Astro News

ASTEROID SI PLANET KECIL – Edisi 3 –


Celah Kirkwood
Seperti telah disebutkan, kumpulan asteroid membentuk lintasan utama berarak-arakan mengedari Matahari dengan formasi mirip cincin Saturnus disebut Sabuk Asteroid antara 2,1 hingga 3,3 s.a (320 – 495 juta km). Sementara tahun 1866, astronom Amerika Serikat Daniel Kirkwood (1814 – 1895) menunjukkan bahwa pada daerah sabuk itu ada jalur yang tidak stabil (cenderung tidak ada benda mapan pada jalur tersebut, disebut Kirkwood Gap atau celah Kirkwood). Struktur ini mirip Cassini dan Encke Division pada cincin Saturnus (Kirkwood pula yang pertama mendata dan menganalisisnya, termasuk penemuan adanya Sun-grazing Comets atau Sun-Kreutz Grazers).
Setelah dilakukan perhitungan pada elemen orbitnya, diketahui bahwa hal ini terkait erat dengan fenomena resonansi padamana keberadaan planet gas raksasa Jupiter diduga sebagai penyebabnya. Jarak celah Kirkwood ini dari Matahari memiliki resonansi kesetaraan dengan ¼ (jarak: 2,06 s.a), 1/3 (2,5 s.a), 2/5 (2,82 s.a), 3/7 (2,96 s.a), 4/9 (3.03 s.a) dan ½ (3,28 s.a) periode edar Jupiter.
Fenomena resonansi yang dimaksud di sini semisal pada indikator ½  berlaku: sebuah asteroid dengan jarak 3,28 satuan astronomi memiliki periode edar ½ kali periode edar planet Jupiter. Atau asteroid sudah mengedari Matahari 2 kali, maka Jupiter baru 1 kali (½ →1 banding 2, kadang ditulis 1:2 atau 2/1 atau 2:1).
Pada angka ¼ terkait dengan daerah sekitar perbatasan-dalam pada jarak ke Matahari (± 320 juta km, tidak ditemukan asteroid). Sementara ½ adalah dekat perbatasan luar dari Sabuk Asteroid (± 491 juta km, juga tidak ditemukan). Yang juga tuna asteroid (tetap dijumpai asteroid) adalah yang terkait dengan angka 1/3 (374 juta km), 2/5 (422 juta km), 3/7 (433 juta km), dan 4/9 (3,03 s.a).
Sebenarnya ada lagi yang terkait dengan resonansi seperti di atas. Namun pada resonansi ini justru ditemukan asteroid, yaitu (kelompok/grup) asteroid 153 Hilda (3,97 s.a, resonansi 2/3, lainnya 334 Chicago dan 1256 Normannia), (kelompok) asteroid 279 Thule (4,29 s.a, resonansi 3/4), dan kelompok Trojan (5,2 s.a, sejarak planet Jupiter dengan resonansi 1/1). Jadi ada kelompok asteroid yang berada di jalur utama Sabuk Asteroid (tipe 1) padamana ditemukan celah Kirkwood yang tuna asteroid, dan satu lagi yang berada pada 3 jalur resonansi yang ditemukan konsentrasi asteroid (tipe 2). Sementara itu di luar 3 jalur ini praktis dapat dikatakan tidak dijumpai asteroid.
Banyak hipotesis menyangkut keunikan orbit asteroid yang terkait Celah Kirkwood tersebut. Ada 4 dugaan terkait dengan kondisi ini yang telah ditelusuri oleh R. Greenberg dan H. Scholl (tahun 1979), yaitu:
  1. Hipotesis Statistik.
    Sejatinya ada asteroid dalam celah. Namun mengalami gerak osilasi dan lebih banyak menghabiskan waktu di luar celah. Layaknya bandul pada pendulum yang menghabiskan waktunya lebih banyak di luar posisi setimbangnya. Inilah akhirnya yang membuat pengamat tidak melihat keberadaan asteroid di celah tersebut. Namun, dari penelitian P.J. Message (1966), F. Schweizer (1969), dan W.E. Wiesel (1976) diperoleh bahwa hipotesis statistik ini kurang sahih dijadikan landasan untuk menjelaskan ketiadaan asteroid di celah.
  2. Hipotesis Gravitasi.
    Diduga dulu terdapat asteroid di celah. Akibat adanya gangguan gravitasi Jupiter sedemikian mereka tersingkir (teori gangguan). Hal ini dicoba penelusurannya oleh W.H. Jefferys, V.G. Szebehely, T. Kiang, S. Aoki tahun 1978 secara simultan. Hasilnya pun dianggap kurang memuaskan dalam menjelaskan adanya Celah Kirkwood di Sabuk Asteroid, dan pada kondisi sebaliknya terdapat 3 jalur resonansi yang justru berisi asteroid yang dipisahkan dengan daerah yang kosong (Hecuba gaps atau celah Hecuba).
  3. Hipotesis Tumbukan.
    Dalam hipotesis ini bahwa asteroid saling bertumbukan sedemikian terlempar dari jalur celah tersebut. Efek gangguan gravitasi Jupiter dapat jadi mengubah pola edar asteroid, sedemikian perubahan letak asteroid terjadi. Hal ini memungkinkan asteroid saling menumbuk satu sama lain. Belum lagi pola garis edar asteroid yang sedemikian banyak berbeda. Ada yang mendekati lintasan edar lingkaran, ada yang ellips. Ini pun dicoba ditelusuri, khususnya oleh W.H. Ip tahun 1977. Hasilnya malah sebaliknya, pekerjaan beliau menunjukkan hasil yang berlawanan dengan hipotesis ini. Termasuk hasil perhitungan para pelopornya. Asteroid yang cenderung lintasannya ellips justru memiliki kemungkinan terbesar dalam proses terjadinya tumbukan, sementara kondisi asteroid ini menjalani hidupnya di daerah luar sabuk utama padamana hanya sedikit sekali jumlah asteroid. Bandingkan dengan sabuk utama yang terisi begitu banyak asteroid, bahkan dapat dikatakan hampir semuanya terkonsentrasi di Sabuk Asteroid (terkecuali di Celah Kirkwood). Seharusnyalah daerah padat ini sering terjadi tumbukan asteroid.
  4. Hipotesis Kosmogoni.
    Hipotesis ini menunjukkan bahwa adanya Celah Kirkwood telah ada sejak lahirnya Tata Surya (planetesimal), bersamaan dengan rentetan terbentuknya Matahari, planet, satelit, dan lainnya. Dalam hal ini memang harus diakui bahwa landasan penelitian belum mencakup data observasi terhadap keseluruhan asteroid. Dari penelitian yang dilakukan Heppenheimer dan Greenberg (1978), memang dapat terbentuk daerah asteroid (Sabuk Asteroid). Adapun yang saat ini berada di luar jalur tersebut, dapat terbentuk di mana saja tergantung kondisi awal nebula (materi antar bintang) pembentuk Tata Surya, terpisah dari pembentukan asteroid di Sabuk Asteroid. Adapun Sabuk Asteroid yang terbentuk cenderung memiliki distribusi atau sebaran membentuk konfigurasi seperti cincin Saturnus, lebar namun tipis. Namun demikian, tetap tidak dapat terbentuk Celah Kirkwood ataupun 3 jalur seperti bahasan sebelumnya (kelompok Hilda, Thule, dan Trojan).
Hipotesis di atas masih terus diteliti para ahli hingga kini. Tentu dengan makin banyaknya data, peranti, dan perhitungan yang makin maju diharapkan makin terkuak cakrawala baru mengenai misteri celah. Memang persoalan seputar asteroid ini terus menerus mengusik, terlebih makin banyaknya asteroid yang punya lintasan orbit unik.
Keunikan Orbit
Hampir semua asteroid ada di sabuk asteroid, tapi banyak pula yang menyimpang. Hal ini karena eksentrisitasnya besar (lintasannya ellips yang sangat lonjong). Mereka ada yang mengembara sampai ke dekat Merkurius. Yang lintas dekat Bumi sering dijuluki EGA (Earth Grazer Asteroid). EGA termasuk kelompok NEO (Near Earth Objects). NEO pertama ditemukan tahun 1898, berupa asteroid yang bernama 433 Eros berdiameter 32 km. NEO pada dasarnya dapat berupa asteroid maupun komet.
Diprediksi ada lebih dari 600 ribu EGA, namun sebagian besar berdiameter kurang dari 40 m hingga sulit dilacak secara rinci. Sementara yang lebih dari 140 m ditaksir ada 50.000 (hingga Januari 2010). Dari yang telah didata elemen orbitnya (2013) ada 9626 buah asteroid padamana 1.269 > 1 km. Sementara itu 1.378 adalah Potentially Hazardous Asteroids atau PHAs yang dapat berkenalan dengan Bumi.
Pada EGA pun terdapat 3 tipe yang disebut gugus AAA (Apollo – Amor – Aten). Kelompok Aten bersifat memotong garis edar Bumi, kelompok Apollo bergaris edar tumpang tindih dengan Bumi. Sementara kelompok Amor sering mendekati Bumi dan memotong lintasan edar planet Mars.
Tahun 1932 asteroid 1862 Apollo mendekat Bumi sejarak 3,2 juta km. Tahun 1936 Adonis – 1,6 juta km, dan tahun 1937 Hermes lebih dekat lagi mencapai 780 ribu km. Hermes yang ditemukan oleh astronom Jeman Karl Reinmuth (1892 – 1979) saat ini dianggap menghilang. Saat pelacak makin maju, diketahui tanggal 18 Januari 1991, asteroid 1991BA melintas dekat sekitar 160.000 km, tanggal 20 Mei 1993 asteroid 1993KA2 memotong garis orbit Bumi sejarak 140.000 km, tanggal 15 Maret 1994 giliran asteroid 1993ES1, bahkan tanggal 9 Desember 1994 ada yang berjalan-jalan di antara Bumi – Bulan sejarak 104.000 km saja, yaitu 1994XM1. Atau seperti asteroid Toutatis yang pada bulan September 2004 mendekat sampai ±1.549.720 km. Uniknya bahwa penampakannya saat mereka mendekati kita (atau Matahari) dapat berujud seperti penjelajah kecil Tata Surya lainnya yaitu komet. Sementara tahun 2002, yaitu 2002MN berjalan-jalan sejarak 120.000 km dari Bumi. Lainnya adalah asteroid 2009UN3 yang mendekati Bumi tanggal 09 Februari 2010 hingga jarak 14,5 kali jarak Bumi – Bulan. Jaime Nomen, dkk. dari La Sagra Observatory – Spanyol bagian selatan menemukan asteroid 2012DA14 (diameter ±50 meter) yang mendekati Bumi hingga jarak lintas orbit geostationer (±36.000km) pada tanggal 15 Februari 2013 jam 19:25 UT. Lintasan di kubah langit sekitar 30 menit busur per menit. Atau lainnya adalah 99942 Apophis (2004MN4, diameter ±0,4 km, ditemukan 19 Juni 2004) yang diduga akan lintas-dekat dengan Bumi tanggal 13 April 2029 (rentang orbit geostasioner) dan tahun 2036 (dalam pemantauan, belum ada kesimpulannya).
Tipe lain adalah Asteroid Trojan yang bukan tergolong pengembara dan juga bukan EGA. Posisinya di lintas edar Jupiter, terjebak medan gravitasi Jupiter. Ada sekitar 700 di depan Jupiter (Grup Achilles); dan sekitar 400 di belakang Jupiter (Grup Patrocles). Formasi dan jarak masing-masing ke Jupiter tidak berubah walau Jupiter mengedari Matahari atau equilateral. Berlaku layaknya pengawal Jupiter (pen.: lihat bahasan khusus AT, edisi mendatang).
Kondisi ini dirumuskan secara matematis oleh Lagrange dari Perancis tahun 1772, sedemikian titik-titik konsentrasi seperti yang terjadi pada Asteroid Trojan disebut Titik Lagrange (Catatan: tiap planet punya Titik Lagrange-nya sendiri). Contohnya 588 Achilles. Kasus serupa adalah Mars Trojan Asteroid. Bahkan 2 satelitnya, Phobos (artinya ketakutan) dan Deimos (teror) diduga adalah asteroid yang terperangkap gravitasi Planet Merah tersebut (satelit tangkapan). Sekedar catatan, satelit lain yang diduga kuat sama dengan peristiwa tangkapan ini adalah satelitnya Jupiter, yaitu Ananke, Carme, Pasiphae, dan Sinope. Arah edar satelit ini berlawanan (retrograde) dengan gerak edar satelit lainnya juga berlawanan dengan arah rotasi Jupiter. Kasus sama pada Phoebe (Saturnus) dan Nereid (Neptunus).
Ada lagi yang unik yaitu 2060 Chiron (1977UB) yang ditemukan Kowal (18 Oktober 1977). Lintasannya antara Jupiter dan Uranus dengan perihelion 1,3 milyard km dan aphelionnya 2,8 milyard km. Periode edarnya 5/9 kali periode edar Uranus (50,7 tahun) dan berdiameter 180 km. Sampai kini statusnya masih diragukan. Apakah komet, asteroid, satelit Saturnus yang terlempar, atau benda baru di Tata Surya? Yang sejenis adalah 944 Hidalgo (pen.: lihat bahasan khusus Chiron, harap sabar di edisi 5).

Sekilas Data Keluarga Asteroid
(Data dari Minor Planet Center – dioperasikan oleh Smithsonian Astrophysical Observatory, di bawah koordinasi Division III of the International Astronomical Union atau IAU).

Beberapa contoh asteroid yang lintas dekat (NASA/NEO Program):
Object
Name
Close
Approach
Date
CA
Distance*
(AU)
Estimated
Diameter**
H
(mag)
Relative
Velocity
(km/s)
(2013 BV15)
 2013-Feb-13
0.0095
37 m – 82 m
24.3
8.21
(2012 DA14)
 2013-Feb-15
0.0002
40 m – 90 m
24.1
7.82
(2013 CE82)
 2013-Feb-17
0.0118
25 m – 55 m
25.2
13.17
(2007 EO88)
 2013-Mar-18
0.0114
14 m – 31 m
26.4
10.65
(2010 GM23)
 2013-Apr-13
0.0099
31 m – 69 m
24.7
13.14

Salam WS
Sampai ketemu lagi dengan asteroid 2012DA14 tanggal 16 Februari 2087 (prediksi jarak 2 kali lebih jauh. Catatan: tahun-tahun setelah 2013 lokasinya sangat jauh). Asteroid ini tergolong Keluarga Aten. (Oya, siapa yang berhasil ngamat? Ada rekamannya atau tidak tuh?).
Data terakhir (18 Februari 2013, jam 16.16 WIB), jumlah asteroid yang telah didata elemen orbitnya berjumlah 353.926. Jumlah yang telah diberi nama masih didata dulu, soalnya lompat2. Unik juga namanya, ada 274301 Wikipedia, 263251 Pandabear, 228029 Maniac, 221628 Hyatt, 202373 Ubuntu, 200069 Alastor, 188534 Mauna Kea, 204873 Fair, 291849 Orchestralondon (kalo orang Indonesia nemuin dan neliti namanya boleh jadi “500000 Gamelanjawa” .. hihi .. ayo HAAJ sky–patrol, kali2 aja .. 500000 HAAJ). Maaf baru sempet liat 1/3 bagian aja .. datanya bariiiis.
Untuk penghargaan ke Indonesia, maka nama dari beberapa kepala Observatorium Bosscha diabadikan untuk nama asteroid: 12176 Hidayat – 12177 Raharto – 12178 Dhani – 12179 Taufiq.  
   
Keterngan gambar
Distribusi sebaran asteroid (Alan Chamberlin, 2007, JPL/Caltech; melibatkan data dari 159.366 asteroid). Grup/Keluarga Utama yang tampak antara lain Hungaria, Flora, Sabuk Utama (3 zona), Cybele, Hilda, dan Trojan. Catatan: Mars pada posisi 1,52 AU dan 5.2 AU. Daerah stabil pada Trojan, Hungaria, Cybele. Sementara dianalisis bahwa Flora dan Hilda masing-masing sebenarnya berasal dari sebuah asteroid besar yang pecah. References: Gradie, J. C., Chapman, C. R., and Tedesco, E. F., 1989,  Distribution of Taxonomic Classes and the Compositional Structure of the Asteroid Belt, in Asteroids II (R. P. Binzel, T. Gehrels, and M. S. Matthews, Eds.), p.321, Univ. of Arizona Press, Tucson. Credit: JPL/Caltech/NASA. Catatan: tampak bahwa mendekati 1 AU (Bumi), ternyata banyak asteroid juga.
Keterngan gambar
Asteroid berdiameter 112 km ini difoto pada jarak sekitar 555 juta km dari Bumi. Tampak daerah C-shape coma dan ekor (partikel debu). Dari data tanggal 4 Januari 2011, daerah coma berkurang 30%. Partikel-partikel debu ini sebenarnya akibat tumbukan dengan asteroid lain. Asteroid ini mengorbit pada daerah luar Sabuk Asteroid, 3,1 satuan astronomi. Daerah cakupan foto mencapai diameter 214.000 km. Credit: NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA), and M. Mutchler (STScI).
Keterngan gambar
Sebuah asteroid berdiameter sekitar 500 meter yang jatuh ke Jupiter. Pertama terekam oleh astronom amatir dari Australia tanggal 19 Juli 2009. Sibakannya mencapai daerah seluas Samudra Pacific, dengan daya ledak beberapa kali ledakan standard bom nuklir. Hal serupa pernah terjadi 15 tahun sebelumnya, yaitu jatuhnya 20-an fragmen komet SL9 secara berantai tanggal 17 – 23 Juli 1994 (diameter sibakannya lebih dari besar diameter Bumi). Diduga asteroid ini termasuk Keluarga Hilda (Agustin Sanchez-Lavega of the University of the Basque Country in Bilbao, Spain, dan koleganya). Keluarga asteroid ini sendiri terdiri tidak kurang dari 1.110 asteroid yang mengorbit dekat Jupiter. Kejadian ini bagi Heidi Hammel dari STScI/HST, “This event beautifully illustrates how amateur and professional astronomers can work together,”. Dalam sejarah, noda hitam akibat tumbukan ini pernah terekam antara lain tahun 1686 oleh astronom Itali, Giovanni Cassini (seluas dampak SL9). Tahun 1834 astronom Inggris, George Airy (seluas 4 kali bayangan satelit Galileo di Jupiter).
Credit: NASA, ESA, H. Hammel (Space Science Institute, Boulder, Colo.), and the Jupiter Impact Team.
Keterngan gambar
Sebuah asteroid (Sabuk Utama) yang sifatnya mirip komet. Difoto dengan wide-field-camera (WFC 3) yang terpasang pada teleskop Hubble. Jaraknya saat itu berkisar 160 juta km dari Bumi. Credit:  NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA).

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.