1 week ago
2
Penelitian terbaru mengungkapkan komet seperti Hale-Bopp berperan sebagai kapsul waktu, memberikan petunjuk tentang kondisi awal tata surya dan asal usul kehidupan di Bumi. (NASA)
TAHUKAH kamu, ternyata komet bisa bertindak seperti kapsul waktu yang mengapung. Komet menawarkan pandangan ke awal terbentuknya tata surya kita dan mengandung petunjuk tentang asal usul kehidupan di Bumi.
Dalam sebuah studi terbaru, para ilmuwan mengembangkan model revolusioner untuk melacak bagaimana evolusi kimia salah satu komet, "Hale-Bopp", berubah seiring waktu. Usaha ini pada akhirnya berhasil mengungkap wawasan yang dapat meningkatkan pemahaman kita tentang pembentukan planet secara keseluruhan.
"Kamu akan sulit menemukan dua komet yang benar-benar identik," ujar Drew Christianson dari Universitas Virginia kepada Space.com. "Hale-Bopp adalah favorit dalam studi komet sebagian karena merupakan salah satu komet paling terang yang pernah terlihat, bahkan dijuluki sebagai Komet Agung 1997. Karena itu, terdapat banyak data pengamatan yang bisa dibandingkan dengan hasil model kami."
Hale-Bopp berasal dari Awan Oort, cangkang teori yang berisi benda es mengelilingi matahari di bagian luar tata surya kita. Awan ini diyakini menyimpan sisa-sisa purba dari nebula primordial yang membentuk tata surya kita.
"Awan Oort adalah sejauh-jauhnya kamu bisa berada dari matahari sambil tetap berada di dalam tata surya," kata Christianson.
Namun, pada suatu titik di masa lalu yang jauh, Hale-Bopp terpental keluar dari Awan Oort dan mulai mendekati matahari. Kini, dibutuhkan sekitar 2.400 tahun untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi matahari. Dengan demikian, kita sekarang memiliki objek yang relatif dekat yang tidak hanya menyimpan informasi tentang bagian luar tata surya kita, tetapi juga tentang hari-hari awal lingkungan kosmik kita.
Dengan menggunakan data pengamatan yang terkumpul selama bertahun-tahun, para ilmuwan mempelajari Hale-Bopp untuk memberikan wawasan berharga tentang keadaan tata surya kuno. Data ini juga didukung oleh model komputasi yang membantu kita memahami interaksi dinamis dan transformasi yang terjadi di dalam komet, mensimulasikan bagaimana molekul organik kompleks mungkin terbentuk, bertahan, atau terurai dari waktu ke waktu. Memahami interaksi internal ini penting karena menunjukkan jenis molekul apa yang mungkin ada di awal tata surya kita.
Namun, analisis ini sangat menantang ketika mempelajari komet yang sudah terbentuk seperti Hale-Bopp, dan menjadi lebih rumit ketika komet mendekati matahari, di mana ia memanas dan mengeluarkan debu serta gas yang membentuk "coma" yang bersinar.
Salah satu pertanyaan utama yang dihadapi para peneliti dalam studi ini adalah cara membedakan antara spesies kimia yang terbentuk dalam es komet (spesies "induk") dari yang terbentuk melalui proses energetik di coma (spesies "anak").
Para ilmuwan telah mengembangkan model kimia fase gas untuk menyelidiki proses yang terjadi di coma komet, tetapi versi model ini saat ini hanya fokus pada komet aktif dan tidak mempertimbangkan kimia yang terjadi dalam inti es komet. Akibatnya, model-model ini mungkin tidak sepenuhnya menangkap beragam kondisi dan proses yang dialami oleh komet sepanjang masa hidupnya.
"Sebelumnya ada banyak model kimia gas dan permukaan di sekitar komet," kata Christianson. "Namun, sebelum [model kami], MAGICKAL, belum ada model kimia dari tubuh komet itu sendiri, menjadikannya yang pertama dari jenisnya."
