Mengunjungi Proxima Centauri b, (Kandidat) Planet Tata Surya Non Matahari Terdekat

Frasa “mengunjungi planet Proxima Centauri b” disini tentu saja maknanya konotatif, hanya sebentuk imajinasi. Sebab guna merealisasikannya dengan teknologi yang dikuasai umat manusia saat ini sungguh tak terbayang lamanya. Sebab jarak antara Bumi dan Proxima Centauri b adalah sebesar 4,22 tahun cahaya, sementara setahun cahaya itu setara jarak 9,46 trilyun kilometer. Sehingga apabila kita menggunakan roket-roket komersial pengorbit satelit ke orbit Bumi (yang kecepatan puncaknya rata-rata 7,7 km/detik), butuh waktu paling tidak 165.000 tahun sejak berangkat dari Bumi hingga tiba di Proxima Centauri b. Waktu 165.000 tahun itu hampir mirip dengan waktu yang dibutuhkan leluhur umat manusia untuk bermigrasi dari tanah Afrika timur ke segenap penjuru hingga membentuk peradaban manusia seperti saat ini.

Andaikata kita menggunakan wantariksa (wahana antariksa) tercepat buatan manusia saat ini, yakni Juno (kecepatan puncak 40 km/detik) yang baru saja tiba di lingkungan planet raksasa gas Jupiter, waktu yang dibutuhkan masih selama hampir 29.000 tahun.  Bahkan andaikata proyek Breakthrough Starshot yang sedang digagas bisa merengkuh sukses, sebuah wantariksa mini seberat beberapa gram baru akan tiba di Proxima Centauri b setelah menempuh waktu 20 tahun meski melesat secepat seperlima kecepatan cahaya.

Gambar 1. Gambaran artis planet Proxima Centauri b sebagai planet berbatu (terestrial) yang beredar mengelilingi bintang induknya yang kemerahan dan redup. Planet tersebut terletak di zona Goldilocks bintang Proxima Centauri sehingga mungkin mengandung air dalam bentuk cair. Sepasang bintang di latarbelakang adalah bintang alpha Centauri A dan alpha Centauri B. Sumber: ESO/M.Kornmesser, 2016.

Gambar 1. Gambaran artis planet Proxima Centauri b sebagai planet berbatu (terestrial) yang beredar mengelilingi bintang induknya yang kemerahan dan redup. Planet tersebut terletak di zona Goldilocks bintang Proxima Centauri sehingga mungkin mengandung air dalam bentuk cair. Sepasang bintang di latarbelakang adalah bintang alpha Centauri A dan alpha Centauri B. Sumber: ESO/M.Kornmesser, 2016.

Proxima Centauri b adalah nama yang sedang menghebohkan jagat astronomi di hari-hari terakhir ini. Terutama sejak 24 Agustus 2016 Tarikh Umum (TU). Biang keladinya adalah ESO (European Southern Observatory), institusi riset antarnegara Eropa dan juga pemilik sejumlah teleskop raksasa termutakhir di Bumi. Mereka melansir temuan menghebohkan: ada planet seukuran Bumi yang ditemukan mengorbit bintang Proxima Centauri. Itu bintang terdekat terhadap Bumi kita setelah Matahari, namun demikian redupnya sehingga mustahil bisa dilihat dengan mata biasa saja (tanpa bantuan teleskop). Diindikasikan pertama kali pada 2013 TU, ESO kemudian meluncurkan kampanye ambisius bertajuk Pale Red Dot guna menyeret planet itu keluar dari selimut persembunyiannya.

Tak tanggung-tanggung, ESO mengerahkan teleskop reflektor raksasa dengan cermin obyektif bergaris tengah 3,6 meter di Observatorium La Silla (Chile). Teleskop hebat itu dirangkai dengan spektograf HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) yang hebat. Tak hanya itu, ESO juga mengerahkan teleskop raksasa lain andalannya, yakni teleskop reflektor VLT (Very Large Telescope) dengan cermin bergaris tengah 8 meter yang berpangkalan di Gurun Atacama (juga di Chile). Teleskop VLT dirangkai dengan spektograf lain yang tak kalah hebatnya, yakni UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectograph). Dengan dua radas (instrumen) canggih ini ESO memburu keberadaan planet tata surya non Matahari (planet ekstrasolar) terdekat ke Bumi kita lewat metode Doppler.

Perburuan ini berujung manis dengan penemuan planet tersebut, yang untuk sementara diberi nama planet Proxima Centauri b. Meski hingga saat ini umat manusia telah menemukan tak kurang dari 3.200 buah planet tata surya non Matahari terhitung sejak 1995 TU, namun Proxima Centauri b tetap menggemparkan. Sebab selain paling dekat dengan Bumi kita, ia juga seukuran dengan planet biru tempat tinggal manusia ini. Selain itu ia diduga cukup hangat sehingga mampu menjaga air dalam bentuk cair. Air dalam bentuk cair menjadi komponen yang penting dalam kehidupan.

Bintang Induk

Planet Proxima Centauri b adalah planet yang mengorbit bintang Proxima Centauri, bintang terdekat dengan Bumi kita setelah Matahari. Namun bintang Proxima Centauri cukup redup. Sehingga ia hanya bisa disaksikan dengan menggunakan teleskop yang lensa/cermin obyektifnya bergaris tengah minimal 8 cm. Karena itu tak mengherankan bahwa bintang terdekat tapi  redup ini baru disadari keberadaannya oleh umat manusia dalam kurun seabad terakhir saja. Adalah Robert Innes, astronom kelahiran Skotlandia yang mengepalai Observatorium Union di Johannesburg (Afrika Selatan), yang menyadari ada bintang tak biasa di sekitar sistem bintang Alpha Centauri. Bintang tersebut memiliki gerak diri (proper motion) yang setara dengan sistem bintang alpha Centauri, namun sangat redup dan terpisah jauh (elongasi 2,2°). Pengukuran paralaks nan teliti oleh Harold Alden pada 1928 TU menunjukkan bahwa bintang tersebut, yang lantas dikenal sebagai Proxima Centauri, ternyata lebih dekat ke Bumi dibandingkan sistem bintang ganda alpha Centauri.

