Mau tahu betapa kacaunya Tata Surya di awal pembentukannya? Coba deh lihat
Bulan
kita. Permukaannya penuh kawah, bekas tabrakan-tabrakan dahsyat. Dulu, Tata Surya itu kayak medan puing-puing, benda-benda langit saling bertabrakan beruntun.

Hal serupa pasti terjadi di semua sistem tata surya yang masih muda. Nah, dalam riset terbaru, para peneliti mencoba mensimulasikan tabrakan antara dua planet raksasa untuk melihat apa yang akan terjadi.

Inti beberapa exoplanet (planet di luar Tata Surya) raksasa bisa punya massa padat lebih dari 100 kali massa Bumi. Planet-planet ini kemungkinan jadi sebesar itu dan punya banyak logam karena bertabrakan dan bergabung sama inti exoplanet lain yang lebih kecil, yang masing-masing massanya sekitar 10 kali massa Bumi.

Dalam riset baru ini, para astronom mensimulasikan tabrakan antara planet gas raksasa yang lebih muda dan kecil dengan planet gas raksasa yang lebih tua dan masif. Tujuannya, melihat apakah tabrakan itu menghasilkan gelombang seismik yang kuat dan bertahan lama, yang bisa dideteksi oleh Teleskop Antariksa James Webb (JWST).

Riset ini berjudul ”

Seismic Oscillations Excited by Giant Impacts in Directly-Imaged Giant Planets.

” Penulis utamanya adalah

J.J. Zanazzi

, fisikawan teoretis di UC Berkeley yang mempelajari pembentukan planet.

Ada dua pertanyaan utama dalam riset ini. Pertama, apakah tabrakan raksasa seperti ini menghasilkan gelombang seismik yang kuat dan bertahan lama? Kedua, bisakah JWST mendeteksinya?

JWST memang nggak bisa mendeteksi gelombang seismik secara langsung, tapi bisa mendeteksi perubahan cahaya dengan sangat akurat. Kalau gelombang seismiknya cukup kuat, teleskop antariksa ini bisa mendeteksinya lewat perubahan
fotometri
(intensitas cahaya) pada planet raksasa tersebut.

“Pada prinsipnya, tabrakan skala planet bisa memicu osilasi seismik pada exoplanet yang bisa langsung diamati, yang bisa dideteksi oleh misi berbasis antariksa seperti JWST dan Roman,” tulis
para penulis
.

“Di sini kami menunjukkan bahwa tabrakan raksasa dengan planet gas raksasa muda memicu osilasi seismik yang bertahan lama dan bisa dideteksi secara fotometri.”

Mereka fokus pada satu exoplanet bernama Beta Pictoris b, super-

Jupiter

muda dengan massa sekitar 13 kali massa
Jupiter
. Beta Pictoris b usianya baru sekitar 12 sampai 20 juta tahun. Sistem Beta Pictoris dan exoplanet ini jadi objek banyak riset.

Riset menunjukkan bahwa planet ini kaya akan logam, kemungkinan karena “pengayaan planetesimal yang kuat,” kata sebuah
makalah tahun 2019
. Exoplanet raksasa ini mengandung antara 100 hingga 300 massa Bumi material berat. Dalam astronomi, logam adalah semua elemen yang lebih berat dari hidrogen dan helium, sementara logam berat adalah yang lebih berat dari besi.

Para peneliti menghitung hasil tabrakan planet bermassa Neptunus (dengan 17 massa Bumi) yang bertabrakan dan bergabung dengan Beta Pictoris b.

“Cadangan logam berat yang sangat besar di exoplanet bermassa Jupiter bisa terkumpul dari tabrakan raksasa,” jelas
para penulis
. “Benda-benda penabrak dan momentum yang mereka berikan pada planet yang sedang tumbuh memicu spektrum mode seismik.”

Mereka menjelaskan bahwa setelah aktivitas seismik ini aktif, bisa bertahan selama jangka waktu yang mirip dengan usia planet muda.

Para peneliti menemukan bahwa luminositas (kecerahan) Beta Pictoris b akan bervariasi sesuai dengan gelombang seismik yang dihasilkan. JWST akan mendeteksi beberapa efek kalau tabrakan terjadi dalam 9 sampai 18 juta tahun terakhir.

Menggunakan kemampuan fotometri JWST yang canggih menawarkan cara baru untuk menggunakan gelombang seismik untuk meneliti bagian dalam exoplanet.

“Seismologi menawarkan jendela langsung ke bagian dalam planet raksasa,” tulis
para penulis
. “Karena mode normal yang paling lama bertahan punya frekuensi yang sebanding dengan frekuensi dinamik planet…, pengukuran frekuensi akan membatasi kerapatan total planet.”

Mereka juga mengatakan bahwa beberapa observasi ini bisa mendeteksi “wilayah stratifikasi stabil, seperti yang sudah dilakukan pada
Saturnus
.” Pengukuran gravitasi sudah digunakan untuk mengukur struktur internal planet raksasa, tapi metode ini bisa digunakan pada planet raksasa yang jauh di sekitar bintang lain.

Para penulis menjelaskan bahwa metode mereka bisa punya kegunaan lain. Bisa digunakan untuk mendeteksi migrasi planet.

“Tabrakan bukan satu-satunya cara untuk memicu osilasi pada planet raksasa,” tulis
para penulis
. “Jupiter panas dan hangat mungkin terbentuk melalui migrasi eksentrisitas tinggi, proses di mana gaya gravitasi pasang surut dari bintang induk memicu mode fundamental frekuensi terendah hingga amplitudo besar.”

“Kurva cahaya inframerah planet masif yang sangat eksentrik mungkin menunjukkan variasi dari mode-f yang dipicu pasang surut,”
para peneliti menyimpulkan
.

Artikel ini awalnya diterbitkan oleh
Universe Today
. Baca
artikel aslinya
.