Bagaimana Tata Surya Terbentuk?

Ini adalah kisah yang hebat dengan banyak lika-liku dan keganasan kosmik.

Ilustrasi tata surya (bukan skala aslinya)

Diterjemahkan dari Space.com | How did the solar system form?

Di sinilah kita, 4,5 miliar tahun usia matahari kita, dengan sederetan planet-planet dan benda-benda kecil lainnya yang mengorbit di sekelilingnya. Bagiamana semua planet terbentuk? Dan mengapa mereka saat ini mengorbit dengan lintasan yang sedemikian rupa?

Pembentukan tata surya adalah sebuah teka-teki yang cukup menantang bagi astronomi modern. Sebuah kisah yang sangat hebat tentang kekuatan yang sangat ekstrim dalam rentang waktu yang sangat panjang. Ayo kita gali!

Awan Nebula Prasejarah

Pada awalnya, tidak ada apa-apa. Tapi tidak benar-benar hampa. Semua bintang terbentuk dari awan nebula yang menyusut, yang dimana adalah awan lepas yang terdiri dari debu dan gas, dan matahari kita –termasuk tata surya– tidak berbeda. Para astronom menyebutnya "nebula prasejarah" (pre-solar nebula) dan tentu saja nebula itu sudah tidak ada saat ini, namun kita telah mengamati cukup banyak pembentukan tata surya lain di dalam galaksi untuk mendapatkan gambaran umum dan mengetahui bagaimana tata surya kita terbentuk.

Tapi awan nebula itu sendiri tidak akan runtuh menjadi bintang dan tata surya tanpa ada sesuatu yang mendorongnya. Dalam kasus ini, kita bisa berterimakasih kepada ledakan supernova yang terjadi di dekat benih tata surya, sehingga gelombang kejutnya mengoyak nebula prasejarah menyebabkan dimulainya penyusutan. Kita bisa mengetahui ada ledakan supernova yang terjadi di dekat karena ledakan supernova menghempaskan sejumlah besar unsur radioaktif, yaitu elemen yang sangat jarang ditemukan di dalam awan nebula, dan kita bisa menemukannya di dalam tata surya kita saat ini.

Setelah berlangsung, transisi dari awan nebula menjadi tata surya tidak dapat diubah. Setelah jutaan tahun lamanya, awan nebula menyusut dan mendingin, dan pada akhirnya mencapai titik di mana proto-matahari (cikal-bakal matahari) dikelilingi oleh piringan gas dan debu tipis yang berputar sangat cepat.

Dan sesuatu yang menarik pun dimulai!

Munculnya Planet-Planet

Empat setengah miliar tahun yang lalu, matahari kita tidak seperti bintang yang bersinar terang saat ini. Pada saat itu matahari masih berupa bola padat yang sangaat panas, namun masih belum mencapai kepadatan dan temperatur yang dibutuhkan untuk mempertahankan reaksi fusi nuklir di intinya.

Tetapi ketika matahari masih dalam tahap embrio, planet-planet dengan lambat tapi pasti memulai proses pembentukannya.

Di dekat matahari yang masih muda, panas dan cahayanya terlalu ekstrim untuk material lain selain bebatuan bertahan; semua es menguap dan gas-gas seperti hidrogen dan helium terhempas jauh. Bebatuan-bebatuan yang tersisa dengan lambat menyatu menjadi struktur batuan yang lebih besar.

Akhirnya, dengan cukup waktu, batu-batuan itu membentuk planetesimal, yaitu cikal-bakal planet. Ada banyak sekali planetesimal yang terbentuk, dan saat-saat itu adalah saat yang paling keras bagi tata surya kita ketika planetesimal-planetesimal bertabrakan, hancur, dan terbentuk kembali berkali-kali. Planet Bumi kita pernah tertabrak oleh sesuatu kira-kira seukuran planet Mars, dan sisa-sisa dari tabrakan itu pada akhirnya membentuk Bulan, satelit alami planet Bumi.

Namun lebih jauh dari area yang menjadi sabuk asteroid, pembentukan planet agak berbeda. Di sana, suhunya cukup dingin untuk es bertahan, sehingga memungkinkan inti planet terbentuk sangat besar dalam waktu yang lebih singkat. Inti planet yang besar itu akhirnya mampu untuk menangkap material-material di sekelilingnya seperti gas hidrogen dan helium, dan kemudian menyelimuti planet itu dengan atmosfer yang sangat tebal. Itulah proses pembentukan planet-planet gas raksasa.

Pembombardiran Berat Akhir

Setelah planet masak pun, tata surya masih belum tenang. Planet-planet bebatuan dalam telah stabil, dan matahari telah memulai reaksi fusi nuklirnya. Tetapi planet-planet raksasa luar masih dikelilingi oleh sisa-sisa proses pembentukan planet yang berseliweran.

Lalu mereka mulai bergerak!

Astronom menduga keempat planet raksasa –Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus– pada awalnya terbentuk lebih dekat satu sama lain daripada sekarang, dan interaksi dengan sisa-sisa pembentukan planet di sekelilingnya menyebabkan orbit mereka berubah. Butuh waktu ratusan juta tahun untuk membentuk kembali tata surya kita, dan kita tidak yakin dengan pasti bagaimana ini semua terjadi.

Pada satu skenario, Jupiter dan Saturnus bermigrasi ke arah matahari, yang menyebabkan Uranus dan Neptunus bergerak ke arah luar. Pada skenario lainnya, planet-planet tata surya bagian luar bermain dengan mekanisme gravitasi, dengan tambahan planet luar kelima yang pada akhirnya terlempar ke luar dari sistem tata surya. Dan pada skenario lainnya lagi, Jupiter bergerak mendekat ke orbit Mars sebelum akhirnya menjauh kembali, dan pergerakannya mengganggu orbit-orbit benda luar.

Tidak peduli skenario apapun, perombakan akhir ini menyebabkan malapetaka. Para astronom berpikir pergerakan planet-planet bagian luar menyebabkan suatu periode yang disebut Pembombardiran Berat Akhir (Late Heavy Bombardment), periode dimana tumbukan intens komet dan asteroid di tata surya bagian dalam sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Pergerakan planet-planet raksasa mengacaukan semua sisa-sisa material di tata surya yang antara melemparkan mereka ke pinggiran tata surya yang dingin dan tenang, atau melemparkan mereka ke tata surya bagian dalam dan menyebabkan masalah bagi planet-planet batuan bagian dalam.

Meskipun demikian, kekerasan itu tidak selamanya buruk. Komet-komet yang menghujani tata surya bagian dalam membawa air yang melimpah ke planet-planet batuan, berpotensi memunculkan kehidupan, termasuk kita! 🙋‍♂️🧠🦍🐪🐙🐟🦠💧☄️