Detail Baru yang Menarik tentang Perjalanan Pembentukan Planet Gas Raksasa

Para peneliti dari University of Zurich (UZH) dan National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS telah menyelidiki sejarah pembentukan Jupiter dengan sangat rinci. Hasil mereka menunjukkan bahwa planet raksasa itu bermigrasi jauh dari asalnya dan mengumpulkan sejumlah besar material dalam perjalanannya.

IMAGESGambar: awsimages.detik.net.id

Salah satu pertanyaan terbuka yang paling penting dalam teori pembentukan planet adalah kisah asal usul Jupiter. Menggunakan pemodelan komputer yang canggih, para peneliti dari Universitas Zurich (UZH) dan Pusat Nasional Kompetensi dalam Penelitian (NCCR) PlanetS sekarang menjelaskan sejarah pembentukan Jupiter. Hasil mereka dipublikasikan dalam jurnal The Astrophysical Journal Letters.

Pengayaan elemen berat yang aneh

Ketika pesawat ruang angkasa Galileo merilis sebuah probe yang diterjunkan ke atmosfer Jupiter pada tahun 1995, itu menunjukkan antara lain bahwa unsur-unsur berat (elemen yang lebih berat dari helium) diperkaya di sana. Pada saat yang sama, model struktur Jupiter terbaru yang didasarkan pada pengukuran medan gravitasi oleh pesawat ruang angkasa Juno menunjukkan bahwa interior Jupiter tidak seragam tetapi memiliki struktur yang kompleks.

Karena kita sekarang tahu bahwa bagian dalam Jupiter tidak sepenuhnya tercampur, kami memperkirakan unsur-unsur berat berada di bagian dalam planet gas raksasa karena unsur-unsur berat sebagian besar bertambah selama tahap awal pembentukan planet, ”rekan penulis studi, Profesor di Universitas Zurich dan anggota NCCR PlanetS, Ravit Helled mulai menjelaskan. “Hanya pada tahap selanjutnya, ketika planet yang sedang tumbuh cukup masif, ia dapat secara efektif menarik sejumlah besar gas elemen ringan seperti hidrogen dan helium.

IMAGESGambar: telset.id

Menemukan skenario pembentukan Jupiter yang konsisten dengan struktur interior yang diprediksi serta dengan pengayaan atmosfer yang terukur oleh karena itu menantang namun penting untuk pemahaman kita tentang planet raksasa, ”kata Helled. Dari sekian banyak teori yang selama ini dikemukakan, tidak ada satupun yang bisa memberikan jawaban yang memuaskan.

Migrasi yang panjang

“Ide kami adalah bahwa Jupiter telah mengumpulkan unsur-unsur berat ini pada tahap akhir pembentukannya dengan bermigrasi. Dengan melakukan itu, ia akan bergerak melalui daerah yang dipenuhi dengan apa yang disebut planetesimal – blok bangunan planet kecil yang terdiri dari bahan elemen berat – dan mengumpulkannya di atmosfernya,” pemimpin penulis studi Sho Shibata, yang merupakan peneliti postdoctoral di University of Zurich dan anggota NCCR PlanetS, menjelaskan.

Namun, migrasi dengan sendirinya bukanlah jaminan untuk memperoleh materi yang diperlukan. “Karena interaksi dinamis yang kompleks, planet yang bermigrasi tidak serta merta menambah planetesimal di jalurnya. Dalam banyak kasus, planet justru menyebarkan mereka – tidak seperti anjing penggembala yang menyebarkan domba,” Shibata menunjukkan. Oleh karena itu, tim harus menjalankan simulasi yang tak terhitung jumlahnya untuk menentukan apakah ada jalur migrasi yang menghasilkan pertambahan material yang cukup.

“Apa yang kami temukan adalah bahwa jumlah planetesimal yang cukup dapat ditangkap jika Jupiter terbentuk di wilayah terluar tata surya – sekitar empat kali lebih jauh dari Matahari daripada tempatnya sekarang – dan kemudian bermigrasi ke posisinya saat ini. Dalam skenario ini, ia bergerak melalui wilayah di mana kondisinya mendukung akresi material – titik manis akresi, seperti yang kami sebut, ”lapor Sho.

Era baru dalam ilmu planet

Menggabungkan kendala yang diperkenalkan oleh penyelidikan Galileo dan data Juno, para peneliti akhirnya menemukan penjelasan yang memuaskan. “Ini menunjukkan betapa kompleksnya planet gas raksasa dan betapa sulitnya mereproduksi karakteristik mereka secara realistis,” kata Ravit Helled.

“Kami membutuhkan waktu lama dalam ilmu planet untuk mencapai tahap di mana kami akhirnya dapat menjelajahi detail ini dengan model teoretis dan simulasi numerik yang diperbarui. Ini membantu kita menutup kesenjangan dalam pemahaman kita tidak hanya tentang Jupiter dan tata surya kita, tetapi juga tentang banyak planet raksasa yang diamati yang mengorbit bintang-bintang jauh, ”simpul Helled.