Tata surya kita mungkin pernah jauh lebih ramai dari yang dibayangkan saat ini. Penelitian terbaru mengungkap bahwa pada masa-masa awal pembentukannya, tata surya kemungkinan memiliki enam planet raksasa. Dua di antaranya adalah planet bertipe super-Bumi yang kini telah lenyap, terlempar jauh ke ruang antarbintang setelah “mengacaukan” orbit bulan-bulan di sekitar Uranus dan Neptunus.
Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Icarus dan dihasilkan dari lebih dari 100 simulasi komputer yang merekonstruksi sejarah awal tata surya kita.
**Ada yang Tidak Beres dengan Orbit Bulan-Bulan di Tata Surya Kita**
Cerita ini berawal dari sebuah pertanyaan sederhana: mengapa orbit planet-planet dan ratusan bulan di tata surya kita terasa tidak sepenuhnya “rapi”? Matthew Clement, peneliti di Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory sekaligus penulis utama studi ini, menjelaskan bahwa timnya secara sistematis menguji dampak pertemuan jarak dekat antarplanet raksasa terhadap kestabilan bulan-bulan yang mengorbit mereka.
Para peneliti menggunakan simulasi komputer yang melacak lintasan planet-planet raksasa dan ribuan planetesimal—sisa-sisa material pembentuk planet—selama 20 juta tahun. Dari basis data 100.000 model simulasi yang telah dibangun sebelumnya, tim mengidentifikasi 122 simulasi yang menghasilkan konfigurasi akhir paling mendekati susunan planet raksasa tata surya saat ini.
Sekitar dua perlima dari simulasi tersebut dimulai dengan lima planet raksasa, sementara sisanya dimulai dengan enam.
**Planet-Planet yang “Ping-Pong” Antarplanet Sebelum Terlempar**
Apa yang terjadi pada planet-planet ekstra itu? Simulasi menunjukkan bahwa mereka terlontar-lontar (ping-pong) di antara tetangga-tetangganya yang lebih besar—Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus—sebelum akhirnya diusir keluar dari tata surya akibat interaksi gravitasi yang terlalu kuat.
Fenomena ini sejalan dengan teori yang dikenal sebagai ketidakstabilan planet raksasa (giant planet instability), yang pertama kali diusulkan pada 2005 oleh sekelompok astronom di Nice, Prancis, dalam apa yang disebut “Nice Model.” Teori itu menggambarkan bagaimana planet-planet raksasa bermigrasi dari posisi awalnya akibat interaksi gravitasi dengan planetesimal.
Pada 2011, modifikasi teori ini mulai menyinggung kemungkinan adanya planet kelima yang pada akhirnya terpental keluar dari tata surya. Studi terbaru ini melangkah lebih jauh: bukan satu, melainkan mungkin dua planet ekstra.
**Bulan-Bulan Uranus: Korban Tabrakan Kosmik**
Salah satu temuan paling menarik dari simulasi ini adalah perbedaan nasib antara bulan-bulan Jupiter dan bulan-bulan Uranus. Simulasi menunjukkan bahwa bulan-bulan Jupiter tetap stabil terutama dalam skenario dengan dua planet es ekstra, sementara bulan-bulan Uranus tetap stabil dalam skenario dengan hanya satu planet ekstra.
Dengan kata lain, kedua kelompok bulan ini tampaknya selamat dalam peristiwa yang berbeda—sebuah hasil yang mengejutkan para peneliti.
Saat planet-planet ekstra itu ping-pong di antara planet raksasa, mereka kemungkinan mendestabilisasi bulan-bulan Uranus, memicu tabrakan di antara bulan-bulan tersebut. Tabrakan ini setidaknya sebagian menghancurkan bulan-bulan itu dan menguapkan material volatil seperti es—yang kemudian terakumulasi kembali di sisa-sisa bulan yang bertahan.
Proses ini kemungkinan menjelaskan mengapa bulan Miranda milik Uranus mengandung 50 persen lebih banyak es dibandingkan bulan-bulan Uranus lainnya—sebuah anomali yang selama ini membingungkan para ilmuwan.
**Tiga Bulan Jupiter dan “Tarian” Kosmik yang Terawetkan**
Di sisi lain, tiga bulan besar Jupiter—Io, Europa, dan Ganymede—justru menjadi petunjuk penting bahwa sistem Jupiter tetap nyaris tidak terganggu sejak terbentuk. Ketiganya berada dalam resonansi orbit 1:2:4 yang sangat presisi: untuk setiap satu orbit Ganymede, Europa menyelesaikan dua orbit, dan Io menyelesaikan empat orbit.
“Tarian” yang begitu teratur dan seimbang ini hanya mungkin terjaga jika bulan-bulan tersebut tidak mengalami gangguan besar sejak pertama kali terbentuk. Hal ini mendukung skenario bahwa tata surya awal memiliki dua planet es ekstra, bukan satu.
**Seperti Apa Planet yang Hilang Itu?**
Meskipun planet-planet ini sudah lama lenyap, simulasi memberikan gambaran tentang massanya. Dalam skenario lima planet, satu planet ekstra memiliki massa serupa Neptunus. Dalam skenario enam planet, dua planet ekstra memiliki massa di antara Bumi dan Neptunus—menjadikan mereka kategori planet yang dikenal sebagai super-Bumi.
“Mengingat massanya tidak terlalu berbeda dari Uranus dan Neptunus, sifat fisik planet-planet yang hilang itu kemungkinan menyerupai kedua planet tersebut,” kata Nathan Kaib, ilmuwan senior di Planetary Science Institute di Tucson, Arizona, dan salah satu penulis studi ini.
Namun para peneliti mengakui masih banyak yang belum diketahui. Clement menyebutkan bahwa timnya tidak berencana untuk aktif meneliti planet-planet “buronan” tersebut, tetapi akan terus mempelajari bulan-bulan Uranus untuk mengidentifikasi tanda-tanda bahwa mereka pernah terganggu dan untuk menentukan “konsekuensi nyata dari apa yang terjadi jika satelit-satelit itu menjadi tidak stabil.”
**Tata Surya yang Lebih Dinamis dari Perkiraan**
Studi ini memperkuat gambaran bahwa tata surya awal jauh lebih dinamis dan penuh gejolak dari yang selama ini diasumsikan. Planet-planet tidak selalu berada di orbit yang sama sejak awal—mereka bergerak, bertabrakan, dan bahkan bisa terlempar keluar sepenuhnya.
Bagi para ilmuwan, memahami sejarah liar tata surya ini bukan sekadar soal memuaskan rasa ingin tahu. Ini adalah kunci untuk memahami mengapa Bumi dan kehidupan di dalamnya bisa ada—di antara semua kekacauan kosmik yang rupanya sempat mengguncang lingkungan kita miliaran tahun lalu.
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: