Asal Mula Tata Surya
Adapun teori-teori yang menyatakan terbentuknya tata surya adalah sebagai berikut:
Teori Kabut Kant – Laplace
Pada tahun 1755 seorang filsuf Jerman bernama Immanuel Kant mengajukan bahwa di antariksa ini banyak terdapat materi yang berupa awan, gas, dan debu antar bintang. Kumpulan gas yang masif akan menarik gas-gas yang ada disekitarnya sehingga menyatu dan membentuk awan gas yang maha besar. Akibat tumbukan partikel materi awan gas menyebabkan awan gas itu menjadi panas dan berputar. Kabut tersebut selanjutnya mengalami pengerutan dan akibat dari pengerutan ini perputaran awan gas ini menjadi makin cepat. Bagian ekuator bola gas yang panas ini mengalami perputaran paling cepat sehingga bola kabut ini melontarkan bola-bola gas pada bagian ekuator ini. Bola-bola gas yang terlontar ini kemudian mendingin dan membentuk planet dan satelit sedangkan massa pada bagian pusat menyusut membentuk matahari.
Dalam tahun 1796 ahli matematika Perancis bernama Simon de Laplace mengembangkan teorinya Kant ini, sehingga teori ini dinamakan Teori Kabut Kant-Laplace. Menurut Laplace, selubung gas yang menyelimuti inti bergerak mengelilingi inti. Karena perputarannya, nebula ini menjadi pipih yang dikenal sebagai kabut pilin. Bagian inti kabut ini memiliki suhu yang paling tinggi yang kemudian menjadi matahari. Ketika selubung gas ini mengerut dia menjadi berputar lebih cepat sehingga bagian ekuatornya menjadi mengembang. Akibat efek sentrifugal dari rotasinya menyebabkan cincin gas yang lebih kecil terlepas lagi. Masing-masing cincin yang terlepas ini secara perlahan-lahan mengumpul membentuk bola gas yang memiliki orbitnya sendiri mengitari matahari sama seperti putaran cincin darimana bola gas itu terbentuk. Selanjutnya bola-bola gas ini mendingin menjadi planet-planet yang mengorbit massa asalnya yaitu matahari. Banyak bola-bola gas yang lebih kecil itu kemudian berkembang menjadi satelit dengan cara yang sama dengan terbentuknya planet.
Kesulitan utama hipotesis nebula ini adalah tidak bisa menjelaskan distribusi momentum sudut dalam tata surya. Planet-planet yang massanya hanya kurang dari 1% dari keseluruhan massa tata surya, tetapi memiliki momentum sudut 98% dari seluruh momentum sudut tata surya. Kelemahan ini diperbaiki dan dimodifikasi dalam tahun 1940-an oleh H. Alfvent dan F. Hoyle dengan mengajukan bahwa medan magnetik dapat mentransfer momentum sudut dari bagian pusat nebula ke bagian pinggiran nebula tersebut melalui suatu proses yang dinamakan “magnetic interlocking”. Dengan demikian rotasi bagian pusat yang cepat secara gradual ditransfer ke material di bagian pinggiran sehingga makin lama rotasi bagian pusatnya ini menjadi makin lambat. Bagian piringan yang tipis karena berotasi makin cepat maka pecah menjadi gumpalan materi besar dan kecil yang akhirnya menjadi berbagai komponen sistem planet: planet, asteroid, meteorit, dan yang lainnya.
