Asteroid, Komet, dan Meteorit

Budi Dermawan

Staf Akademik Departemen Astronomi, FMIPA, ITB

1. Pendahuluan

Benda-benda kecil di Tata Surya mendiami rentang wilayah yang sangat lebar, dari berada dekat Matahari sampai daerah sekitar sepuluh ribu Satuan Astronomi (SA). Mereka terdiri dari beberapa kelompok yang menghuni daerah orbit tertentu sepanjang revolusinya mengelilingi matahari. Secara umum kelompok-kelompok itu adalah: asteroid (sabuk-utama, dekat-Bumi), komet (periode pendek dan panjang, ekliptik dan isotropik), obyek Kuiper (atau Obyek Trans-Neptunus), Centaurus (antara Yupiter dan Neptunus), dan obyek hipotesis vulcanoid (antara Matahari dan Merkurius) dan awan Oort.

Komet dikenal lebih dahulu karena penampakannya yang begitu eksotik di langit dengan ekor yang terang menyala. Sementara itu asteroid baru ditemukan sekitar seabad lalu, yaitu pada tahun 1901. Benda-benda kecil lainnya ditemukan bahkan kurang dari 15 tahun lalu, misalnya Obyek Trans-Neptunus yang baru ditemukan pada tahun 1992, demikian halnya dengan Centaurus. Telaah benda kecil pada tulisan ini akan secara khusus memaparkan tentang Asteroid, Komet, dan Meteorit.

2. Asteroid

Sejak ditemukan pertama kali lebih dari seabad lalu, yakni asteroid (1) Ceres, telaah asteroid telah berkembang sangat ekstensif. Asteroid yang sebagian besar menghuni daerah antara planet Mars dan Yupiter memiliki karakteristik yang unik. Sampai saat ini telah diketahui ratusan ribu asteroid, dan kurang dari setengahnya telah diketahui orbitnya secara spesifik.

Ditinjau dari elemen orbitnya mengelilingi Matahari, asteroid di sabuk-utama mengelompok pada daerah tertentu di antara daerah-daerah kosong. Kelompok asteroid ini disebut famili, misalnya famili Koronis, Themis, Eos, dan Eunomia, yang anggotanya dapat mencapai ratusan asteroid. Famili ini terbentuk dari hasil tumbukan terhadap asteroid induk yang berukuran besar, kemudian hancur menjadi anggota famili yang memiliki evolusi dinamis serumpun.

Daerah-daerah kosong pada sabuk-utama asteroid disebut daerah resonansi yang bersifat melempar. Hal ini akibat adanya pola resonansi sistem Matahari-Yupiter yang akan melempar asteroid yang masuk secara gravitasi ke tempat lain. Dengan demikian kala hidup sebuah asteroid pada daerah resonansi tsb sangat singkat sehingga praktis sukar sekali diamati. Sebaliknya, ada juga pola resonansi yang bersifat menghimpun, yang akan menahan gangguan gravitasi lain untuk membuyarkan kelompok asteroid.

Beberapa daerah resonansi di bagian dalam sabuk-utama menjadi pelontar bagi keberadaan asteroid dekat-Bumi. Diyakini bahwa secara dinamis asteroid dekat-Bumi ini berasal dari sabuk-utama, dan membawa karakteristik yang sama dengan asteroid di bagian dalam sabuk-utama. Asteroid dekat-Bumi, seperti halnya komet, menjadi perhatian khusus karena terdapat kemungkinan orbitnya bersinggungan dengan orbit Bumi, yang dapat mengakibatkan tabrakan. Survey pengamatan asteroid dekat-Bumi diupayakan untuk secara statistik kita mengetahui 90 % asteroid yang berukuran lebih dari 1 km pada tahun 2008. Cukup banyak asteroid kecil berdiameter beberapa puluh meter yang melintas dekat-Bumi, yang kadang-kadang baru disadari beberapa hari, atau bahkan dalam hitungan jam saja, dari hasil pengamatan patroli yang dilakukan.

Dari studi spektroskopi, diketahui bahwa permukaan asteroid dapat terdiri dari berbagai jenis. Ada yang dominan karbon (tipe C), silikat (tipe S), metal (tipe M), dan gelap/kerogen (tipe D). Studi spektroskopi ini sangat erat kaitannya dengan studi meteorit, yang ternyata mengandung material sejenis. Hal ini diketahui dari kecocokan pantulan spektrum asteroid dan meteorit, sehingga dikatakan memiliki tipe yang sama.

