Terbentuknya tata surya

Proses pembentukan tata surya kita 

Pernahkah kalian berpikir bagaimana para planet di tata surya terbentuk? Menurut para ilmuwan, terbentuknya suatu planet adalah akibat dari pembentukan suatu bintang, entah itu bintang tidak masif atau yang masif. Kalau memang benar, maka setiap pembentukan bintang juga menghasilkan setidaknya 1 planet. Karena itu, sebelum membahas tentang pembentukan tata surya yang terdiri dari bintang dan planet, aku akan menjelaskan tentang proses kelahiran bintang, yang sebenarnya dulu sudah pernah aku bahas. Apakah kalian masih ingat di mana bintang terbentuk? Ya, semua bintang tercipta di daerah gas padat yang disebut awan molekuler atau mungkin lebih dikenal dengan nama nebula. Gumpalan awan yang sedikit berotasi ini disebut awan molekul karena cukup dingin sehingga atom-atom di dalamnya saling menempel untuk membentuk molekul hidrogen, karbon dioksida, metana, dan lain-lain. Suhu nebula sangat dingin, sekitar -263° sampai -223°C, sementara suhu di dekat bintang muda yang baru lahir mungkin -173° sampai - 73°C. Sebagian besar gas dan debu di nebula tersusun dari hidrogen dan helium, dan karena itu bintang sebagian besar tersusun dari kedua partikel itu. 

Dari penelitian para ilmuwan, bintang-bintang akan terus menerus terbentuk di seluruh galaksi. Jadi, ini adalah proses yang sudah berjalan selama miliaran tahun. Walaupun pembentukannya terus terjadi, para ilmuwan butuh waktu lama untuk mempelajari proses ini karena daerah tempat bintang terbentuk ini dipenuhi debu yang menghalangi cahaya dari dalam nebula. Tapi sejak dibuatnya alat pendeteksi gelombang radio yang berkembang pada tahun 1830-an dan 1840-an, saat ini kita sudah bisa melihat ke dalam nebula dan melihat proses kelahiran bintang. 

Peristiwa awal yang menyebabkan bintang mulai terbentuk adalah tekanan yang mungkin disebabkan oleh supernova yang memicu runtuhnya nebula. Saat mengalami proses yang disebut keruntuhan gravitasi, semakin padat suatu nebula, gravitasinya akan semakin kuat dan juga akan mempercepat proses ini. Jadi, dalam waktu yang sangat singkat, yaitu puluhan ribu tahun, gumpalan awan ini bisa runtuh ke daerah yang jauh lebih padat di mana ada kepadatan yang cukup untuk membentuk bintang dan memulai fusi nuklir di inti bintang. Saat nebula runtuh, bagian pusat yang membentuk bintang - atau bintang-bintang - akan berputar lebih cepat, seperti Matahari kita yang berputar lebih dari sekali sehari. Sementara itu, partikel-partikel di bagian luar nebula yang runtuh ini membentuk piringan awan yang darinya terbentuklah planet-planet. Jadi, debu, gas, dan puing-puing yang tersisa dari pembentukan bintang berpindah ke dalam piringan itu yang dinamakan piringan protoplanet. Di piringan protoplanet, ada sebuah proses di mana batu-batu yang lebih kecil saling menempel sehingga lama-kelamaan menjadi obyek yang semakin besar sampai akhirnya menjadi planet. Peristiwa ini disebut akresi. Dalam proses akresi, fase awalnya adalah partikel seukuran butiran debu atau kerikil yang saling menempel, dan pada saat itulah gaya gravitasi mulai bekerja. 

Dari butiran debu atau kerikil dan es, benda-benda yang menempel satu sama lain itu menjadi besar sampai menjadi planetesimal yang berukuran sekitar 10 km dan kemudian menjadi protoplanet. Protoplanet ini mungkin berdiameter 100 sampai 1.000 km. Tahap terakhir dari pembentukan planet ini bisa dibilang terjadi lumayan cepat. Misalnya, planet-planet di tata surya kita terbentuk dalam beberapa puluh juta tahun saja. Ini termasuk cepat kalau dibandingkan dengan umur tata surya kita sekarang, yaitu 4,6 miliar tahun. Protoplanet yang masih bertambah besar menghabiskan semua materi di piringan protoplanet dan gas yang tersisa kemudian dihilangkan oleh radiasi dari bintang muda itu sehingga yang tersisa adalah beberapa inti planet yang mengorbit bintang muda. Tahap ini disebut fase T Tauri dari bintang muda. Di dalam masing-masing planet yang baru saja terbentuk itu, terjadi perbedaan yang menyebabkan material yang lebih berat berada di sekitar inti planet, sedangkan material yang lebih ringan berada di dekat permukaan planet. Selagi itu terjadi, planet ini terus tumbuh dengan cara menarik material di dekatnya sampai atmosfernya terbentuk. Pada saat itu, planet tersebut sudah terbentuk dengan sempurna. Pada proses ini, masih belum ada cairan, melainkan hanya batuan padat dan mungkin logam yang bisa ada dalam bentuk padat. Tapi, ada daerah di mana air cair mungkin muncul dan es juga bisa terbentuk dan bertahan. Daerah ini berada di luar sebuah batasan yang dinamakan frost line.

