Defenisi Planet Dan Bintang

  1. Pemahaman planet di zaman geosentris dan heliosentris

Perkembangan pengetahuan manusia tentang planet dan bintang terus berkembang. Planet mempunyai temperatur yang relatif sangat dingin sedang sebuah bintang sangat panas dan dayanya sangat besar. Penemuan baru menunjukkan adanya planet-planet diluar 9-planet yang beredar mengelilingi Matahari. Massa planet yang beredar mengelilingi bintang itu lebih besar dari massa planet Jupiter, begitupula penemuan bintang yang bermassa lebih rendah dari massa Matahari mengundang pertanyaan dimana batas atas massa (massa terbesar) sebuah planet dan batas bawah massa (massa terendah) sebuah bintang?

Pengalaman hidup manusia hanya mengenal lebih dekat planet Bumi. Dari permukaan planet Bumi ini manusia mengenal dunia lain, mengenal planet lain. Dalam tatasurya  dikenal 9-planet, dari orbitnya yang terdekat dari Matahari yaitu planet Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto. Perkembangan astronomi abad 21 ini akan menempatkan kesembilan planet itu sebagai planet historis.

Persepsi manusia tentang planet perlu berubah, tidak terbatas oleh planet-planet di sekitar Matahari saja, misalnya orbit planet raksasa tidak selalu jauh dari bintang induk seperti keberadaan planet Jupiter. Kreativitas pembentukan obyek langit diantara bintang bermassa rendah dengan planet sangat banyak, hasil pengamatan obyek-obyek tersebut mendorong perkembangan pemahaman dan persepsi manusia tentang planet dan bintang.  Apa sebenarnya defenisi sebuah planet ?

Planet berasal dari kata Yunani, planetai (wanderers), yang berarti pengembara. Dulu pengembara langit itu dikenal sebagai dewa yang mengawasi gerak gerik manusia di Bumi. Pengetahuan manusia dibatasi oleh obyek terang di langit, obyek langit yang hanya bisa dikenali oleh mata bugil manusia dan secara reguler menampakkan diri di langit. Semula planet difahami sebagai benda langit yang berubah  kedudukannya di langit, untuk membedakan dengan bintang-bintang, obyek yang relatif tidak bergerak atau relatif tetap kedudukannya satu terhadap lainnya di langit. Planet dan bintang dulu dianggap benda-benda yang beredar mengelilingi Bumi. Pengertian dan pemahaman manusia tentang planet saat itu dibatasi oleh pengetahuan planet menyangkut dengan persepsi dan konsepsi manusia terhadap benda langit dan alam semesta.

Pandangan ini tidak terlepas dari konsep geosentris, pandangan manusia bahwa langit dan benda langit beredar mengelilingi Bumi. Konsep geosentris ini diformulasikan oleh seorang pemikir dan filosof Alexandria yaitu Claudius Ptolemaeus – Ptolemy (100 – 170 M) sekitar tahun 140 M dalam buku besarnya: Syntaxis (berarti Komposisi) atau dikenal the Mathematical System of Astronomy. Karya itu diterjemahkan kedalam bahasa Arab sebagai al Magest (al magisti, the greatest). Karena pengamatan benda langit terbatas dengan kemampuan mata bugil manusia maka “Planet Klasik” diketahui ada tujuh dan lima diantaranya adalah  planet terang yaitu planet Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus. Selain lima planet terang itu defenisi lama planet mengandung pengertian semua pengembara langit termasuk Matahari dan Bulan dikategorikan sebagai planet. Bulan dan Matahari dimasukkan dalam defenisi planet, karena pada saat itu belum ada pembedaan fisik, hanya pembedaan obyek yang berpindah kedudukannya secara teratur. Ketujuh planet klasik inilah yang diduga menjadi dasar penggunaan nama hari, Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday dan siklus sepekan terdiri dari tujuh hari. Dalam konsep klasik tentang obyek langit dan pengembara langit, Bumi merupakan pusat orbit benda langit lainnya. Kini diketahui bahwa satu-satunya obyek langit bermassa besar yang mengorbit Bumi adalah Bulan.