Seperti layaknya planet, asteroid berotasi terhadap sumbu rotasinya sendiri. Menarik untuk disimak bahwa sampai saat ini asteroid sabuk-utama memiliki batas periode rotasi yang tidak lebih cepat dari 2,2 jam. Baru pada studi terbaru diketahui bahwa asteroid sabuk-utama yang berukuran kecil dapat memiliki periode rotasi lebih cepat dari 2,2 jam. Sementara itu beberapa puluh asteroid dekat-Bumi yang berukuran kecil (diameter < 200 m) memiliki periode rotasi jauh lebih cepat daripada 2,2 jam. Beberapa di antaranya bahkan periode rotasinya hanya berorde menit! Hal ini menjadi studi tersendiri mengenai materi pengikat di dalam asteroid yang dapat menahan gaya lontar ke arah luar akibat rotasi yang sedemikian cepat. Meskipun diyakini bahwa asteroid terdiri dari bongkahan-bongkahan yang menyatu (rubble-pile) dengan derajat kekosongan (porositas) yang tinggi, gaya gesek di persinggungan bongkahan-bongkahan tsb ternyata mampu untuk menahan asteroid tidak hancur berantakan meskipun rotasinya cepat. Hal ini berlaku untuk asteroid-asteroid kecil dengan diameter kurang dari dua ratus meter.

Pengamatan kurva cahaya (fotometri) asteroid telah lama dilakukan untuk mengetahui secara umum bentuk asteroid dan ukurannya. Apabila kurva cahaya asteroid itu adalah sinusoidal, maka dapat diduga bahwa bentuknya elipsoid. Namun telah ditemukan beberapa asteroid yang memiliki kurva cahaya seakan tidak teratur, seperti pada asteroid (4179) Toutatis. Asteroid ini rupanya memiliki gerak rotasi yang tidak biasa, yaitu berotasi terhadap sumbu rotasi yang berguling, disebut gerak tumbling, yang bukan bagian gaya gravitasi. Gerak tumbling ini umumnya diyakini hasil dari tumbukan yang melahirkan asteroid kecil, yang rotasinya belum mencapai keadaan setimbang.

Penjelajahan antariksa menuju asteroid telah beberapa kali dilakukan. Beberapa tahun lalu, wahana NEAR melakukan misi luar biasa menuju asteroid dekat-Bumi (433) Eros yang diakhiri dengan mendaratkan wahana tsb ke permukaan asteroid. Yang terbaru, wahana Hayabusa milik Jepang saat ini tengah melakukan misi untuk mengambil sampel asteroid dan membawanya kembali ke Bumi pada tahun 2007. Sampel ini akan menjadi material benda langit selain Bulan, yang dengan sengaja diambil untuk kepentingan ilmiah. Saat ini, September 2005, wahana Hayabusa telah berada sangat dekat asteroid (25143) Itokawa untuk melakukan pemetaan permukaannya dalam beberapa bulan guna menentukan titik pendaratan pengambilan sampel.

3. Komet

Komet merupakan benda kecil di Tata Surya yang eksotik. Orbitnya sangat eksentrik dengan eksentrisitas lebih dari 0,5 hingga mendekati 1 dan menjelajah dari beberapa SA hingga puluhan ribu SA. Tatkala mendekati Matahari, komet akan mengeluarkan gas-debu dan plasma sehingga tampak seperti memiliki ekor. Ekor gas-debu umumnya lebih pendek (0,1 SA) daripada ekor plasma (1 SA). Komet memiliki inti tidak beraturan dan berukuran sekitar 10 km yang diselubungi koma, yang muncul saat mendekati matahari akibat terpaan tekanan radiasi dan angin matahari.

Melihat dari periode orbitnya, secara umum komet dikategorikan menjadi: komet periode pendek (periode orbitnya < 200 tahun) dan periode panjang (periode > 200 tahun). Komet Halley yang sangat terkenal (periode 76 tahun) dan komet keluarga Yupiter (periode < 20 tahun) termasuk ke dalam komet-komet periode pendek. Sebagian komet akan mengakhiri hidupnya dengan jatuh secara gravitasi ke Matahari. Komet-komet seperti ini disebut sungrazing comets.

Sudut pandang lain terhadap klasifikasi komet adalah tinjauan terhadap sebaran komet yang dibagi menjadi: ekliptik dan isotropik. Komet-komet ekliptik memiliki inklinasi orbit (i) yang tidak jauh dari ekliptika (rata-rata 11) dan memiliki parameter Tisserand lebih dari 2. Parameter Tisserand (T) dinyatakan sebagai

,(1)

dengan a menyatakan setengah sumbu-panjang orbit (indeks J menyatakan Yupiter), e eksentrisitas, dan i inklinasi. Komet-komet yang berasal dari daerah sabuk Kuiper dan keluarga Yupiter termasuk ke dalam kategori komet ekliptik. Sedangkan komet-komet isotropik memiliki parameter Tisserand kurang dari 2. Termasuk dalam kategori ini adalah komet-komet dari awan Oort (diperkirakan berisi ~1011 komet) yang periode orbitnya relatif lebih lama.