Suhu di dalam frost line - atau daerah yang lebih dekat ke bintang induk - terlalu panas untuk hidrogen membentuk es sehingga menjadi tempat yang mungkin untuk menemukan bahan berbatu atau campuran batuan dengan logam. Sebaliknya di luar frost line cukup dingin untuk membentuk es di mana mungkin bahan berbatu bercampur dengan es atau air. Inilah yang menyebabkan kenapa planet gas raksasa - seperti Jupiter sampai Neptunus - seringkali berada lebih jauh dari bintang induknya dibandingkan dengan planet terestrial (seperti Merkurius sampai Mars). Hal lain yang menyebabkannya adalah di tata surya kita planet berbatu yang kecil terbentuk lebih dekat dengan Matahari karena ada lebih sedikit bahan untuk membentuk planet masif sehingga gravitasi tidak cukup untuk membentuk atmosfer gas yang besar. Sementara di daerah yang lebih jauh dari bintang seperti Matahari, ada lebih banyak gas yang seiring waktu menciptakan mantel gas di sekitar inti batu. Ini tidak hanya terjadi di tata surya kita saja, tapi juga di tata surya lain. 

Jadi, kalau terbentuknya planet adalah akibat dari pembentukan bintang, maka semakin banyak bintang yang tercipta, semakin banyak juga planet yang akan terbentuk. Berapa banyak proses pembentukan bintang yang diikuti dengan planet ini terjadi di galaksi kita? Ada daerah di Galaksi Bimasakti yang memiliki antara 100 - 400 miliar bintang, walaupun memang angka itu tidak pasti. Para ilmuwan belum sepenuhnya yakin karena sebagian besar bintang di galaksi kita sebenarnya adalah bintang katai merah - singkatnya bintang berukuran kecil - bermassa rendah yang sangat sulit dihitung dan juga sulit diamati karena berada di luar tata surya kita. Bintang seperti Matahari sendiri mungkin hanya ada sebanyak 10% dari banyaknya bintang katai merah itu. 

Seperti yang kita ketahui, bintang bermassa besar memiliki umur yang sangat pendek dan mungkin akan menghancurkan planet mana pun ketika meledak menjadi supernova. Tapi ada lebih banyak bintang berumur panjang daripada yang berumur pendek. Matahari adalah salah satunya, karena bintang kita ini adalah bintang kelas menengah; tidak bermassa terlalu kecil, tapi tidak juga bermassa besar. Sebagian besar bintang di Bima Sakti adalah bintang seperti Matahari, yaitu bintang yang memiliki massa setengah, sepertiga, atau seperlima massa Matahari. Karena bintang-bintang bermassa kecil hidup lebih kuat, lebih lama, dan memiliki radiasi yang jauh lebih sedikit daripada Matahari, otomatis planet-planet di sekitar mereka juga bisa hidup jauh lebih lama daripada planet-planet dengan bintangnya yang masif. Para ilmuwan belum tahu bagaimana sifat dan banyaknya planet-planet di sekitar bintang di Bima Sakti. Tapi, hasil terbaru dari teleskop angkasa Kepler yang mencari eksoplanet - planet di luar tata surya kita - membuktikan bahwa seperlima sampai setengah dari semua bintang memiliki setidaknya satu planet. Para astronom juga sudah mengukur berapa banyak planet per sistem bintang dan mendapatkan jumlah bintang dengan eksoplanet yang terus meningkat. 

Kita sudah membahas tentang bagaimana planet terbentuk. Tapi, 'cerita perjalanan' pembentukan tata surya ini belum selesai lho. Bintang induknya mungkin sudah menjadi bintang sempurna dan menjalankan seluruh fasenya sampai mati. Tapi, beberapa planet yang ada di sekitarnya masih mengalami perkembangan setelah terbentuk. Nah, apa saja yang terjadi pada planet-planet itu setelahnya? Akan aku bahas lain kali ya! 

ーーーーー

Lihat juga rekamannya di sini ya :