Teori Heliosentris menjadi pandangan baru masyarakat di zaman Nicolaus Copernicus (1473 – 1543) merubah pandangan Bumi sebagai pusat alam semesta, Matahari merupakan pusat alam semesta. Bintang, planet Bumi juga planet lainnya beredar mengelilingi Matahari. Pandangan itu ada dalam treatise De Revolutionibus Orbis Celestium (On the Revolutions of the Celestial Spheres). Gagasan yang mengarah pada konsep Heliosentrik ini telah dimulai sejak zaman Aristarchos (320 – 250 SM), seorang Matematikawan dan Astronom Yunani Kuno, mempertanyakan relevansi konsep geosentrik, karena hasil pengamatannya menunjukkan bahwa Matahari merupakan benda yang lebih besar dari Bumi dan tidak sepantasnya benda yang lebih besar mengelilingi benda yang lebih kecil. Selain itu di zaman Astronomi Islam (abad 7 – abad 14), Ibn al-Shatir (meninggal 1375), seorang astronom Maragha (diwilayah Barat Iran) mengemukakan konsep peredaran planet yang tidak mengikuti konsep Ptolemy. Penggambaran konsep peredaran planet yang tidak mengikuti peredaran planet menurut konsep Ptolemy ada beberapa kemiripan misalnya dalam buku al Takhira karya Nazaruddin al Tusi (1261) dengan  On the Revolution of  the Heavenly Spheres karya Copernicus (1543). Kemungkinan gagasan tersebut lahir dalam kurun waktu keruntuhan institusi ilmiah sehingga gagasan baru tersebut tidak mempunyai daya mempengaruhi pandangan masyarakat Islam dan masyarakat internasional pada waktu itu. Pandangan Heliosentris masyarakat dunia menunggu hingga lahirnya seorang Copernicus lebih dari 150 tahun kemudian. Dukungan fakta pengamatan planet oleh Tycho Brahe (1546 – 1601),  Johanes Kepler (1571 – 1630) menjelaskan pergerakan planet. Hukum pergerakan planet itu  dikenal dengan Hukum Kepler dan sekaligus mengokohkan teori Heliosentris. Salah satu hukum Kepler itu mendiskripsikan hubungan antara jarak planet terhadap Matahari dengan periode Planet yang mengorbit Matahari, makin jauh jarak planet terhadap Matahari, periode orbit planet juga makin lama sebanding dengan jarak planet terhadap Matahari pangkat 1,5. Defenisi planet pasca Nicolaus Copernicus (1473 – 1543) melepas status Bulan dan Matahari sebagai planet. Selain itu juga memunculkan istilah pembagian planet historis menjadi planet-luar, planet yang jarak orbitnya terhadap Matahari lebih jauh dari jarak orbit Matahari-Bumi (untuk planet Mars, Jupiter,  Saturnus, Uranus, Neptunus dan Pluto) dan planet-dalam, planet yang jarak orbitnya terhadap Matahari lebih dekat dari jarak orbit Matahari-Bumi (untuk planet Merkurius dan Venus). Istilah planet-luar dan planet-dalam mengacu kedudukan pengamat di Bumi terhadap planet lainnya.

Redefenisi planet telah dilakukan, planet didefenisikan sebagai benda langit yang merefleksikan atau memantulkan cahaya Matahari dan mengorbit Matahari. Karakteristik fisik planet ikut dalam defenisi planet misalnya planet tidak bisa memancarkan cahaya sendiri, planet yang nampak bersinar di langit karena permukaan planet memantulkan cahaya dari bintang induknya. Pengertian planet secara inklusif, planet harus mengorbit bintang. Planet bagian dari sistem bintang induk dan salah satu komponen dari anggota anggota tatasurya. Historis pembentukan planet tidak terklasifikasi melalui defenisi planet yang sekarang dikenal melalui beberapa kamus. Bagaimana dengan Asteroid dan Komet, keduanya juga merefleksikan cahaya Matahari dan mengorbit Matahari, tapi bukan planet. Berapa batas massa minimal sebuah obyek langit yang dapat dikelompokkan sebagai planet? Apakah pengetahuan manusia planet Bumi tentang tatasurya akan mewakili pengertian planet di alam semesta?

Kalau diberi batasan massa bagi sebuah obyek yang dikelompokkan sebagai planet maka akan kelihatan ganjil karena massa planet Merkurius (3,3 x 1023kg) relatif kecil dibanding dengan Jupiter, massa planet Merkurius sebanding (hanya 2,23 kali lebih besar) dengan massa satelit alam planet gas raksasa Jupiter yaitu Ganymede (7,8 x 105 massa Jupiter = 1,482 x 1023kg, massa Jupiter = 1900 x 1024kg) atau hanya 2,46 kali lebih besar dari satelit alam Saturnus, Titan (2,36 x 104 massa Saturnus = 1,34284 x 1023 kg, massa Saturnus = 569 x 1024kg). Apa yang menjadi batasan “massa terkecil” sebuah obyek yang dapat dikatakan sebuah planet ? Masalah lainnya adalah Ceres asteroid dengan diameter 950 km (radius 457 km dan kerapatan 2,7 gr per cm3 atau massanya sekitar 0,01 x 1023 kg) apakah dapat dikatakan sebuah planet walaupun dilihat dari orbitnya Ceres beredar mengelilingi bintang induk Matahari, tapi massanya relatif sangat kecil?