Sepuluh tahun lalu, kita disuguhi peristiwa yang sangat jarang terjadi tentang tumbukan komet ke planet, yaitu tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 (SL9) ke planet Yupiter. Meskipun belum begitu lama ditemukan, komet SL9 dalam penjelajahannya menuju Matahari terjerat oleh gravitasi Yupiter. Hal ini mengakibatkan orbit komet SL9 berbelok dan pecah menjadi banyak segmen sebelum menghantam planet secara sekuensial.

Penjelajahan wahana antariksa pernah beberapa kali dilakukan untuk mengamati komet secara langsung. Menjelang penampakan komet Halley pada tahun 1986, wahana Giotto diluncurkan dan memperoleh hasil yang mengagumkan tentang inti komet, sebelum menabrakkan diri ke komet tsb. Program Deep Space 1 beberapa tahun lalu mengamati komet Borrelly yang masih ada aktivitas meskipun telah berada jauh dari Matahari. Yang terbaru pada awal Juli 2005, wahana Deep Impact mengamati komet Temple 1 dan secara spektakuler menabrakkan diri pada komet tsb sehingga menyilaukan pengamat. Telaah-telaah insitu ini menjadi sangat penting karena materi komet diyakini mengandung materi awal pembentukan Tata Surya. Dengan mengetahui dan memahami materi yang terdapat pada komet, maka materi pembentukan Tata Surya dapat diketahui, termasuk kaitannya dengan materi antar bintang dan pembentukan alam semesta.4. Meteorit

Meteoroid adalah benda kecil dalam ruang antar-planet di Tata Surya yang berukuran jauh lebih kecil daripada asteroid maupun komet, namun lebih besar daripada bulir debu kosmik. Meteor sering disaksikan sebagai pijaran sesaat di atmosfer atas Bumi pada ketinggian sekitar 80 sampai 110 km, saat meteoroid memasuki atmosfer. Bila tidak habis terbakar sepanjang perjalanannya di atmosfer dan sampai di permukaan Bumi, bebatuan ini dinamakan meteorit. Bebatuan yang berukuran 0,1 mm hingga beberapa cm akan habis di atmosfer seperti yang kita lihat sebagai hujan meteor. Bebatuan yang berukuran lebih dari sepuluh cm akan menjadi calon meteorit karena tidak habis terbakar di atmosfer. Pada beberapa waktu tertentu sepanjang tahun, Bumi mengalami hujan meteor. Bebatuan meteor ini biasanya berasosiasi dengan komet, misalnya grup Perseids, Leonids, Geminids, atau Quadrantids. Hancurnya inti komet tsb akan menghasilkan bebatuan kecil sepanjang garis orbitnya dahulu secara merata mengelilingi matahari. Tatkala orbit Bumi berpapasan dengan orbit sisa inti komet ini, maka Bumi memasuki saat terjadinya hujan atau badai meteor yang dapat berlangsung hingga beberapa hari. Dalam orbitnya mengelilingi Matahari, meteoroid ini sangat dipengaruhi oleh gravitasi Yupiter. Untuk itu tidaklah mengherankan apabila di Bumi ditemukan bebatuan yang diduga berasal dari sabuk-utama asteroid atau bahkan dari planet Mars.Mineralogi dan komposisi kimia menjadi topik penting telaah meteorit. Terdapat lebih dari 3000 meteorit yang tercatat pada katalog, yang terbagi menjadi tiga jenis, yaitu: batuan biasa (chondrites dan achondrites), batuan besi, dan besi. Sekitar 86 % meteorit adalah batuan biasa tipe chondrites. Para ahli meteorit menduga bahwa perbedaan jenis ini menunjukkan tempat bebatuan tsb terbentuk dahulu. Pengukuran radiometri menunjukkan bahwa usia meteorit sekitar 4,5 milyar tahun, yang sama dengan usia Tata Surya. Hal ini menjadi petunjuk keadaan awal pembentukan Tata Surya, sejalan dengan apa yang dapat ditelaah dari komet.Dari studi meteorit, kita dapat mengetahui jenis material asteroid dan komet. Seperti yang telah dipaparkan di bagian 2., pantulan spektrum dari meteorit ini bersesuaian dengan hasil pengamatan spektroskopi asteroid dan komet. Menarik untuk diketahui bahwa komposisi isotop meteorit berbeda dengan sampel kebumian dan standar kosmik. Penjelasan mengenai anomali ini berkaitan dengan adanya materi supernova yang terlontar dan memperkaya isotop meteoroid. Kemungkinan lainnya adalah adanya tumbukan planet yang dapat menjawab anomali isotop.5. Tumbukan dengan Bumi