Gambar 2. Bintang alpha Centauri A yang sangat terang (tengah) yang kontras dengan bintang Proxima Centauri nan redup (titik merah dalam lingkaran merah). Jika dibandingkan, Proxima Centauri adalah 26 kali lebih redup ketimbang alpha Centauri A. Diabadikan di Belanda pada 20 Februari 2012 TU dengan kamera DSLR Canon memakai lensa 85 mm (f/1,8). Ada 11 frame hasil bidikan yang dijadikan satu lewat teknik stacking. Masing-masing frame memiliki waktu paparan 30 detik. Sumber: Skatebiker, 2012.

Gambar 2. Bintang alpha Centauri A yang sangat terang (tengah) yang kontras dengan bintang Proxima Centauri nan redup (titik merah dalam lingkaran merah). Jika dibandingkan, Proxima Centauri adalah 26 kali lebih redup ketimbang alpha Centauri A. Diabadikan di Belanda pada 20 Februari 2012 TU dengan kamera DSLR Canon memakai lensa 85 mm (f/1,8). Ada 11 frame hasil bidikan yang dijadikan satu lewat teknik stacking. Masing-masing frame memiliki waktu paparan 30 detik. Sumber: Skatebiker, 2012.

Karena memiliki gerak diri yang setara, bintang ini pun dianggap sebagai bagian dari sistem bintang alpha Centauri. Maka alpha Centauri merupakan sistem bintang tripel yang beranggotakan bintang alpha Centauri A, bintang alpha Centauri B dan bintang alpha Centauri C (Proxima Centauri). Ketiganya beredar mengelilingi sebuah titik pusat massa yang sama. Namun ada yang ganjil dalam sistem bintang tripel ini. Jarak rata-rata alpha Centauri A terhadap alpha Centauri B hanya 11 SA (satuan astronomi), atau setara jarak dari Matahari ke orbit Uranus. Dengan demikian baik alpha Centauri A dan maupun alpha Centauri B hanya membutuhkan waktu 80 tahun untuk menuntaskan gerak mengelilingi titik pusat massa bersama sekali putaran. Namun tidak demikian halnya dengan Proxima Centauri. Jaraknya  luar biasa besar, yakni 13.000 SA atau setara seperempat tahun cahaya dari titik itu. Maka Proxima Centauri butuh 500.000 tahun untuk mengedari titik pusat massa bersama sekali putaran.

Keganjilan lainnya, jika bintang alpha Centauri A dan bintang alpha Centauri B tergolong bintang yang relatif terang dengan magnitudo semu masing-masing adalah +0,01 dan +1,33 maka bintang Proxima Centauri justru sangat redup (magnitudo semu +11,02). Keganjilan berikutnya, bila bintang alpha Centauri A dan bintang alpha Centauri B adalah anggota kelompok bintang deret utama (masing-masing kelas G dan K), maka bintang Proxima Centauri justru merupakan anggota bintang katai merah (red dwarf). Keganjilan-keganjilan ini mendorong sejumlah astronom mempertanyakan apakah bintang Proxima Centauri benar-benar bagian dari sistem bintang alpha Centauri. Sebab terbuka kemungkinan bahwa bintang Proxima Centauri adalah bintang yang kebetulan saja sedang melintas di dekat sistem bintang alpha Centauri dan tak terikat (secara gravitasi) dengan sistem bintang tersebut.

Sebagai bintang terdekat ke Bumi setelah Matahari kita, banyak informasi akan Proxima Centauri yang telah terungkap. Dalam banyak hal bintang redup ini kalah pamor dibanding Matahari. Misalnya, massa Proxima Centauri hanyalah 12 % dari massa Matahari. Sementara radiusnya hanya 14,1 % dari radius Matahari. Sehingga bintang Proxima Centauri ini pada galibnya hanya sedikit lebih besar dari Jupiter.  Selanjutnya luminositas, yakni jumlah energi yang dilepaskan per satuan waktu, juga sangat kecil. Luminositas bolometriknya adalah 0,15 % dari luminositas Matahari. Sementara dalam spektrum cahaya tampak (visual), luminositasnya bahkan jauh lebih kecil lagi yakni hanya 0,005 % dari luminositas Matahari. Sebab 85 % energi Proxima Centauri dihantarkan dalam spektrum sinar inframerah. Suhu fotosfera (permukaan)-nya juga rendah yakni hanya 3.050 Kelvin, sementara pada Matahari mencapai 5.800 Kelvin. Layaknya Matahari, Proxima Centauri pun memiliki siklus aktivitasnya sendiri dengan puncak aktivitas ditandai peristiwa mirip badai Matahari. Akan tetapi periode siklus aktivitas Proxima Centauri jauh lebih pendek, yakni ‘hanya’ 442 hari. Sementara pada Matahari periodenya mencapai 11 tahun.