Ketika asteroid terbesar (berdiameter 950 km) Ceres ditemukan dikira sebuah planet yang terletak diantara planet Jupiter dengan Mars. Ceres ditemukan tahun 1800an (1801) oleh Giuseppe Piazzi. Dulu Ceres dianggap planet ke-5 yang terprediksi oleh teori “Spacing Planet” Titius Bode yang memprediksi adanya planet diantara Jupiter dan Mars. Pendapat William Herschel dll, Ceres terlalu kecil dibanding dengan planet yang telah diketahui. Selain itu banyak obyek serupa yang mengorbit dalam sebuah kawasan yang sama, oleh karena itu Ceres dinamakan sebagai planet Kecil, planet Minor atau Asteroid.

Masalah lainnya, secara fisik planet Pluto sebenarnya merupakan obyek bagian dari Kuiper Belt Objects (KBO), “asteroid” di kawasan luar planet Neptunus. Namun dari segi orbit planet Pluto (0,132 x 1023kg) mungkin didominasi oleh planet Neptunus. Masalah lain asteroid Trojan yang berada pada kawasan jalur orbit planet Jupiter (titik Lagrangian L4 dan L5), keluar dari jalur orbit  kawasan sabuk asteroid utama di antara Jupiter dan Mars. Asteroid Trojan berukuran kecil tapi dinamika orbitnya sangat dipengaruhi oleh planet Jupiter. Apakah obyek seperti Pluto dan asteroid Trojan merupakan bagian dari sistem planet  karena ada pengaruh dominan pada orbit  Pluto dan Trojan ataukah masih bagian dari KBO atau kelompok Asteroid karena sifat fisiknya mempunyai kesamaan dengan kebanyakan KBO dan Asteroid?

Dalam ruang alam semesta terdapat benda langit dengan berbagai ukuran dari partikel elementer, atom, gas dan debu, planet, bintang dan galaksi.  Benda langit dengan daya yang besar mendominasi pemandangan langit malam, mengesankan keberadaan milyaran bintang. Bagaimana dengan obyek langit berdaya rendah atau bahkan tidak memancarkan cahaya sendiri hanya berfungsi sebagai pemantul atau penyebar cahaya, seperti debu, satelit alam, Bulan, asteroid , planet, komet dsb? Keberadaan obyek-obyek berdaya rendah dan benda padat ini mungkin secara kuantitatif sangat banyak namun tak mudah dilihat atau dideteksi dibanding dengan bintang terang. Bulan mempunyai massa 0,012  kali massa Bumi atau 1/81 kali massa Bumi, berdiameter 3476 km dan berjarak rata-rata 384460km dari Bumi, penampakannya di langit bisa memperdaya manusia.  Penampakan Bulan purnama pada malam hari yang mengesankan relatif sangat terang dan besar, walaupun sebenarnya Bulan benda langit yang kecil tapi dekat Bumi nampak lebih besar dari bintang yang jauh lebih besar tapi terletak pada jarak yang sangat jauh. Terang semu Bulan yang benderang saat purnama juga dapat memberi kesan yang salah terhadap planet dan bintang-bintang yang berdaya lebih besar. Keberadaan planet, benda langit dengan dayanya lebih besar dari Bulan purnama dan bintang, obyek langit yang berdaya jauh lebih besar dan bercahaya sendiri akibat pembangkitan energi fusi nuklir dipusatnya, namun nampak hanya sebuah titik cahaya di langit.

Bintang yang paling dekat adalah Matahari dikenal sebagai obyek tatasurya yang paling massive, mempunyai massa 1,99 x 1030 kg, benda yang paling besar dengan radius 6,96 x 105 km dan benda dengan daya yang paling besar yaitu berdaya 3,90 x 1026 watt dan bertemperatur 5880 K.  Sedangkan planet Jupiter dikenal sebagai planet yang terbesar ukuran dan massanya dalam sistem tatasurya. Planet Jupiter mempunyai daya 400 juta kali lebih kecil dibanding dengan daya Matahari. Massa planet Jupiter sekitar 300 kali (318 kali atau 1900 x 1024 kg) massa planet Bumi (massa planet Bumi 5,98 x 1024 kg, radius ekuator planet Bumi 6378 km) dan radius ekuator planet Jupiter 68700 km (atau 11,19 kali radius ekuator Bumi). Massa planet Saturnus sekitar 100 kali (95 kali atau 569 x 1024 kg, radius ekuator Saturnus 57550 km atau 9,01 kali radius ekuator Bumi) massa Bumi. Perbedaan yang mencolok antara  planet Jupiter  dengan Matahari adalah wujud materi di Matahari berupa plasma, zarah atau partikel yang bermuatan listrik, sedang di planet masih dalam bentuk molekul atau atom.

