteroid, dan planet-planet pada akhirnya akan terbentuk di sana juga. Tapi piringan itu berubah dalam beberapa juta tahun pertama Tata Surya.
Pada awalnya, gas itu padat, yang memperlambat gerakan benda-benda seperti asteroid dan planetesimal dengan hambatan gas. Tetapi ketika Matahari mulai bergerak, ia menghasilkan lebih banyak angin dan radiasi matahari.
Nebula matahari masih ada di sana, tetapi angin matahari dan radiasi mendorongnya, menghilangkannya. Saat menghilang, itu menjadi kurang padat, dan ada sedikit hambatan pada objek.
Tanpa efek peredam gas padat, asteroid berakselerasi dan bertabrakan lebih sering. Menurut Hunt dan rekan-rekannya, pengurangan hambatan gas bertanggung jawab.
“Teori yang paling menjelaskan fase awal energik tata surya ini menunjukkan bahwa itu terutama disebabkan oleh disipasi yang disebut nebula surya,” rekan penulis studi Maria Schönbächler menjelaskan.
“Nebula surya ini adalah sisa gas yang tersisa dari awan kosmik tempat Matahari lahir. Selama beberapa juta tahun, ia masih mengorbit Matahari muda sampai tertiup angin matahari dan radiasi,” ucap Schönbächler.
Mengapa asteroid menjadi petunjuk masa lalu tata surya?
Asteroid seperti kapsul waktu berbatu yang berisi petunjuk ilmiah dari zaman penting itu karena asteroid yang berbeda memiliki mantel yang melindungi interiornya dari pelapukan luar angkasa. Tapi, tidak semua asteroid tetap utuh.
Seiring waktu, tabrakan berulang membuat mantel isolasi menjauh dari inti besinya dan kemudian menghancurkan beberapa inti tersebut menjadi beberapa bagian. Beberapa dari potongan-potongan itu jatuh ke Bumi.
Batuan yang jatuh dari luar angkasa sangat menarik bagi manusia dan dalam beberapa kasus merupakan sumber daya yang berharga. Para ilmuwan sangat tertarik pada meteorit besi karena informasi yang dikandungnya.