Tetapi di sisi lain, banyak pula karakter Proxima Centauri yang lebih dominan. Misalnya saja dalam hal kerapatan (massa jenis)-nya yang jauh lebih besar, yakni 40 kali lipat dari Matahari. Bintang dengan kerapatan besar  umum dijumpai pada bintang-bintang eksotik yang telah mengalami evolusi tahap lanjut, termasuk diantaranya bintang katai. Juga medan magnetiknya. Sebagai bintang dengan massa rendah, perpindahan panas dalam interior Proxima Centauri sepenuhnya dalam bentuk konveksi. Salah satu konsekuensinya adalah dibangkitkan dan dipertahankannya medan magnet bintang yang cukup kuat, 600 kali lebih kuat ketimbang Matahari. Konsekuensi lainnya, 88 % fotosfera Proxima Centauri adalah aktif, proporsi yang jauh lebih besar dibanding Matahari. Imbasnya korona Proxima Centauri pun mengalami pemanasan lebih tinggi sehingga bersuhu 3,5 juta Kelvin. Sementara suhu korona Matahari ‘hanya’ 2 juta Kelvin.

Gambar 3. Jejak badai bintang Proxima Centauri seperti yang terekam dalam fotometri kuasi-simultan dari teleskop ASH2 (Astrograph for the South Hemisphere II) dengan filter Hidrogen alpha pada spektrum cahaya tampak dan LCOGT (Las Cumbres Observatory Global Telescope) juga pada sepktrum cahaya tampak. Jejak badai bintang ditandai dengan panah abu-abu. Dalam waktu pengamatan selama 80 hari berturut-turut, nampak terdeteksi minimal tiga peristiwa badai bintang. Kedua teleskop tersebut merupakan bagian dari kampanye pale red dot ESO untuk menemukan planet di bintang Proxima Centauri. Sumber: ESO/Anglada-Escude dkk, 2016.

Gambar 3. Jejak badai bintang Proxima Centauri seperti yang terekam dalam fotometri kuasi-simultan dari teleskop ASH2 (Astrograph for the South Hemisphere II) dengan filter Hidrogen alpha pada spektrum cahaya tampak dan LCOGT (Las Cumbres Observatory Global Telescope) juga pada sepktrum cahaya tampak. Jejak badai bintang ditandai dengan panah abu-abu. Dalam waktu pengamatan selama 80 hari berturut-turut, nampak terdeteksi minimal tiga peristiwa badai bintang. Kedua teleskop tersebut merupakan bagian dari kampanye pale red dot ESO untuk menemukan planet di bintang Proxima Centauri. Sumber: ESO/Anglada-Escude dkk, 2016.

Proxima Centauri dikenal sebagai bintang suar (flare star) atau bintang yang kerap menyemburkan badai bintang. Fakta ini diketahui pada 1951 TU oleh astronom Harlow Shapley setelah menganalisis pelat-pelat fotografis terkait bintang ini sejak 1915 TU. Ia mendapati bahwa bintang Proxima Centauri memiliki kecenderungan untuk bertambah terang hingga 8 % lebih terang dari semula, lantas kemudian meredup lagi. Peningkatan dan pengurangan kecerlangan ini berlangsung secara periodik dengan periode rata-rata 442 hari. Sumber peningkatan kecerlangan ini adalah badai bintang. Berbeda dengan badai Matahari, medan magnet Proxima Centauri yang jauh lebih kuat menyebabkan hampir seluruh fotosfera-nya menjadi area badai. Sehingga badai bintang Proxima Centauri kerap berukuran hingga sebesar bintangnya itu sendiri. Saat badai bintang terjadi, suhu bintang melonjak hingga 27 juta Kelvin, yang memungkinkan untuk memancarkan sinar-X. Ini membuat luminositas sinar-X Proxima Centauri setara dengan Matahari. Bahkan dalam puncak badai, luminositas sinar-X Proxima Centauri dapat mencaai 100 kali lebih besar ketimbang Matahari.

Planet

Planet Proxima Centauri b, atau sebut saja sebagai Proxima b, ditemukan dengan metode Doppler atau metode kecepatan radial. Ini adalah metode tak langsung dalam menemukan planet tata surya non Matahari dengan jalan mendeteksi pergeseran pada garis-garis spektrum emisi dari bintang induknya. Metode ini seperti halnya kita mendeteksi ada tidaknya mobil ambulans yang sedang menjauh atau mendekat  lewat keras lirihnya suara sirenenya. Hanya saja untuk kasus ini bukan suara yang menjadi fokus perhatian, melainkan spektrum emisi bintang. Meski, baik dalam kasus mobil ambulans maupun bintang, kuncinya terletak pada frekuensi. Yakni frekuensi suara (untuk mobil ambulans) dan frekuensi cahaya (untuk bintang).

Pada dasarnya setiap bintang bergerak relatif terhadap Bumi kita dalam kecepatan tertentu yang dinamakan kecepatan radial. Bilamana bintang tersebut memiliki planet, maka gangguan gravitasi planet itu akan menyebabkan perubahan periodik pada kecepatan radial bintang. Mari lihat   tata surya kita sebagai contoh. Meskipun Jupiter tetap setia mengedari Matahari dalam orbitnya, namun gangguan gravitasi Jupiter juga membuat kecepatan radial Matahari berubah secara periodik. Meski amplitudo perubahan itu sangat kecil, yakni hanya 12,4 meter/detik dengan periode 12 tahun (yang sama dengan periode revolusi Jupiter). Jika hal serupa diaplikasikan pada Bumi kita, yang massanya jauh lebih kecil ketimbang Jupiter, maka amplitudo perubahan kecepatan radial Matahari pun jauh lebih kecil lagi.  Yakni hanya 0,1 meter/detik dengan periode 1 tahun. Upaya mendeteksi perubahan kecepatan radial bintang dapat dilakukan melalui radas spektograf berakurasi sangat tinggi yang khusus dibuat untuk itu.