Pertanyaan yang menggelitik berapa massa terendah sebuah bongkah material dapat dikatakan sebagai sebuah planet, mengapa diklasifikasikan sebagai sebuah asteroid atau meteoroid atau satelit alam? Apa yang menjadi batas massa terbesar sebuah planet sehingga bisa terpisah dengan bintang? Adakah obyek langit yang terletak diantara planet dan bintang? Penemuan Brown-Dwarf atau Katai Coklat merupakan bagian penting untuk memahami keberadaan obyek diantara planet dan bintang. Manusia secara alamiah mengklasifikasi obyek-obyek dan memberinya nama, seperti planet, komet dsb. Sistem pengklasifikasian planet itu berevolusi dari hanya membedakan pergerakan di langit, kemudian sifat orbit obyek mengorbit Matahari bukan mengorbit planet untuk membedakan dengan satelit alam dan karakteristiknya sebagai pemantul cahaya Matahari. Bila sistem klasifikasi itu juga memperhitungkan tentang proses terbentuknya obyek langit tersebut, maka akan lebih rumit lagi. Istilah planet terrestrial, planet yang padat yaitu planet Merkurius, Venus, Bumi dan Mars dan planet gas raksasa, planet Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Klasifikasi ini juga mengandung historis pembentukan planet dalam tatasurya. Secara astronomis planet dapat terbentuk karena ledakan bintang, terbentuk dalam kawasan terisolasi di dalam Nebula ataukah terbentuk dalam bagian proses pembentukan sistem tatasurya. Bagaimana dengan bintang induk yang diorbiti extrasolar planet dengan massa yang jauh lebih besar dari planet Bumi? Apakah ada batas massa terbesar extrasolar planet  yang dapat dipergunakan acuan untuk mendefenisikan sebuah planet?

  1. Planemo, Planet, Fusor dan Bintang

Pada tahun 1990an atau satu dekade terakhir diketahui adanya obyek langit berupa benda beku atau es, yang mengorbit Matahari dengan lokasi lebih jauh dari orbit Neptunus, sekitar 1000 obyek telah ditemukan. Obyek ini dinamakan dengan Kuiper Belt Object atau KBO. Pertanyannya adalah apakah planet Pluto akan bernasib sama seperti Ceres?  Hanya sekitar satu dekade sejak penemuan Ceres (radius 457 km), status Ceres sebagai Planet Mayor berubah menjadi Planet Minor. Planet Pluto ditemukan pada tahun 1930an oleh Clyde Tombaugh. Pada saat ditemukan dikira Pluto seukuran planet Bumi. Tahun 1978 James Christy menemukan Charon dan gerhana Pluto-Charon berlangsung tahun 1985 – 1990, ternyata Pluto ( radius 1137 km) diketahui berdiameter dan bermassa  lebih kecil dari planet Merkurius (radius 2440 km). Pluto mempunyai ukuran 2/3 Bulan (radius 1737 km) dan mempunyai karakteristik KBO, penemuan anggota KBO lainnya seperti Varuna dan Quaoar dengan ukuran diiameter setengah Pluto memperkuat dugaan bahwa Pluto merupakan obyek KBO yang terbesar diketahui manusia saat ini. Tujuh bulan satelit alam planet Mayor (Satelit alam Bumi: Bulan (734,9 x 1023 gr), Satelit alam Jupiter: Io (893,3 x 1023 gr), Europa (479,7 x 1023 gr), Ganymede (1482 x 1023 gr), Callisto (1076 x 1023 gr), satelit alam Saturnus: Titan (1345,5 x 1023 gr), satelit alam Neptunus: Triton (214,7 x 1023 gr) dan Pluto (132 x 1023 gr), mempunyai massa 0,0025 massa planet Bumi (5,98 x 1024 kg). Tujuh dekade kemudian  Planet Pluto digugat statusnya, Pluto mempunyai kemiripan fisik dan lokasi orbit dengan KBO, kemungkinan besar Pluto merupakan anggota KBO. Penemuan lain adalah terdapat Free Floating Planet (FFP) dalam Galaksi, planet yang tidak menginduk Matahari, planet tanpa bintang induk atau planet yang menginduk planet bermassa besar. Planet lainnya adalah extrasolar planet, planet mengorbit bintang yang padam (misalnya Pulsar) maupun yang masih menyala dan Brown-Dwarf atau “bintang” Katai Coklat. Planet-planet tersebut tak bisa dilihat oleh mata bugil manusia seperti defenisi klasik tentang planet, planet sebatas yang terlihat oleh mata bugil manusia.

Massa dan karakteristik planet juga berbeda, ada planet terrestrial dan ada juga planet raksasa. Defenisi dan penamaan benda langit dilakukan secara sederhana. Kontroversi lainnya adalah pada akhir 1990an terdapat penemuan obyek terisolasi dengan massa 5 –12 massa Jupiter. Pusat obyek semacam ini tidak bisa menyulut reaksi termonuklir dan diberi nama Free Floating Object (FFO) untuk membedakan dengan planet, kalau planet mempunyai induk bintang, sedang free floating object (FFO) tanpa induk bintang. FFO mempunyai massa yang lebih kecil dari massa Brown Dwarf (Katai Coklat) yang mempunyai massa 13 – 75 Massa Jupiter. Penemuan baru extrasolar planet dan penemuan Free Floating Objects (FFO) juga memberi tantangan baru bagi defenisi sebuah planet. Pengetahuan rentang massa diantara massa planet Jupiter dengan Matahari merupakan pengetahuan yang masih relatif baru, secara teoritis masih memungkinkan terdapat bintang yang lebih kecil massanya dibanding dengan Matahari.

