"Pemahaman Baru Asal-Usul Tata Surya"

Mencari asal-usul adalah naluri manusia sebagai makhluk berakal. Dengan akalnya, manusia senantiasa mempunyai rasa ingin tahu atas segala hal. Sejak lama orang giat mempelajari asal-usul manusia sampai asal-usul bumi, tata surya, dan alam semesta seluruhnya. Teori-teori pun dikembangkan berdasarkan temuan-temuan yang diperoleh dari hasil pengamatan di alam ini. Dalam tulisan ini hanya akan dibahas temuan-temuan mutakhir yang digunakan untuk membangun pemahaman baru akan asal-usul tata surya kita, termasuk bumi dan bulan yang mengelilinginya.
Tata Surya
Tata surya adalah matahari beserta benda-benda langit lainnya yang mengitarinya. Saat ini diketahui bahwa di sekitar matahari ada 9 planet, sekitar 56 satelit yang mengitari planet induknya, puluhan ribu asteroid (planet kecil), meteoroid (batuan antarplanet), dan debu antarplanet (meteoroid mikro). Matahari adalah anggota yang paling dominan dengan massa 99,85% dari keseluruhan massa total tata surya. Sedangkan massa total 9 planet (Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto) hanya 0,14%.
Empat planet pertama disebut planet kebumian karena komposisinya mirip bumi, terutama terdiri dari batuan silikat dan logam. Empat planet berikutnya adalah planet raksasa dengan komposisi utamanya adalah unsur-unsur ringan (Hidrogen, Helium, Argon, Karbon, Oksigen, dan Nitrogen) berbentuk gas atau cair. Sedangkan Pluto merupakan planet terkecil yang terdiri dari batuan dan es.
Di antara Mars dan Jupiter terdapat puluhan ribu asteroid atau planet kecil. Tetapi massa totalnya hanya sekitar 1% dari Merkurius, planet kebumian yang terkecil. Menurut penelitian terbaru (1993) disimpulkan bahwa hampir semua batuan meteorit yang jatuh ke bumi berasal dari pecahan asteroid tersebut.
Bumi berjarak 150 juta km dari matahari. Ini disebut 1 Satuan Astronomi (SA). Sedangkan planet terluar, Pluto, berjarak 39.5 SA. Jarak terjauh yang masih dipengaruhi gaya gravitasi matahari adalah sekitar 20 trilyun km atau 120.000 kali jarak bumi-matahari. Di luar orbit planet Pluto tersebut terdapat “gudang” komet yang jumlahnya trilyunan bakal komet. Gudang komet terdekat disebut Sabuk Kuiper pada jarak sekitar 50 SA dan yang terjauh dikenal sebagai Awan Komet Oort pada jarak sekitar 50.000 SA.
Gudang komet ini diduga sebagai sisa-sisa materi pembentuk tata surya. Gangguan terhadap gudang komet itu akan menyebabkan sebagian inti komet keluar dari gudangnya dan tertarik oleh gravitasi matahari. Akibatnya komet itu akan mengitari matahari. Komet yang terdiri dari gas beku, es, dan debu bila mendekati matahari akan menguap dan melepaskan debu-debunya di sepanjang lintasannya. Itu yang sering kita sebut sebagai bintang berekor. Dengan mempelajari materi komet akan diketahui bahan dasar pembentukan tata surya.
Dari berbagai telaah radioisotop diperoleh bahwa batuan tertua di bumi sekitar 4,1 milyar tahun, batuan di bulan tertua 4,4 milyar tahun, dan meteorit tertua berumur 4,6 milyar tahun. Umur batuan ini menunjukkan pula bahwa tata surya terbentuk sekitar 4,5 milyar tahun yang lalu.
Asal-usul Tata Surya
Dari hasil pengamatan tata surya dan bintang-bintang sejenis matahari maka dibangunkah teori-teori tentang asal-usul tata surya. Banyak teori dibuat dan direvisi berdasarkan temuan-temuan terbaru. Menurut teori yang saat ini dianggap paling sesuai dengan banyak data pengamatan dan telaah teoritik, tata surya terbentuk seperti umumnya bintang-bintang bermassa kecil lainnya.
Survai IRAS (Satelit Astronomi Inframerah) dan pengamatan teleskop radio menunjukkan banyak bintang bermassa kecil (hampir massa matahari) masih dalam proses pembentukan. Bagian intinya membentuk embrio bintang yang dikelilingi piringan debu dan gas. Hasil pengamatan itu didukung model teoritik berdasarkan perhitungan fisika. Menurut telaah teoritik, pembentukan bintang bermula dari kontraksi (pemadatan) debu dan gas secara lambat akibat gaya gravitasinya sendiri yang membentuk core (gumpalan) di dalam awan molekul raksasa.
