Bulan dan bintik-bintik gelapnya. Kredit gambar: NASA. Klik untuk membesarkan.
Orang-orang dari setiap budaya terpesona dengan "bintik-bintik" gelap di Bulan, yang sepertinya menyusun sosok arnab, katak atau wajah badut. Dengan misi Apollo, para saintis mendapati bahawa ciri-ciri ini sebenarnya merupakan lembangan berimpak besar yang dibanjiri dengan lava yang kini dipadatkan. Satu kejutan adalah bahawa lembangan ini terbentuk agak lewat dalam sejarah sistem suria awal - kira-kira 700 juta tahun setelah pembentukan Bumi dan Bulan. Banyak saintis sekarang percaya bahawa lembangan impak bulan ini menyaksikan lonjakan besar dalam kadar pengeboman planet - yang disebut pengeboman berat akhir (LHB). Walau bagaimanapun, penyebab pengeboman sengit ini dianggap oleh salah satu misteri sejarah sistem suria yang terpelihara.
Dalam satu siri tiga makalah yang diterbitkan dalam jurnal Nature edisi minggu ini, pasukan antarabangsa saintis planet, Rodney Gomes (Observatorium Nasional Brazil), Harold Levison (Institut Penyelidikan Barat Daya, Amerika Syarikat), Alessandro Morbidelli (Observatoire de la C ? te d'Azur, Perancis) dan Kleomenis Tsiganis (OCA dan University of Thessaloniki, Greece) - dihimpunkan oleh program pelawat yang dihoskan di Observatoire de la C? te d'Azur di Nice - mencadangkan model yang tidak hanya dapat diselesaikan secara semula jadi misteri asal-usul LHB, tetapi juga menjelaskan banyak ciri-ciri sistem planet luar yang diperhatikan.
Model baru ini membayangkan bahawa empat planet raksasa, Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus, terbentuk dalam konfigurasi orbit yang sangat padat, yang dikelilingi oleh cakera objek kecil yang terbuat dari ais dan batu (dikenal sebagai "planetesimals"). Simulasi berangka oleh pasukan Nice menunjukkan bahawa sebilangan planet ini perlahan-lahan bocor keluar dari cakera kerana kesan graviti planet. Planet-planet tersebut menyebarkan benda-benda kecil ini ke seluruh sistem suria, kadang-kadang ke luar dan kadang-kadang ke dalam.
"Seperti yang diajarkan Isaac Newton kepada kita, untuk setiap tindakan ada reaksi yang sama dan berlawanan," kata Tsiganis. "Jika sebuah planet membuang planetesimal dari tata surya, planet bergerak ke arah Matahari, hanya sedikit, sebagai kompensasi. Sekiranya, di sisi lain, planet ini menghamburkan planet ke dalam, planet ini melompat sedikit lebih jauh dari Matahari. "
Simulasi berangka menunjukkan bahawa, secara purata, Musytari bergerak ke dalam sementara planet gergasi yang lain bergerak ke luar.
Pada mulanya, ini adalah proses yang sangat perlahan, memerlukan berjuta-juta tahun agar planet-planet bergerak sedikit. Kemudian, menurut model baru ini, setelah 700 juta tahun, keadaan tiba-tiba berubah. Pada masa itu, Saturnus berhijrah ke titik di mana tempoh orbitnya tepat dua kali dari masa Musytari. Konfigurasi orbit khas ini menyebabkan orbit Musytari dan Saturnus tiba-tiba menjadi lebih elips.
"Ini menyebabkan orbit Uranus dan Neptunus menjadi gila," kata Gomes. "Orbit mereka menjadi sangat eksentrik dan mereka mulai saling bertaburan secara graviti - dan Saturnus juga."
Pasukan Nice berpendapat bahawa evolusi orbit Uranus dan Neptunus ini menyebabkan LHB di Bulan. Simulasi komputer mereka menunjukkan bahawa planet-planet ini dengan cepat menembusi cakera planet, menghamburkan objek ke seluruh sistem planet. Sebilangan besar objek ini memasuki sistem suria dalaman di mana mereka menghantam Bumi dan Bulan dengan hentaman. Di samping itu, keseluruhan proses menstabilkan orbit asteroid, yang kemudiannya turut menyumbang kepada LHB. Akhirnya, kesan graviti cakera planetesimal menyebabkan Uranus dan Neptunus berkembang ke orbitnya sekarang.
"Ini sangat meyakinkan," kata Levison. "Kami telah membuat beberapa selusin simulasi proses ini, dan secara statistik planet-planet berakhir pada orbit yang sangat mirip dengan yang kita lihat, dengan pemisahan, eksentrik dan kecenderungan yang betul. Jadi, sebagai tambahan kepada LHB, kita juga dapat menjelaskan orbit planet-planet raksasa. Tidak ada model lain yang pernah mencapai apa-apa perkara sebelumnya. "
Namun, ada satu lagi rintangan yang harus diatasi. Sistem suria pada masa ini mengandungi populasi asteroid yang pada dasarnya mengikuti orbit yang sama dengan Musytari, tetapi memimpin atau menyusuri planet itu dengan jarak sudut kira-kira 60 darjah. Simulasi komputer menunjukkan bahawa badan-badan ini, yang dikenal sebagai "Trojan asteroid," akan hilang ketika orbit planet raksasa berubah.
"Kami duduk selama berbulan-bulan bimbang tentang masalah ini, yang sepertinya membatalkan model kami," kata Morbidelli, "sampai kami menyedari bahawa jika seekor burung dapat melepaskan diri dari kandang terbuka, yang lain dapat datang dan bersarang di dalamnya."
Pasukan Nice mendapati bahawa beberapa objek yang mendorong evolusi planet, dan yang menyebabkan LHB, juga akan ditangkap ke orbit asteroid Trojan. Dalam simulasi, Trojan yang terperangkap ternyata menghasilkan semula taburan orbit Trojan yang diperhatikan, yang belum dapat dijelaskan hingga sekarang. Jumlah ramalan jisim objek yang terperangkap juga selaras dengan populasi yang diperhatikan.
Secara keseluruhan, model baru pasukan Nice secara semula jadi menerangkan orbit planet raksasa, asteroid Trojan dan LHB dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. "Model kami menerangkan banyak perkara yang kami percaya mestilah betul pada dasarnya," kata Mordibelli. "Struktur sistem suria luar menunjukkan bahawa planet-planet mungkin mengalami gegaran setelah proses pembentukan planet berakhir."
Sumber Asal: Siaran Berita SWRI