Tidak ada defenisi formal tentang planet oleh IAU (International Astronomical Union). Sebagian astronom berpandangan tidak penting tentang defenisi itu, alam memproduksi berbagai ukuran massa, sedang astronom ingin mengklasifikasi dan memberi nama. Kesukaran dalam mengklasifikasi obyek dan mendefenisikan planet berkaitan dengan tiga faktor yaitu apakah obyek langit bisa diklasifikasikan melalui karakteristik fisik planet? Ataukah melalui keadaan orbit obyek ataukah melalui asal muasal pembentukan obyek tersebut? Konsep baru tentang planet baru-baru ini disampaikan Prof. Gibor B. Basri Departemen Astronomy University of California, dan konsep tersebut diterima oleh IAU Working Group tentang extrasolar planet. Cepat atau lambat konsep ini akan segera mewarnai konsep tentang planet di masa depan yang tak lama lagi dalam teks book astronomi.

II.1 Fusor

Bila dilihat dari daya,  total energi yang dipancarkan persatuan waktu, secara jelas daya yang sangat besar dihasilkan Matahari berasal dari fusi nuklir atom Hidrogen, sedang daya planet Bumi berasal dari proses pemantulan permukaan dan angkasa Bumi dari cahaya yang dipancarkan oleh Matahari. Daya planet Bumi bukan berasal dari fusi nuklir. Jadi perbedaan pembangkitan daya obyek langit semacam ini menjadi acuan untuk membedakan antara planet dan bintang yang sering kita dengar dalam bangku sekolah. Batas atas massa sebuah planet ditentukan apakah massa tersebut melalui energi potensial gravitasinya dapat menyulut fusi nuklir. Gravitasi diri materi yang terhimpun dalam sebuah obyek akan memberi sumbangan dalam proses memanaskan dan meningkatkan kerapatan materi di pusat obyek tersebut.

Secara teoritis bila massa sebuah planet mencapai 13 massa planet Jupiter, maka pusat obyek akan mempunyai kemampuan menyulut fusi Deuterium, isotop berat Hidrogen terdiri dari 1 proton dan 1 netron, unsur yang paling mudah berfusi secara alamiah. Obyek yang demikian diberi nama Katai Coklat atau Brown Dwarf. Bila massa sebuah kumpulan materi yang terikat secara gravitasi mencapai 60 massa planet Jupiter pusat kumpulan materi tersebut akan melangsungkan fusi Lithium dan Hidrogen. Walaupun fusi telah berlangsung, namun kedua obyek itu belum dikatakan sebagai sebuah bintang. Secara teoritis bila massa kumpulan materi tersebut mencapai 75 massa planet Jupiter atau lebih besar maka pusat akan menyulut reaksi termonuklir fusi Hidrogen dan melahirkan bintang. Selanjutnya bintang-bintang yang baru lahir tersebut umumnya belum stabil, bergejolak. Daya berasal dari fusi Hidrogen dan menuju tahap yang lebih stabil, yaitu menjadi kelompok bintang deret utama dalam diagram H-R.

Bila massa kumpulan materi yang terikat oleh gravitasi itu lebih besar dari satu massa Matahari maka akan terbentuk fusi elemen yang lebih berat, misalnya fusi Helium dan bintang-bintang diklasifikasikan melalui kelas spektrum untuk membedakan daya, temperatur permukaannya dan radiusnya. Obyek yang pernah menyulut fusi nuklir di pusatnya dinamakan Fusor.

Apakah penahan keruntuhan materi karena gaya gravitasi dapat dipergunakan sebagai klasifikasi obyek langit? Pusat planet Bumi menahan keruntuhan materi lapisan planet Bumi yang lebih luar dengan fluida padat, magma  atau kumpulan atom. Pusat planet Gas Raksasa menggunakan tekanan gas ideal, kumpulan partikel bebas yang bertumbukan satu dengan lainnya, partikel bergerak lebih cepat dan bertumbukan lebih keras pada temperatur yang lebih tinggi saat partikel-partikel itu dihimpun ke dalam ruang yang lebih sempit. Bila massa makin besar elektron terdegenerasi, elektron akan terkompresi dalam volume/ruang yang lebih ciut dan kerapatan bertambah. Bila massa materi mencapai 2 hingga 75 massa planet Jupiter tekanan elektron dalam keadaan tergenerasi akan menjadi penahan keruntuhan gravitasi materi bagian luar planet. Pada kondisi tekanan makin besar, elektron (dengan spin up and down) tidak bisa dimampatkan atau dijejalkan sehingga  kondisi berenergi rendah tidak bisa bergerak, karena ada Prinsip Larangan Pauli dalam mekanika kuantum, elektron akan dipaksa bergerak lebih cepat walaupun tidak ada tambahan panas. Di pusat bintang, penahanan materi bagian atas yang runtuh gravitasi kembali ke tekanan gas ideal yang dibangkitkan oleh panas yang intens  berasal dari fusi Hidrogen dalam reaksi termonuklir.