Gambar 4. Deteksi tak langsung eksistensi planet Proxima Centauri b yang mengorbit bintang Proxima Centauri, seperti terlihat pada perubahan kecepatan radial bintang tersebut berdasarkan hasil observasi dengan spektograf HAVES dan UVES. Nampak jelas pada kedua periodogram di atas, terdapat sinyal kuat dengan puncak pada periode 11,19 hari. Ini menjadi indikasi ada sebuah obyek yang mengelilingi Proxima Centauri dengan periode revolusi 11,19 hari Bumi. Sumber: ESOAnglada-Escude dkk, 2016.

Gambar 4. Deteksi tak langsung eksistensi planet Proxima Centauri b yang mengorbit bintang Proxima Centauri, seperti terlihat pada perubahan kecepatan radial bintang tersebut berdasarkan hasil observasi dengan spektograf HAVES dan UVES. Nampak jelas pada kedua periodogram di atas, terdapat sinyal kuat dengan puncak pada periode 11,19 hari. Ini menjadi indikasi ada sebuah obyek yang mengelilingi Proxima Centauri dengan periode revolusi 11,19 hari Bumi. Sumber: ESOAnglada-Escude dkk, 2016.

Radas HARPS memiliki kemampuan mendeteksi perubahan kecepatan radial bintang hingga 0,3 m/detik. Saat HARPS diarahkan ke bintang Proxima Centauri dalam rentang waktu observasi relatif lama, didapati adanya perubahan kecepatan radial dengan amplitudo sebesar 1,76 meter/detik dengan periode 11,19 hari. Perubahan yang sama dengan periode serupa juga dideteksi oleh radas UVES meski amplitudonya sedikit berbeda, yakni 1,69 meter/detik. Perubahan kecepatan radial pada bintang Proxima Centauri b menjadi indikasi bahwa bintang ini dikelilingi oleh setidaknya sebuah kandidat planet.

Analisis lebih lanjut memperlihatkan planet tersebut, yakni Proxima Centauri b, beredar pada jarak rata-rata sebesar 0,049 SA atau 7,33 juta kilometer dari bintang Proxima Centauri. Kelonjongan orbit (eksentrisitas)-nya diketahui lebih kecil dari 0,35. Apabila nilai kelonjongannya tepat 0,35 maka Proxima Centauri b beredar mengelilingi bintang induknya dalam sebentuk orbit lonjong yang memiliki periastron (titik terdekat ke bintang) sebesar 0,032 SA atau 4,79 juta kilometer dan apastron (titik terjauh ke bintang) sebesar 0,066 SA atau 9,87 juta kilometer. Periode revolusi Proxima Centauri b adalah 11,19 hari sehingga setahun di sana sama dengan 11,19 hari. Massanya, tepatnya massa minimumnya adalah 1,27 kali massa Bumi sehingga planet Proxima Centauri b mungkin merupakan planet terestrial (planet batuan). Sementara paparan sinar yang diterimanya adalah 65 % paparan sinar Matahari di Bumi, atau setara dengan 889 watt/meter2.

Apa yang menarik dari planet ini adalah suhu rata-rata parasnya dan lingkungan tempatnya berada. Jika dianggap tidak memiliki atmosfer, maka suhu paras rata-rata Proxima Centauri b adalah minus 39° Celcius (234 Kelvin). Sebaliknya jika planet  Proxima Centauri b mempunyai atmosfer maka suhu paras rata-ratanya menjadi lebih besar yakni mencapai 30° Celcius (303 Kelvin). Namun angka perkiraan ini relatif kasar karena hanya memperhitungkan jarak planet ke bintang induknya dan intensitas penyinaran. Dalam menggali persoalan ini lebih lanjut, Laboratoire de Météorologie Dynamique’s Planetary Global Climate Model melakukan simulasi dengan berbasis dua asumsi seiring kedekatan jarak orbit Proxima Centauri b dengan bintang induknya. Asumsi pertama, planet Proxima Centauri b mengalami resonansi 3:2. Artinya tiap kali Proxima Centauri b tepat dua kali mengelilingi bintang induk, maka ia juga tepat tiga kali berotasi (berputar pada porosnya). Sehingga dalam asumsi ini periode rotasi Proxima Centauri b adalah 7,46 hari. Sementara asumsi kedua adalah planet Proxima Centauri b terikat dalam gaya tidal dengan bintang induknya, atau mengalami rotasi tersinkron. Dalam kondisi ini maka periode rotasi Proxima Centauri b akan tepat sama dengan periode revolusinya, yakni 11,19 hari. Sehingga hemisfer Proxima Centauri b yang menghadap ke arah bintang Proxima Centauri selalu sama.

Dalam asumsi pertama, maka distribusi suhu paras di Proxima Centauri b bervariasi mulai dari yang terdingin di kutub (minus 90° Celcius) hingga yang terhangat di sekitar ekuator (0° Celcius). Jika terdapat air di Proxima Centauri b, maka distribusi suhu seperti ini akan membentuk samudera yang merentang di antara garis lintang 30° LU hingga garis lintang 30° LS. Sebaliknya apabila bersandar pada asumsi kedua, maka suhu paras Proxima Centauri b bervariasi mulai dari yang terdingin pada kawasan dekat kutub (di sekitar garis lintang 60° LU dan 60° LS) pada sisi yang membelakangi bintang induknya (yakni minus 75° Celcius) hingga yang terhangat di sekitar ekuator pada sisi yang menghadap bintang induk (yakni 30° Celcius). Bila ada air, maka akan terbentuk samudera yang lebih luas karena merentang mulai dari garis lintang 70° LU hingga garis lintang 70° LS.