Setelah bagian intinya cukup padat, terjadilah collapse (pemadatan tiba-tiba) dan materi mulai jatuh (infall) ke arah pusatnya. Akibat perputaran core itu, gas dan debu yang runtuh mulai dari bagian dalam, bukan hanya embrio bintang yang terbentuk tetapi juga piringan (disk) di sekitarnya. Embrio bintang dan piringan masih diselubungi oleh debu yangamat tebal sehingga tidak terlihat dari luar. Hanya pancaran sinar inframerah yang dapat diamati.
Dalam proses selanjutnya, embrio bintang berkembang menjadi bintang muda yang didalam intinya mulai terjadi reaksi nuklir. Bintang muda itu kemudian memancarkan partikel-partikel halusnya yang disebut angin bintang. Ini dimulai dari arah kutubnya selanjutnya ke arah ekuatornya. Dengan itu pula infall berhenti dan selubung debunya mulai tersibak. Yang tersisa adalah piringan gas dan debu di sekitar bintang muda tersebut. Sisa piringan gas dan debu itu disebut nebula proto-planet, karena di piringan itulah kemudian terbentuk planet-planet.
Bintang (matahari) dan piringan debunya selanjutnya memasuki masa pembentukan planet-planetnya. Salah satu teori menyebutkan bahwa nebula proto-planet mula-mula berdiameter sekitar 20 SA ketika infall berhenti, belum seluas tata surya kita sekarang. Kemudian nebula proto-planet melebar sehingga diameternya menjadi sekitar 40 SA yang disertai dengan proses pendinginan. Proses pendinginan nebula proto-planet menyebabkan terjadinya penggumpalan gas dan debu. Senyawa yang mula-mula berkondensasi adalah besi dan silikat. Di bagian luar tata nebula proto-planet yang temperaturnya lebih rendah, es air juga ikut berkondensasi. Teori yang kini dianggap kuat menyatakan bahwa planet-planet berasal dari penggumpalan itu yang disebut planetesimal.
Bumi dan planet-planet kebumian lainnya (Merkurius, Venus, dan Mars) hanya terbentuk dari materi padat yang terkondensasi, terutama dari senyawa besi dan silikat. Sedangkan Jupiter dan planet-planet raksasa lainnya terbentuk dari planetesimal besar, antara lain akibat turut terkondensasinya es air, sehingga mampu menangkap gas, terutama Hidrogen dan Helium. Planetesimal kecil yang tidak membentuk planet atau pecah akibat tumbukan sesamanya tersisa sebagai komet, asteroid, dan meteoroid.
Evolusi Bumi
Tata surya di awal evolusinya penuh dengan tumbukan. Proto-bumi (bakal bumi) dan proto-planet (bakal planet) lainnya juga mengalami tumbukan yang hebat. Salah satu bukti adanya tumbukan besar itu adalah kemiringan sumbu rotasi planet-planet terhadap bidang orbitnya. Tumbukan hebat yang dialami proto-bumi bukan hanya menyebabkan kemiringan sumbu rotasi bumi 23.5^o, tetapi juga terbentuknya bulan.
Menurut teori yang paling kuat bukti-buktinya, proto-bumi pernah mengalami tumbukan hebat dengan proto-planet lainnya yang massanya sekitar 1/9 massa bumi. Tumbukan hebat ini menyebabkan terlontarnya batuan sebesar massa bulan (0.01 massa bumi) ke angkasa dan membentuk bulan. Salah satu bukti kuat adalah tidak dijumpainya inti besi di bulan karena yang terlontar hanya bagian kulit bumi. Akibat tumbukan itu juga atmosfer bumi lenyap. Atmosfer yang ada kini sebagian dihasilkan oleh proses-proses di bumi sendiri, sebagian lainnya berasal dari pecahan komet atau asteroid yang menumbuk bumi.
Komet yang komposisi terbesarnya adalah es air (20% massanya) diduga kuat merupakan sumber air bagi bumi, karena rasio Deutorium/Hidrogen (D/H) di komet hampir sama dengan rasio D/H pada air di bumi, yaitu sekitar 0.0002. Sekedar gambaran, berikut ini diberikan perhitungan kasar jumlah komet yang mungkin telah menumbuk bumi dan menyumbangkan airnya. Sebuah komet yang berdiameter 10 km mempunyai massa total sekitar 500 milyar ton, berarti mengandung air sekitar seratus milyar ton. Sedangkan massa total lautan saat ini sekitar 1,3 juta trilyun ton, kira-kira setara dengan 10 juta komet berdiameter 10 km. Ini menunjukkan pernah terjadi tumbukan komet yang luar biasa hebatnya dengan bumi. Salah satu teori menyatakan bahwa hujan komet mungkin telah menyebabkan terhalangnya sinar matahari yang menyebabkan terjadinya zaman es dan punahnya berbagai spesies di Bumi seperti Dinosurus.