Ilmuwan Ungkap Asal-usul Terbentuknya Cincin di Saturnus

Saturnus kerap disebut sebagai planet bercincin. Ditemukan pertama kali oleh Galileo 400 tahun yang lalu,  cincin Saturnus adalah hal yang paling mencolok yang dapat dilihat oleh para astronom dengan teleskop kecil di tata surya kita. Namun, bahkan hingga hari ini, para ahli tidak dapat menyepakati bagaimana atau kapan cincin itu terbentuk.

Sebuah studi baru yang diterbitkan di jurnal bergengsi Science,  pada Kamis (15/9), bertitik-tolak untuk memberikan jawaban yang meyakinkan tentang itu.

Para peneliti menyebut antara 100-200 juta tahun yang lalu, bulan es yang mereka beri nama Chrysalis pecah setelah terlalu dekat dengan gas raksasa tersebut. Sementara sebagian besar berdampak pada Saturnus, fragmen yang tersisa pecah menjadi potongan es kecil yang membentuk cincin yang mengelilingi planet tersebut.

"Menyenangkan menemukan penjelasan yang masuk akal," kata Jack Wisdom, profesor ilmu planet di Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan penulis utama studi baru tersebut, kepada AFP.

Saturnus, planet keenam dari Matahari, terbentuk empat setengah miliar tahun yang lalu, pada awal tata surya. Tetapi beberapa dekade yang lalu, para ilmuwan menyatakan bahwa cincin Saturnus muncul jauh kemudian, yakni ‘hanya’ sekitar 100 juta tahun yang lalu.

Hipotesis tersebut diperkuat oleh pengamatan yang dilakukan oleh wahana Cassini, yang mengorbit Saturnus dari tahun 2004 hingga 2017.

"Tetapi karena tidak ada yang bisa memikirkan cara untuk membuat cincin 100 juta tahun yang lalu, beberapa orang mempertanyakan alasan yang menyebabkan pengurangan tahun itu," kata Wisdom.

Dengan membangun model matematika yang kompleks, Wisdom dan rekan menemukan penjelasan yang membenarkan rentang waktu itu, dan memungkinkan mereka untuk lebih memahami karakteristik lain dari planet ini, yakni kemiringannya.

Saturnus memiliki kemiringan 26,7 derajat. Sebagai planet yang dipenuhi gas raksasa, diharapkan proses akumulasi materi yang mengarah pada pembentukannya akan mencegah kemiringan.

 Interaksi gravitasi

Para ilmuwan baru-baru ini juga menemukan bahwa Titan, satelit terbesar dari 83 bulan Saturnus, bermigrasi menjauh dari planet ini, dengan kecepatan 11 sentimeter per tahun.

Hal ini mengubah tingkat di mana sumbu kemiringan Saturnus berputar di sekitar vertikal,  istilah teknisnya adalah "presesi."  Presesi adalah gerakan lambat sumbu benda yang berputar di sekitar sumbu lain karena torsi (seperti pengaruh gravitasi) yang bekerja untuk mengubah arah sumbu pertama.

Sekitar satu miliar tahun yang lalu, frekuensi goyangan ini sinkron dengan orbit goyah Neptunus, menciptakan interaksi gravitasi kuat yang disebut "resonansi."

Para ilmuwan berpendapat untuk mempertahankan kunci ini, saat Titan terus bergerak keluar, Saturnus harus miring. Tapi penjelasan itu bergantung pada bagaimana massa didistribusikan di bagian dalam planet, karena kemiringan akan berperilaku berbeda jika lebih terkonsentrasi di permukaan atau intinya.

Dalam studi baru, Wisdom dan rekan memodelkan interior planet menggunakan data gravitasi yang dikumpulkan oleh Cassini selama mendekati "Grand Finale," tindakan terakhirnya sebelum memasuki ke kedalaman Saturnus.

Model yang mereka hasilkan menemukan Saturnus sekarang sedikit tidak sinkron dengan Neptunus.

"Pecahan Chrysalis (bulan yang terdiri lapisan es dekat Saturnus) itu ditarik menjadi beberapa bagian dan potongan-potongan itu kemudian semakin terpisah, dan secara bertahap berguling ke dalam cincin."

Wisdom dan timnya menyamakan munculnya cincin Saturnus dengan kupu-kupu yang muncul dari kepompong. Mereka berpikir Chrysalis sedikit lebih kecil dari bulan yang dekat dengan Bumi, dan seukuran satelit Saturnus lainnya, Iapetus, yang seluruhnya terbuat dari es air.

"Jadi masuk akal untuk berhipotesis bahwa cincin itu juga terbuat dari air es, dan itulah yang dibutuhkan untuk membuat cincin, karena cincin itu terbentuk dari air murni.”

Saat ditanya apakah dia merasa misteri cincin Saturnus terpecahkan, Wisdom menjawab dengan tenang, "Kami telah memberikan kontribusi awal yang baik. Sistem satelit Saturnus masih menyimpan berbagai misteri." (M-4)