Penamaan planet diperuntukkan bagi kumpulan massa dengan massa hingga 2 massa Jupiter, dan bila massa obyek langit yang termampatkan berada dalam rentang massa 2 – 13 massa Jupiter  dinamakan superplanet. Ekstra solar planet yang telah diketahui kebanyakan mempunyai massa 2 kali massa Jupiter.

Batas bawah planet adalah keruntuhan gravitasi bisa membentuk planet bundar, massa cukup sehingga gravitasi massa mengatasi material yang barang kali membentuk bentuk yang tidak simetri. Mulai dari massa Ceres asteroid dengan diameter di atas 500 km akan berbentuk bundar. Bagaimana planet Minor dan planet Mayor ? Asteroid, komet dan KBO terlalu kecil untuk mencapai gravitasi massa yang membentuk bundar. Nampaknya masih agak sukar menggunakan bentuk fisik dalam hal mengklasifikasi obyek batas bawah. Apakah mengorbit fusor selalu harus menjadi persyaratan sebuah planet? Kosmogoni tidak mempunyai dasar yang jelas dan tidak termasuk dalam defenisi dasar planet. Klasifikasi obyek lebih berdasar pada karakteristik obyek, bukan circumstance (dan cosmogony) untuk obyek astrofisika.Tradisi kultural masih terlalu kuat melekat pada keinginan untuk mendefenisikan sebuah obyek dengan mengakomodasi keinginan publik dan astronom.

Beberapa nama yang dapat dipergunakan seperti planet aglomerasi (agglomerated planets) untuk planet yang terbentuk dari planetesimals seperti planet terrestrial. Nama planet-akresi (run-away gas-accretion planets) merupakan istilah untuk planet yang terbentuk dengan cara menyapu gas dan debu dalam piringan nebula seperti planet gas raksasa, planet Jupiter dan Saturnus. Nama (planet-runtuh gravitasi) Direct collapse planets, istilah untuk planet terbentuk ketidak stabilan piringan/disk seperti Extra Solar Planets massive yang ditemukan akhir-akhir ini. Planet-tergenerasi (Degenerate planet) merupakan istilah dipergunakan untuk planet yang mempunyai massa 2 – 13 massa Jupiter. Planet-pentalan (Ejected-Planet) istilah untuk planet yang terbentuk karena terpental dari sistem. Sedang untuk 9-planet dalam tatasurya yang sering dirujuk sebagai planet dalam teks-book dinamakan planet-historis (historical planets).

II.2 Pendekatan historis

Planet terbentuk melalui proses terbentuknya planetesimal berdiameter sekitar 1 km dalam bentuk es, karang atau campuran karang dan es. Kemudian bongkah karang planetesimal bertabrakan, terhimpun dan membentuk planet. Bagian dalam atau yang lebih dekat dengan bintang induk terlalu panas untuk es planetesimal, oleh karena itu terbentuk planet terrestrial, komponennya lebih banyak karang dan sedikit gas. Bagian luar, bagian kawasan yang lebih jauh dari bintang induk lebih banyak es dibanding dengan bagian dalam, oleh karena itu planet yang lebih besar terbentuk di bagian yang lebih luar. Penggabungan planetesimal sekitar 10 – 15 massa Bumi, gaya gravitasi gas hidrogen dan helium bertambah dalam piringan hingga 99% massa protoplanetary disk.

Planet seharusnya didefenisikan dari pembentukan planetesimal termasuk mengorbit Fusor atau bukan. Namun model standard non-Fusor mengorbit Fusor masih ada ketidak pastian. Kenyataan dilangit terdapat lebih setengah bintang terang mempunyai pasangan bintang, Fusor – Fusor. Obyek masif, bermassa lebih besar, bisa terbentuk tanpa proses pembentukan planetesimal, seperti yang ditunjukkan oleh pasangan dalam bintang ganda. Pertanyaan berlanjut apakah extrasolar planet (dengan komponen Brown Dwarf) juga terbentuk dengan cara seperti bintang Ganda, tanpa planetesimal? Alan Boss dari Canergie Institute mengemukakan gagasan bahwa mungkin terdapat ketidak stabilan dalam protoplanetary disk yang menjadi penyebab gas dan material padat pengikut protoplanetary collaps/runtuh lebih cepat dan membentuk planet. Proses proses teoritis dalam komputer menunjukkan proses yang bisa diterima, namun apakah alam memproduksi skenario yang ditunjukkan dalam komputer?