Ditemukannya kawah-kawah raksasa di permukaan Bumi membangkitkan keingintahuan tentang asal mula terbentuknya, yang umumnya bersifat lokal. Dari berbagai studi diketahui bahwa kawah-kawah itu merupakan hasil tumbukan benda langit berdaya besar (asteroid atau komet), yang bergantung pada faktor ukuran dan besarnya kecepatan hantaman. Studi ini memberi masukan berarti bagi telaah geologi dan biosfer yang berkaitan dengan suatu generasi makhluk hidup. Punahnya beberapa generasi makhluk hidup di muka Bumi diyakini berkaitan erat dengan usia kawah besar hasil tumbukan yang terdapat di permukaan Bumi.Mengingat potensinya sebagai ancaman Bumi, komet dan asteroid dekat-Bumi menjadi target pengamatan patroli. Sebagiannya yang berukuran besar (diameter beberapa km) telah diteliti dan diperiksa orbitnya dengan seksama. Setiap beberapa bulan sekali, Pusat Minor Planet dunia mengeluarkan daftar asteroid yang potensial dapat memiliki orbit yang berpapasan dengan orbit Bumi. Meskipun peluang terjadinya tumbukan ini sangat kecil, bahkan jauh lebih kecil daripada kecelakaan lalu lintas, namun bila terjadi, akibat yang ditimbulkannya dapat sangat besar, bahkan jauh lebih besar daripada bom atom Hiroshima kalau menimpa daratan dan tsunami dengan ketinggian lebih dari 100 m kalau menimpa lautan.6. Penutup

Benda-benda kecil di Tata Surya menempati daerah orbit yang beragam. Sabuk-utama asteroid menjadi reservoar utama asteroid, dan sabuk Kuiper (obyek Trans-Neptunus) tampaknya menjadi reservoar bersama bagi asteroid-luar dan komet. Sementara itu, reservoar terbesar bagi komet adalah awan Oort yang masih dalam hipotesis. Secara dinamis benda-benda kecil ini dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain melalui mekanisme tertentu dengan memanfaatkan lontaran gravitasi. Beberapa misi luar angkasa juga menyempatkan waktu untuk mengamati asteroid atau komet dalam perjalanannya menuju target utama. Dari pengamatan insitu tsb kita memperoleh pengetahuan yang seksama tentang asteroid dan komet.Mengingat kemaslahatan umat manusia, pengamatan patroli terhadap komet dan asteroid dekat-Bumi seharusnya menjadi pekerjaan bersama tingkat dunia. Selain itu, keprihatinan akan sampah antariksa menjadi telaah sendiri yang perlu dicermati. Begitu banyaknya satelit usang, sisa roket peluncur, pelindung satelit, dan barang sisa operasional di luar angkasa, menuntut kita untuk waspada karena benda yang berukuran beberapa hingga puluhan meter dapat tidak habis terbakar saat memasuki dan selama berada di atmosfer. Untuk itu, kembali pengamatan patroli sangat diperlukan. Sangat sukar bagi para astronom sekalipun untuk menentukan secara tepat di bagian Bumi manakah benda-benda langit itu akan jatuh. Dengan kerjasama yang baik, posisi dan parameter orbit benda langit itu akan lebih rinci diketahui untuk diambil langkah-langkah antisipasinya.7. Pustaka

Asphaug, E., The Small Planets, Scientific American, May 2000, 46-55Binzel, R. P., A New Century for Asteroids, Sky & Telescope, July 2001, 44-51Encrenaz, T., & Bibring, J.-P, 1991, The Solar System, Springer-VerlagHoffman, T., & Marsden, B. G., The Booming Science of Sungrazing Comets, Sky & Telescope, August 2005, 32-37

Levison, H. F. & Duncan, M. J., 2001, Cometary Dynamics, in Collisional Process in the Solar System (M. Ya Marov & H. Rickman eds.), ASSL 261, 73-90Woolfson, M. M., 2000, The Origin and Evolution of the Solar System, Institute of Physics Publishing

PAGE 6

_1189282981.unknown