Teori kabut disanggah oleh beberapa ahli seperti James Clerk-Maxwell yang memberikan kesimpulan bahwa, bila bahan pembentuk planet terdistribusi di sekitar matahari membentuk suatu cakram atau suatu piringan, maka gaya yang disebabkan oleh perputaran (kecepatan anguler) akan mencegah terjadinya pembekuan planet. Pada abad ke-20 percobaan dilakukan untuk membuktikan terbentuknya cincin-cincin Laplace, yang hasilnya menunjukkan bahwa medan magnet dan medan listrik matahari telah merusak proses pembekuan batu-batuan. Jadi tidak ada alasan yang kuat untuk menyatakan bahwa cincin gas dapat membeku membentuk planet
Teori Planetesimal
Kegagalan teori kabut Laplace karena beberapa kelemahannya sehingga tidak bisa diterima, akhirnya memunculkan beberapa teori lainnya. Pada tahun 1990, T. C. Chambrerlin dan F. R. Molton mengajukan teori planetesimal. Mereka memandang ada suatu bintang lain yang lewat cukup dekat dengan matahari yang menyebabkan pemunculan banyak gas yang membentuk selubung yang mengitari matahari. Selubung ini kemudian mengembun menjadi partikel padat kecil-kecil yang dinamakan planetesimal, karena gerakan planetesimal mengitari matahari sehingga pengaruh tarikan gravitasi meyebabkan terjadinya pengumpulan dan penumpukan planetesimal yang menghasilkan anggota sistem planet. Tumbukan planetesimal ini menjadikan planet yang dihasilkan ini menjadikan planet yang dihasilkan ini menjadi panas dan berotasi, karena sejak awal selubung gas yang membentuk planetesimal ini telah bergerak mengelilingi matahari, maka secara keseluruhan semua planet-planet bersama-sama beredar mengitari atau berevolusi terhadap matahari.
Teori Pasang
Teori ini dikemukakan oleh Jeans dan Jeffreys pada tahun 1917. Teori ini mirip dengan teori planetesimal Chamberlin dan Moulton yang memandang ada satu bintang yang melintas cukup dekat dengan matahari mengalami efek pasang yang menyebabkan terjadinya penonjolan selubung gas, kerena pengaruh gravitasi, gas yang menonjol ini berbentuk menyerupai cerutu. Gas yang menonjol ini kemudian mendingin dan terpisah-pisah oleh tarikan gravitasi lokal sehingga membentuk anggota sistem planet.
Teori Bintang Kembar
Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesisnya mengemukakan bahwa dahulunya tata surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Teori ini berasumsi kalau matahari dulunya berasal dari dua buah bintang kembar yang salah satunya meledak akibat gaya tarik gravitasi dimana pecahan-pecahannya tetap berada disekitar bintang yang satunya.
Dimana salah satu bintang tersebut meledak membentuk planet-planet dan yang bintang besar menjadi pusatnya yang selanjutnya menjadi matahari. Dimana setiap planet-planet baru yang tersusun tersebut mengitari matahari (bintang besar) pada lintasan orbitnya masing-masing.
Kemungkinan sebagian dari bintang-bintang adalah merupakan anggota bintang ganda atau sistem bintang banyak. Secara teoritis bila bintang yang kedua cukup masif maka dia akan menjadi bintang teman dalam suatu bintang ganda atau sistem bintang banyak. Diperlukan suatu jumlah massa kritis tertentu untuk bisa menghasilkan cukup tekanan dan suhu untuk menjadikan benda bercahaya atau bintang. Misalnya bila jupiter memiliki massa beberapa kali dari massanya yang sekarang, dia dapat menjadi bintang kedua yang redup dalam sistem bintang ganda bukan menjadi planet terbesar dalam sistem tata surya ini. Tetapi bila massanya tidak mencukupi, maka dia akan berevolusi menjadi planet.
Adapun yang menyatakan bahwa kemungkinan bintang kedua meledak dan pecahnya mendingin menjadi planet-planet dan satelitnya. Karena anggota sistem bintang ganda ini dari semula sudah berputar mengitari pusat massa bersama, maka bagian-bagian bintang yang pecah ini pun tetap beredar mengintari pusat massa sistem.
Teori Nebula Baru
Teori planetesimal, teori pasang dan teori bintang ganda sering dinamakan teori bencana, dan sangat kecil kemungkinan terjadi sehingga teori ini ditolak, dan para ilmuan kemudian kembali ke teori nebula yang mengintari matahari yang lebih sesuai dengan fakta maupun teori dan kemungkinan suatu evolusi dari suatu sistem. Teori nebula baru ini disempurnakan oleh Weizsacher dalam tahun 1945 dan oleh Kuiper dalam tahun 1949.
Weizsacher mengajukan bahwa nebula itu terpisah-pisah yang disebabkan oleh gejala pusaran (turbulence) dari rotasinya sesuai hukum Kepler ke III. Hukum III Kepler mengenai perbandingan jarak yang harmonik (1609), perbandingan pangkat tiga (kubik) jarak rata-rata planet terhadap matahari (R) dengan pangkat dua (kuadrat) periode revolusinya (T) terhadap matahari adalah sama untuk semua planet.