Gambar 5. Prakiraan distribusi suhu paras rata-rata planet Proxima Centauri b berdasarkan asumsi mengalami resonansi 3:2 (kiri) dan rotasi tersinkron (kanan). Berdasarkan simulasi numerik yang dikerjakan Laboratoire de Météorologie Dynamique's Planetary Global Climate Model. Sumber: ESO, 2016.

Gambar 5. Prakiraan distribusi suhu paras rata-rata planet Proxima Centauri b berdasarkan asumsi mengalami resonansi 3:2 (kiri) dan rotasi tersinkron (kanan). Berdasarkan simulasi numerik yang dikerjakan Laboratoire de Météorologie Dynamique’s Planetary Global Climate Model. Sumber: ESO, 2016.

Kemungkinan keberadaan air dalam bentuk cair menjadi bagian paling menarik dari kisah penemuan planet Proxima Centauri b ini. Sebab dengan orbitnya, maka praktis planet tersebut terletak dalam zona Goldilock atau zona kedapathunian, yakni sebuah kawasan sejarak antara 0,0423 SA (6,33 juta kilometer) hingga 0,0816 SA (12,21 juta kilometer) dari bintang Proxima Centauri. Di dalam zona Goldilocks, bilamana terdapat air maka ia bisa berbentuk zat cair. Air dalam bentuk cair menjadi salah satu faktor yang mendukung kehidupan, baik dengan makhluk hidup yang memanen energi dari sinar bintang induknya maupun dengan makhluk hidup yang ditenagai pemanasan internal planet tersebut. Apabila air tersedia dalam jumlah besar, maka siklus air mungkin bisa berjalan dan turut membentuk lansekap berbatu planet tersebut.

Beberapa Catatan

Baiklah. Jadi apabila kita berkunjung ke planet Proxima Centauri b, entah bagaimanapun caranya, kemungkinan besar kita akan berjumpa dengan lansekap bebatuan padat layaknya Bumi dan juga samudera yang luas. Planetnya memang ganjil, karena setahun disana setara 11,19 hari Bumi sementara satu harinya mungkin setara dengan dua pertiga tahunnya atau malah setahunnya. Pertanyaan terpentingnya, adakah kehidupan disana? Atau bisakah planet Proxima Centauri b ini dihuni oleh kehidupan seperti Bumi?

Jawaban dari pertanyaan itu membuat para astronom terpolarisasi ke dalam dua kutub pendapat yang berbeda. Kutub pendapat pertama mengatakan tidak mungkin, baik untuk dihuni maupun menyemaikan kehidupan. Ada empat alasannya, yakni Proxima Centauri b mungkin mengalami rotasi tersinkron, bintang Proxima Centauri memiliki medan magnet yang sangat kuat (600 kali lipat medan magnet Matahari), bintang Proxima Centauri kerap menyemburkan badai bintang dan Proxima Centauri b mengalami paparan sinar-X dan sinar ultraungu yang sangat tinggi (paparan sinar-X-nya mungkin 400 kali lebih kuat dibanding Bumi). Dengan rotasi tersinkron, maka hemisfer Proxima Centauri b yang menghadap bintang induknya akan mengalami pemanasan berlebih. Sementara hemisfer yang membelakanginya menggigil kedinginan dalam beku. Dan dalam kondisi rotasi tersinkron pula, atmosfer Proxima Centauri b (bilamana ada) akan terkikis habis oleh hempasan badai bintang dan kuatnya medan magnet Proxima Centauri. Dan akhirnya, dengan paparan sinar-X dan sinar ultraungu yang sangat kuat, yang juga mampu menggerus dan mengikis atmosfer Proxima Centauri b hingga habis. Singkatnya, bagi kutub pendapat pertama ini planet Proxima Centauri b adalah planet yang berbahaya.

Sebaliknya kutub pendapat kedua mengatakan berbeda. Jadi mungkin saja Proxima Centauri b bisa dihuni dan menyemai benih kehidupan. Alasannya juga empat. Meski rotasinya tersinkron, planet Proxima Centauri b dapat memiliki keseimbangan suhu paras rata-rata antara hemisfer yang menghadap bintang dan yang membelakanginya bilamana tersedia atmosfer stabil yang mampu mendistribusikan panas lewat sirkulasi atmosfer global. Planet ini memang berhadapan dengan medan magnet bintang dan badai bintang yang kuat. Namun beberapa penelitian memperlihatkan bahwa jika Proxima Centauri b memiliki medan magnet mencukupi (layaknya medan magnet Bumi), maka ia akan mampu mempertahankan atmosfernya dari gempuran medan magnet dan badai bintang. Jumlah materi atmosfer yang terkikis akan cukup kecil. Jadi ia bisa menghindari nasib malang seperti halnya yang dialami Mars. Penelitian serupa juga mengungkap bahwa medan magnet  Proxima Centauri b juga bisa membuatnya mempertahankan atmosfernya dari gempuran sinar-X dan sinar ultraungu. Singkatnya, bagi kutub ini planet Proxima Centauri b memang tinggal di lingkungan berbahaya. Namun ia bisa bertahan andaikata memang memiliki medan magnet mencukupi.