Model baru tim ini melacak orbit Hale-Bopp, dimulai dari fase penyimpanan dinginnya di Awan Oort hingga lima orbitnya mengelilingi matahari. Model ini membagi tubuh komet menjadi 25 lapisan es dan debu yang berbeda, dengan kimia kompleks terjadi pada berbagai kedalaman, memungkinkan mereka untuk lebih menggambarkan realitas kimia komet.
"Ketika sebuah komet mendekati matahari, ia tidak dipanaskan secara merata," kata Christianson. "Bagian luar menjadi lebih hangat terlebih dahulu sebelum panas mencapai bagian terdalam komet. Demikian pula, sinar UV dan sinar kosmik hanya mencapai kedalaman tertentu, dan memengaruhi setiap lapisan dengan cara berbeda."
Inti Hale-Bopp, yang terdiri dari air beku, gas, debu, dan bahan berbatu, mengandung molekul organik kompleks seperti formamida, metil format, etilen glikol, metanol, dan asetonitril.
Menariknya, penelitian ini menunjukkan bahwa sebagian besar molekul organik kompleks di Hale-Bopp kemungkinan diwarisi dari asal primordialnya, bukan terbentuk dalam perjalanan saat ini. "Komet adalah kumpulan butiran debu es yang tumbuh selama proses pembentukan bintang dan planet," kata Christianson.
"Meskipun butiran debu tersebar luas di medium antarbintang, di wilayah pembentukan bintang yang padat, mereka membentuk mantel es dari material di gas sekitar saat suhu masih rendah."
Para ilmuwan percaya bahwa dalam es inilah molekul organik kompleks terbentuk.
"Pengamatan JWST juga mulai mengonfirmasi pandangan bahwa [molekul-molekul ini] ada di dalam es dingin," tambah Christianson. "Akhirnya, butiran es ini berkumpul membentuk benda yang lebih besar yang kita kenal sebagai komet. Jadi banyak molekul organik kompleks pada komet tampaknya berasal dari antarbintang."
Namun, Christianson mengingatkan bahwa komet sebagai sumber molekul organik di Bumi masih menjadi topik yang sangat kontroversial. "Kita belum tahu pasti apakah komet awal memiliki pengaruh terhadap Bumi purba. Temuan model kami tidak terlalu memengaruhi bagaimana tata surya terbentuk, tetapi menunjukkan bahwa itu adalah lingkungan yang sangat kompleks dengan berbagai bahan kimia, organik maupun non-organik. Tetapi molekul organik yang disuplai ke Bumi purba dari komet mungkin berasal jauh sebelum matahari terbentuk. Ini adalah pertanyaan menarik yang akan terus kami pelajari."
Tim ini berencana untuk memperbaiki model mereka lebih lanjut agar lebih akurat menggambarkan komet nyata, dengan tujuan membuat prediksi yang lebih dapat diandalkan tentang komet baru dan wawasan yang dapat mereka berikan tentang sejarah evolusi. Saat ini, mereka tengah mempersiapkan studi model dari komet 67P — komet keluarga Jupiter yang membuat sejarah sebagai komet pertama yang diorbit dan didarati oleh pesawat ruang angkasa dari Bumi.
"Dalam hal pengamatan, kita baru mengamati sebagian kecil komet di tata surya," ujar Christianson. "Sebagian besar berada di luar jangkauan. Jika kita mengamati lebih banyak komet dan mendapati mereka kurang kompleks dari perkiraan kita, mungkin komposisi itu terbentuk sepenuhnya di dalam tata surya. Atau, jika kita menemukan lebih banyak komet dengan kimia kompleks, itu akan semakin memperkuat gagasan bahwa molekul kompleks terbentuk sebelum terbentuknya tata surya.
"Hanya waktu yang akan menjawab." (Space/Z-3)