Massa awal nebula itu sekitar sepuluh kali massa matahari atau 100 kali massa gabungan planet-planet, dan komposisinya terutama unsur-unsur ringan seperti yang ada dimatahari.
Kuiper mengajukan hipotesis kondensasi, bahwa kabut surya berisikan bahan-bahan dengan komposisi yang cukup untuk pembentukan planet-planet sekarang ini. Massa ini begitu berlimpah sehingga pada pengerutan dan pemipihan lebih lanjut, secara gravitasi menjadi tidak stabil. Akibatnya nebula ini pecah menjadi awan yang deskrit yang stabil dan terpisah sendiri-sendiri. Awan deskrit ini dinamakan pula protoplanet atau planet bayi, oleh karena itu teori ini dinamakan pula teori protoplanet.
Pada protoplanet ini berlangsung pemampatan, dan bahan-bahan padat terkumpul dekat pusat sebagai akibat sedimentasi. Dengan cara begini terbentuklah inti yang dikelilingi oleh selubung gas yang besar. Selubung ini sebagian terbesar tersusun dari hidrogen, helium, uap air, amonia, metana, dan neon. Massa maksimum yang dicapai protoplanet bergabung dari kerapatan lokal dari kabut surya semula. Kerapatan yang besar menghasilkan protoplanet yang masif, yang berarti dalam diameter yang besar demikian pula sebaliknya.
Teori Terbaru
Susunan planet dalam tata surya sangat teratur. Semua planet-planet terletak hampir dalam bidang yang sama, orbitnya hampir lingkaran, dan semua mengintari matahari dalam arah yang sama dari barat ke timur, sama dengan arah rotasi matahari. Demikian pula kebanyakan planet dan kebanyakan satelit dari planet itu juga berotasi dari barat ke timur. Berdasarkan fakta ini, maka dewasa ini pada umumnya diterima teori yang mengatakan bahwa matahari dan planet terbentuk bersama-sama dari awan materi yang sama mirip dengan teori kabut Kant-Laplace yang diajukan abad 18.
Sekitar 5 milyar tahun yang lalu, tata surya ini memampat dari suatu awan gas dan debu antar bintang yang sangat renggang. Kabut surya asal ini memiliki diameter ribuan kali orbit planet yang terjauh, mungkin sejauh satu tahun cahaya. Awan ini semula telah berotasi yang disebabkan oleh rotasi galaksi dimana tata surya itu berada atau berasal.
Kabut surya ini memiliki kerapatan yang berfluktuasi sehingga gravitasinya menjadi tidak stabil, dan karena gravitasinya materi kabut ini saling tarik-menarik. Dengan demikian awan gas kini mulai mengerut karena gravitasinya sendiri. Begitu dia mengerut, awan gas ini rotasinya makin cepat dan mulai menghasilkan struktur yang teratur. Rotasi yang makin cepat ini menyebabkan daerah ekuatorial bagian luar awan itu makin menjauhi pusat membuat orbit yang lebih besar, sementara awan di daerah pusat terus runtuh ke dalam dan dengan cara begini kabut surya yang berotasi itu memipihkan dirinya menjadi piringan.
Ketika kerapatan awan gas sudah cukup tinggi, terjadi tumbukan materi satu dengan yang lainnya sehingga awan gas mulai panas. Kebanyakan kalor yang timbul ini dipancarkan oleh piringan gas, tetapi bagian pusat terus mengalami pemampatan menyebabkan suhunya menjadi makin tinggi dan membentuk apa yang dinamakan matahari-bayi. Pengerutan terus berlangsung dan ini menyebabkan gas semakin panas, serta tekanannya semakin besar. Panas yang terperangkap di dalam matahari bayi ini menghasilkan tekanan radiasi yang justru dapat menghambat pengerutan gravitasi. Kabut gas yang menyusut ini menjadi bola gas panas yang besar, dan kalor yang tadinya terperangkap kini bisa dipancarkan keluar sehingga lahirlah kini suatu bintang yaitu matahari.