Yang jelas kedua kutub pendapat tersebut menyepakati bahwa planet Proxima Centauri b ini berada di lingkungan yang hangat, yang mampu mempertahankan air dalam bentuk cair. Butuh observasi lebih lanjut untuk memastikan apakah planet ini memang demikian. Observasi, terutama oleh tim peneliti lain yang independen, sekaligus akan mengonfirmasi apakah sesungguhnya memang ada planet yang dimaksud di bintang Proxima Centauri. Sebab pada 2012 TU silam kita pernah mengalami kejadian tak mengenakkan terkait sistem bintang alpha Centauri. Saat itu tim astronom Eropa, juga bersenjatakan radas HARPS, mengumumkan telah mengidentifikasi adanya planet terestrial yang mengorbit bintang alpha Centauri B. Namun tiga tahun kemudian tim peneliti lain yang berbasis data HARPS yang sama menyimpulkan planet tersebut tidak ada. Apa yang semula diduga sebagai planet di bintang alpha Centauri B ternyata hanya sekedar cacat perhitungan matematis.

Observasi lebih lanjut juga akan mampu menentukan massa Proxima Centauri b dengan lebih baik. Saat ini informasi yang kita ketahui hanyalah massa minimumnya. Bergantung kepada sudut inklinasinya, maka massa Proxima Centauri b mungkin bisa bervariasi mulai dari sekecil 2,6 kali lipat massa Bumi hingga sebesar 70 kali lipat massa Bumi. Jika massanya terlalu besar, maka ia bukanlah planet terestrial.

Referensi :

Anglada-Escude dkk. 2016. A Terrestrial Planet Candidate in a Temperate Orbit around Proxima Centauri. Nature, vol. 536 no. 7617 (25 August 2016), pp 437–440.

‘Mercon Renteng’, Pelajaran dari Gempa Amatrice (Italia) 2016

Dalam 48 jam pasca gempa kuat melanda Pegunungan Apennina di tengah-tengah Italia, sudah 250 jasad ditemukan dan diangkat dari timbunan reruntuhan bangunan. Sebanyak 365 orang lainnya ditemukan luka-luka dalam beragam tingkatan. Namun puluhan orang masih dinyatakan hilang. Sebagian dari mereka yang hilang adalah penduduk kota-kecil Amatrice (ketinggian 955 meter dpl/dari paras laut rata-rata dan populasi 3.000 jiwa) yang  berdekatan dengan episentrum gempa. Amatrice mengalami dampak terparah, separuh wilayahnya lenyap dari peta, berganti dengan timbunan puing-puing bangunan yang memerangkap banyak orang didalamnya. Kota-kecil Accumoli (ketinggian 855 meter dpl, populasi 667 jiwa) dan Arquata del Tronto (ketinggian 777 meter dpl, populasi 1.302 jiwa) juga mengalami kerusakan yang tak kalah parahnya.  Di tengah kisah sedih ini, narasi keajaiban pun bersembulan. Misalnya tentang bocah perempuan yang ditemukan selamat meski tertimbun reruntuhan bangunan Amatrice selama berjam-jam.

Gambar 1. Bagaimana Gempa Amatrice 2016 terekam sebagai usikan pada frekuensi arus elektron dalam cincin sinkrotron (jari-jari 844 meter) di ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), Grenoble (Perancis). Usikan pertama merupakan gempa utama (magnitudo 6,2). Sementara usikan kedua berasal dari gempa susulan (magnitudo 5,5) hampir sejam pasca gempa utama. Usikan terjadi akibat perubahan-kecil-sementara bentuk cincin sinkrotron seiring melintasnya gelombang gempa, dimana variasi 1 Hz setara dengan perubahan sebesar 2 mikrometer. Sumber: ESRF, 2016.

Gambar 1. Bagaimana Gempa Amatrice 2016 terekam sebagai usikan pada frekuensi arus elektron dalam cincin sinkrotron (jari-jari 844 meter) di ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), Grenoble (Perancis). Usikan pertama merupakan gempa utama (magnitudo 6,2). Sementara usikan kedua berasal dari gempa susulan (magnitudo 5,5) hampir sejam pasca gempa utama. Usikan terjadi akibat perubahan-kecil-sementara bentuk cincin sinkrotron seiring melintasnya gelombang gempa, dimana variasi 1 Hz setara dengan perubahan sebesar 2 mikrometer. Sumber: ESRF, 2016.

Korban jiwa dan kerusakan ini nampak bersesuaian dengan estimasi cepat PAGER (Prompt Assessment   of Global Earthquakes for Response) yang disajikan otoritas kegempaan Amerika Serikat, yakni USGS (United States Geological Survey). PAGER mengestimasi bahwa jumlah korban tewas akibat Gempa Amatrice 2016 ini, begitu untuk mudahnya kita sebut, akan mencapai angka antara 100 hingga 1.000 jiwa, dengan probabilitas 64 %. Sementara kerugian material diperkirakan akan mencapai angka antara US $ 1 milyar hingga US $ 10 milyar (atau antara Rp 13 trilyun hingga Rp 130 trilyun, dalam kurs US $ 1 = Rp 13.000), dengan probabilitas 35 %. Meski demikian masih terlalu dini untuk menyimpulkan seberapa menghancurkan dan merusak Gempa Amatrice 2016 ini.