FFO (Free Floating Object) yang bukan Fusor terbentuk pada pusat piringan, tanpa ada Fusor yang terlibat. FFP (Free Floating Planet) mungkin terbentuk melalui proses semacam ini. Mungkin jumlah obyek yang terbentuk melalui mekanisme semacam ini, terbentuk dalam piringannya sendiri relatif sedikit.

Alternatif lainnya terbentuknya FFP berasal dari planet raksasa yang terbentuk di sekeliling bintang dengan cara tradisional. Planet kemudian akan berinteraksi secara gravitasi dan dipentalkan yang kemudian menjadi FFP di ruang antar bintang. Banyak planet raksasa yang dekat dengan bintang induk terbentuk dengan cara ini untuk bisa mencapai orbitnya sekarang. Jumlah non-Fusor yang mempunyai orbit terdalam menyarankan bahwa paling mungkin FFP tidak terbentuk dengan mekanisme seperti ini, namun tidak dapat diyakinkan.

Lebih kompleks lagi ternyata Brown Dwarf dan Extrasolar planet terbentuk dengan cara berbeda. Planet extrasolar mengorbit lebih dekat ke bintang induk dan massanya sebesar planet Jupiter dan sedikit yang bermassa lebih besar atau 3 kali massa Jupiter. Sedikit Brown Dwarf yang ditemukan dalam kondisi ini. Dalam padang Brown Dwarf, ditemukan Brown Dwarf yang terisolasi, selain itu terdapat Brown Dwarf ganda atau Brown Dwarf berpasangan, atau Brown Dwarf mengorbit di sekitar bintang sejenis Matahari pada jarak yang relatif jauh. Non-Fusor terbentuk dengan cara berbeda dengan Fusor, bila non-Fusor terdapat dalam kondisi mengorbit dekat dengan bintang sejenis Matahari.

Sangat sukar membedakan dan mengklasifikasi melalui defenisi kosmogoni. Cara klasifikasi melalui lemah atau terang cahaya planet juga belum dapat mengklarifikasi dengan jelas. Pengetahuan tentang pembentukan planet belum cukup banyak tidak cukup untuk mendefenisikan dan sangat sulit memilih mode pembentukan obyek. Bagaimana planet Jupiter terbentuk dalam tatasurya juga belum sepenuhnya dimengerti, pusat Jupiter merupakan karang es, kebenaran hipotetik yang diterima pada masa lalu hingga sekarang. FFO non-Fusor menunjukkan contoh tidak dapat seperti biasanya mengungkap pengamatan obyek yang secara historis memenuhi syarat didefenisikan sebagai planet dalam perspektif  kosmogoni. Diperlukan suatu defenisi sebuah planet yang dapat diuji melalui pengamatan dan tidak bergantung pada teori yang belum teruji kebenarannya.

II.3 Planemo

Penyelesaian kontroversi defenisi planet melalui massa, karakteristik fisik dan kondisi orbit planet. Untuk mempertemukan tuntutan kultural planet didefenisikan sebagai Planemo yang mengorbit Fusor. Fusor sebuah obyek yang mempunyai massa sehingga bisa menyulut pembakaran fusi, batas massa Fusor mulai dari 13 kali massa Jupiter. Termasuk  dalam defenisi ini adalah Brown Dwarf, Bintang, Remnant bintang seperti bintang Katai Putih dan bintang Neutron. Extrasolar planet dengan massa 13 kali massa Jupiter dan Brown Dwarf menjadi Fusor, bukan extrasolar planet.

Planemo (Planetary Mass Object) merupakan obyek non-Fusor yang mempunyai gravitasi diri sehingga cukup membuat bentuknya bundar, Planemo mempunyai rentang massa antara 0,0001 massa Bumi (sepersepuluh ribu kali lebih kecil dari massa Bumi) hingga 13 kali massa planet Jupiter. Defenisi baru tentang planet ini diharapkan bisa memenuhi harapan publik dan astronom, dan menyelesaikan kontroversi yang belum terselesaikan selama ini. Defenisi Planemo lebih umum dari Planet karena tidak melibatkan keadaan lingkungan, hanya dibatasi oleh parameter massa. Obyek non-Fusor mungkin lebih cenderung Planemo yang terisolasi dan tidak dimasalahkan asal muasal atau historis obyek non-Fusor. Bulan satelit alam planet Bumi juga merupakan Planemo, Bulan tidak dinamakan planet karena tidak mengorbit Fusor  melainkan mengorbit non-Fusor yaitu planet Bumi. Pluto tetap merupakan sebuah planet karena Pluto mengorbit Fusor, Matahari. Namun juga ada perubahan status bahwa Ceres, Varuna dan Quaoar juga disebut planet karena obyek-obyek tersebut mengorbit Fusor Matahari. Sukar mendapat sebuah kriteria rasional yang memasukkan Pluto sebagai planet dan mengeluarkan asteroid dari status planet. Mungkin bisa ditambahkan kriteria jumlah panas Fusor yang ditangkap oleh permukaan Planemo, yang sebenarnya sebanding dengan ukuran dari luas permukaan sebuah obyek atau ukuran obyek itu sendiri.