Sisa kabut yang ada pada piringan yang berotasi ini suhunya relatif dingin dan diseluruh bagian piringan yang berputar ini, partikel-partikel yang mengorbit terus bertumbukan dan menempel bersama sehingga makin lama menjadi makin bertambah besar. Ada beberapa yang mulai menjadi cukup besar dan menghasilkan efek gravitasi sendiri sehingga menarik materi-materi yang ada didekatnya. Dengan cara ini beberapa bongkahan besar perlahan-lahan mengumpulkan tetangga-tetangganya sehingga akhirnya merupakan bentuk cincin dalam kabut surya itu menjadi planet-planet. Ketika planet bayi ini terbentuk dia telah berotasi dan makin lama rotasinya semakin cepat, mengakibatkan dia makin mengerut, dan bagian yang renggang memipih yang akhirnya terpisah dan mengembun menjadi gumpalan yang lebih kecil yang juga mengorbit terhadap planet bayi tadi, dan inilah yang akan menjadi bulan. Kenyataan bahwa bidang orbit bulan dekat dengan bidang ekuator planet, ini memberi dukungan terhadap teori yang baru ini.
Teori ini menjelaskan mengapa orbit semua planet-planet terletak hampir pada bidang yang sama dan mengapa semua planet mengitari matahari dalam arah yang sama. Kebanyakan planet berotasi dalam arah yang sama, dan bulan planet mengitari planet dalam arah yang sama pula. Makin besar bayi planet, makin besar massanya dan terbentuk pada jarak yang lebih jauh dari matahari. Massa yang lebih besar memungkinnya mampu mengikat sebagian terbesar bagian aslinya, terutama hidrogen dan helium. Planet dalam seperti bumi, terlalu kecil ukuran dan massanya untuk mengikat gas yang lebih ringan dan karenanya berevolusi menjadi planet dengan prosentase unsur berat atau mineral yang lebih besar. Oleh karena itulah planet-planet pada bagian dalam dari tata surya yaitu Merkurius, Venus, bumi, dan Mars terbentuk dari batuan dan partikel logam. Keempat planet ini memiliki kesamaan ciri dan dinamakan planet terrestrial atau planet kebumian. Mereka tidak dapat menarik dan mengikat gas-gas dari kabut surya itu. Mereka mendapatkan atmosfer dari gas-gas yang keluar dari batuan yang ada di bawah pemukaan planet itu sendiri. Akan tetapi, Merkurius massa dan gravitasinya terlalu kecil dan adanya angin surya yang kuat sehingga tidak dapat menahan gas ini untuk menjadikan atmosfernya. Itulah alasan mengapa Merkerius tidak memiliki atmosfer.
Pada bagian yang jauh lebih luar dari kabut surya ini suhu cukup dingin sehingga terdapat biji es bersamaan dengan partikel batuan dan logam, planet yang tumbuh disitu yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Terbentuk dari es bersama dengan batuan dan logam. Mereka memiliki banyak kesamaan dan dinamakan planet Jovian. Jupiter dan Saturnus cukup besar untuk menarik dan mengikat sejumlah besar gas dalam kabut surya ini terutama Jupiter, sehingga planet ini memiliki komposisi yang hampir sama seperti komposisi matahari, yaitu kebanyakan hidrogen dan helium.
Demikian pula halnya pada pembentukan bulan dimana bulan dan bumi terbentuk bersama, bulan tumbuh dari material yang mengorbit mengintari bumi. Hampir semua planet memiliki satelit dan kebanyakan diantaranya diperkirakan terbentuk dari penumpukan material yang mengorbit terhadap planet induknya. Akan tetapi, beberapa satelit seperti misalnya satelit terluar dari Jupiter memiliki orbit eksentrik dan bahkan berevolusi dari timur ke barat, berlawanan dengan evolusi planet dan kebanyakan satelit. Kemungkinan satelit ini terperangkap setelah terbentuknya planet.
Asteroid mungkin benda-benda yang tidak pernah dapat tumbuh menjadi planet tunggal disebabkan karena massanya yang kecil-kecil. Oleh karena pengaruh pasang dari Jupiter. Akan tetapi mungkin dia tetap terpecah-pecah karena tumbukan dari sejumlah benda-benda yang jauh lebih kecil-kecil tidak bisa menghasilkan gumpalan materi sebesar planet
Andysudarmawan's Blog 