Regangan Italia

Gempa Amatrice 2016 meletup pada Rabu pagi 24 Agustus 2016 Tarikh Umum (TU) pukul 08:37 WIB, atau dinihari (pukul 01:37) di Italia. Gempa terjadi kala orang-orang masih terlelap. USGS melansir gempa ini memiliki magnitudo momen 6,2 (deviasi standar 0,016) dengan sumber sangat dangkal, yakni hanya sedalam 10 km dpl. Episentrum gempa terletak di kawasan Italia bagian tengah, tepatnya di satu titik dalam Pegunungan Apennina sejarak sekitar 100 km timur laut kota Roma.  Penyebab gempa adalah mekanisme pematahan turun (normal faulting), jenis pematahan kerak bumi yang menghasilkan lembah (graben) nan khas. Berdasarkan distribusi episentrum dari lebih 200 gempa susulan dalam 24 jam pasca gempa utama dan pencitraan interfrerometri dari radas (instrumen) PALSAR pada satelit ALOS-2 milik JAXA (Jepang), sumber Gempa Amatrice 2016 adalah segmen sepanjang 20 km dengan lebar10 km. Segmen tersebut berorientasi utara-barat laut ke selatan-tenggara.

amatrice-gb2_insar

Gambar 2. Atas: sumber Gempa Amatrice 2016 berdasarkan pencitraan interferometri SAR (synthetic apperture radar) diferensial melalui satelit ALOS-2 milik JAXA (Jepang). Interferometri didasarkan pada dua citra, masing-masing diambil pada 9 September 2015 TU dan 24 Agustus 2016 TU. Sumber gempa nampak sebagai segmen seluas 20 x 10 kilometer persegi yang mengalami subsidens dengan tingkat belum diketahui. Bawah: salah satu sudut dari sesar Monte Vettore, yang menjadi bagian dari Sumber Gempa Amatrice 2016. Nampak pergeseran akibat gempa 2016 (2016 rupture) dengan lembah sesar (graben) di sisi bawah. Sementara di latarbelakang terdapat cermin sesar (slickenslide), salah satu gejala khas pematahan. Sumber: JAXA, 2016 & Univ Chiety Pescara,2016.

Gambar 2. Atas: sumber Gempa Amatrice 2016 berdasarkan pencitraan interferometri SAR (synthetic apperture radar) diferensial melalui satelit ALOS-2 milik JAXA (Jepang). Interferometri didasarkan pada dua citra, masing-masing diambil pada 9 September 2015 TU dan 24 Agustus 2016 TU. Sumber gempa nampak sebagai segmen seluas 20 x 10 kilometer persegi yang mengalami subsidens dengan tingkat belum diketahui. Bawah: salah satu sudut dari sesar Monte Vettore, yang menjadi bagian dari Sumber Gempa Amatrice 2016. Nampak pergeseran akibat gempa 2016 (2016 rupture) dengan lembah sesar (graben) di sisi bawah. Sementara di latarbelakang terdapat cermin sesar (slickenslide), salah satu gejala khas pematahan. Sumber: JAXA, 2016 & Univ Chiety Pescara,2016.

Seluruh Italia dapat dikatakan merasakan getaran akibat gempa kuat ini. Getaran maksimum terjadi di episentrum yang mencapai intensitas 9 MMI (Modifed Mercalli Intensity), jenis getaran yang sanggup menghancurkan dan meruntuhkan sebagian besar bangunan serta menggeser kedudukan pondasinya. Kota-kota terdekat dengan episentrum menerima getaran dengan intensitas 8 MMI, yang dampaknya sanggup meruntuhkan bangunan pada umumnya kecuali yang didesain tahan gempa. Kota Roma menerima getaran 4 MMI, jenis getaran ringan yang mampu membangunkan orang-orang yang sedang tidur.

USGS PAGER mengestimasi ada 13.000 jiwa yang tinggal di kawasan yang mengalami getaran 8 MMI, sementara 234.000 jiwa lainnya berdiam di kawasan yang bergetar dengan intensitas 7 MMI. Secara akumulatif, populasi yang mengalami getaran 4 MMI atau lebih diprakirakan mencapai 23,6 juta jiwa.  Dengan adanya orang-orang yang tinggal di kawasan yang tergetarkan 8 MMI, jelas secara umum terlihat bahwa Gempa Amatrice 2016 berpotensi merenggut korban jiwa. Dan itulah yang terjadi.

Di tengah semua kepiluan yang diakibatkannya, bagaimana Gempa Amatrice 2016 dapat terjadi sebenarnya relatif mudah dijelaskan. Peristiwa ini tak bisa dilepaskan dari sejarah geologi Italia. Sebagian besar negeri itu terletak di Semenanjung Apennina, dengan Pegunungan Apennina membujur tepat di tengah-tengahnya. Semenanjung itu sendiri adalah sebuah daratan yang dijepit oleh dua aktivitas geologi berbeda. Di sisi timur terdapat perairan Laut Adriatik, tempat mikrolempeng Adriatik yang adalah pecahan dari lempeng Afrika  menyelusup ke bawah lempeng Eurasia dalam proses subduksi. Sementara di sisi barat terdapat perairan Laut Tirenea yang adalah cekungan busur belakang (back-arc basin), suatu gejala khas dalam zona subduksi. Cekungan busur belakang merupakan kawasan yang berbatasan dengan tepi kontinen dan  mengalami peregangan akibat aktivitas subduksi.

Gambar 3. Peta kota Amatrice dan kerusakan yang dalaminya akibat Gempa Amatrice 2016, berdasarkan nilai interferometri koheren antara sebelum dan sesudah gempa. Nampak sebagian kota telah hancur. Sumber: JAXA, 2016.

Gambar 3. Peta kota Amatrice dan kerusakan yang dalaminya akibat Gempa Amatrice 2016, berdasarkan nilai interferometri koheren antara sebelum dan sesudah gempa. Nampak sebagian kota telah hancur. Sumber: JAXA, 2016.