Mungkin Pluto, Ceres dan beberapa jenis asteroid atau planet Minor  bisa berubah status menjadi sebuah planet menurut defenisi baru tersebut. Mungkin  jumlah Planet akan lebih banyak, delapan ditambah beberapa planet minor yang memenuhi kriteria dalam defenisi baru planet. Mungkin bisa mencapai lebih dari 100 planet Minor yang terseleksi oleh defenisi baru tentang planet. Apalagi masih banyak anggota KBO yang belum ditemukan. Publik perlu terbiasa dan mengetahui gagasan tentang Planet dan Planemo.

Planet terbentuk dari planetesimal. Mungkin juga dibentuk melalui mekanisme run-away gas pada piringan atau disk planet ke planet melalui mekanisme penyapuan gas (seperti planet Jupiter dan Saturnus) dan keruntuhan langsung oleh gravitasi diri pada disk stabilities. Bila secara obyektif diklasifikasikan menjadi planet terrestrial dan planet Gas Raksasa, keadaan tekanan terdegerasi, untuk massa 2 – 13 massa Jupiter, planet yang terbentuk karena mekanisme dinamika sehingga terpental dari satu bagian Fusor maupun non-Fusor relatif sedikit.

Bila ada Planemo yang mengorbit Fusor dengan massa 2 –13 massa Jupiter dinamakan superplanet. Secara teoritis obyek dengan gravitasi diri bermassa 13 – 75 kali massa Jupiter dikategorikan sebagai Fusor. Bila massa Fusor antara 13 – 60 kali massa Jupiter, Katai Coklat, fusi Deutrium bisa berlangsung dan bila massa Fusor antara 60 – 75 kali massa Jupiter, Katai Coklat dengan fusi Lithium dan Hidrogen berlangsung di pusat Fusor. Bila massa Fusor mencapai 75 kali massa Jupiter merupakan bintang karena energi potensial gravitasi mampu menyulut reaksi termonuklir fusi Hidrogen di pusat bintang.

Berbagai penemuan object langit di kawasan aktif pembentukan bintang (active star forming region) di Nebula Orion menunjukkan adanya obyek dengan gravitasi diri bermassa beberapa kali massa planet Jupiter. Mekanisme pembentukan obyek tersebut masih bisa diperdebatkan. Mungkin terbentuk dari kumpulan awan molekul yang dingin, Fusor terbentuk karena adanya kontraksi pada bagian kumpulan terpadat nebula dan membentuk fragmentasi awan nebula dan runtuh melalui gravitasi diri, penambahan fragmentasi material dari lingkungan sekitar sehingga mencapai massa yang cukup untuk menyulut fusi nuklir. Skenario lainnya adalah obyek tersebut merupakan obyek yang terpental dari kelahiran sistem bintang multiple atau sistem bintang jamak.  Material yang terpental itu tidak cukup untuk menjadi bintang, tapi cukup untuk menjadi Fusor Katai Coklat atau mungkin hanya sebatas Planemo. Mengapa Brown Dwarf atau Katai Coklat yang mengorbit bintang relatif sedikit ? Mengapa Brown Dwarf dengan distribusi di kompleks kelahiran bintang T Tauri berjumlah banyak ? Mengapa Brown Dwarf ditempat terisolasi lebih mudah dideteksi dan diidentifikasi ? Proses penambahan materi Brown Dwarf melalui piringan dapat dideteksi dengan menggunakan radiasi Inframerah yang dipancarkan oleh obyek tersebut. Proses ini akan memperkuat dugaan bahwa proses pembentukan Brown Dwarf seperti proses pembentukan bintang biasa.

III. Definisi baru tentang Planet
IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votes

  1. August 2006, Prague

RESOLUTION 5A

The IAU therefore resolves that “planets” and other bodies in our Solar System be defined into three distinct categories in the following way:

(1) A “planet”1 is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighbourhood around its orbit.

(2) A “dwarf planet” is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape2 , (c) has not cleared the neighbourhood around its orbit, and (d) is not a satellite.

(3) All other objects3 except satellites orbiting the Sun shall be referred to collectively as “Small Solar-System Bodies”.

 

Moedji Raharto

Prodi Astronomi & KK Astronomi – FMIPA

Iklan

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s