Aktivitas di Laut Tirenea lebih aktif ketimbang zona subduksi di sisi timurnya. Sebagai akibatnya  Semenanjung Apennina dipaksa mengambil sikap dalam menghadapi tarikan dari sisi barat (Laut Tirenea) dengan tarikan lain dari sisi timur (Laut Adriatik).  Semenanjung ini tak punya pilihan lain kecuali mengalami peregangan  (ekstensional), khususnya di sepanjang Pegunungan Apennina sebagai tulang punggungnya. Akibatnya terbentuklah sesar-sesar aktif disekujur Pegunungan Apennina yang  didominasi oleh jenis pensesaran turun (normal faulting). Ciri khasnya pensesaran turun adalah terbentuknya lembah-lembah lurus memanjang mengikuti alur sesar di dalam pegunungan ini. Sesar-sesar aktif inilah sumber sebagian besar gempa tektonik yang mendera Italia sejak masa Romawi kuno. Hanya tinggal menunggu waktu saja sebuah titik dalam sesar-sesar ini mengalami reaktivasi, untuk kemudian melepaskan energinya dalam bentuk gempa bumi tektonik

Gempa Amatrice 2016 juga mendemonstrasikan apa yang secara sederhana disebut sebagai ‘letupan mercon renteng.’ Bila anda  kerap bermain dengan petasan, anda tentu akan mengetahui bahwa saat banyak petasan kita renteng (rangkai jadi satu dengan satu sumbu), maka kala salah  satu petasan sudah meledak, berikutnya giliran petasan lain yang berurutan yang meledak. Hal serupa juga terjadi dalam gempa tektonik. Sebuah sistem sesar aktif nan panjang umumnya tidaklah tunggal, melainkan bersegmen-segmen. Tiap segmen memiliki panjang tertentu yang relatif berbeda dibanding segmen-segmen yang ada di sebelahnya. Jumlah keseluruhan segmen tersebut mencerminkan panjang sistem sesar aktif tersebut. Dengan segmentasi ini maka sebuah gempa tektonik umumnya meletup hanya dari satu segmen dalam sistem sesar aktif itu. Meski dapat pula terjadi gempa berasal dari dua atau tiga segmen yang bergerak (melenting) bersamaan, walaupun hal ini jarang terjadi.

Begitu sebuah segmen melepaskan energinya sebagai gempa, maka ia memberikan tekanan tambahan kepada segmen lain sebelah-menyebelahnya. Sehingga peluang segmen sebelah untuk melepaskan energinya menjadi lebih besar. Demikian berulang-ulang di sepanjang sistem sesar aktif tersebut. Segmentasi itu juga memungkinkan kita mengestimasi periode perulangan kejadian gempa disegmen tersebut, sepanjang faktor-faktor yang menentukan diketahui.

Gambar 4. Lokasi segmen sumber Gempa Amatrice 2016 yang dijepit oleh segmen sumber Gempa Umbria-Marche 1997 di sebelah utaranya dan segmen sumber Gempa L'Aquila 2009 di sebelah selatannya. Diplot berdasarkan koordinat episentrum gempa-gempa di kawasan ini sejak 1997 TU. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 4. Lokasi segmen sumber Gempa Amatrice 2016 yang dijepit oleh segmen sumber Gempa Umbria-Marche 1997 di sebelah utaranya dan segmen sumber Gempa L’Aquila 2009 di sebelah selatannya. Diplot berdasarkan koordinat episentrum gempa-gempa di kawasan ini sejak 1997 TU. Sumber: Sudibyo, 2016.

Hal itu pun berlaku pada sistem sesar aktif di Pegunungan Apennina. Ia pun bersegmen-segmen. Dalam sejarahnya tiap segmen memiliki kemampuan untuk melepaskan gempa dengan magnitudo maksimum 6. Khusus di bagian tengah Apennina, sedikitnya teridentifikasi tiga segmen yang saling berurutan. Gempa Amatrice 2016 terjadi pada segmen sepanjang 25-30 km, berdasar analisis seismologi. Analisis yang sama juga memprakirakan dalam segmen tersebut  terjadi lentingan (slip) sejauh rata-rata 100 cm dari semula. Sehingga terbentuk graben baru dengan kedalaman maksimum sekitar 100 cm, meski graben ini belum tentu akan nampak di paras Bumi.

Menariknya, tepat di sisi utara segmen sumber Gempa Amatrice 2016 ini terdapat segmen lain yang sudah melepaskan energinya di masa silam. Yakni dalam peristiwa Gempa Umbria-Marche 1997. Gempa dangkal dengan magnitudo 6,1 itu  merenggut  11 jiwa dan melukai 100 orang. Sebaliknya  tepat di sisi selatan sumber Gempa Amatrice 2016 terdapat segmen lainyang juga telah melepaskan energinya. Inilah  sumber Gempa L’Aquila 2009. Dengan  magnitudo 6,3 gempa L’Aquila yang merupakan gempa dangkal membunuh 308 orang, melukai lebih dari 1.500 orang dan 65.000 orang lebih kehilangan tempat tinggal. Gempa kuat ini merupakan kejadian gempa yang berulang setiap rata-rata tiga abad sekali, terhitung sejak abad ke-15 TU. Gempa L’Aquila 2009 juga mencatatkan sejarah baru dalam ilmu kegempaan, karena inilah untuk pertama kalinya ilmuwan kegempaan dituntut ke pengadilan akibat kegagalannya memprediksi gempa kuat ini. Jadi sumber Gempa Amatrice 2016 dijepit oleh dua segmen sumber gempa yang telah melepaskan energinya lebih dahulu.

Pelajaran bagi Indonesia

Jadi dalam perspektif ‘mercon renteng’ ini, peristiwa  Gempa Amatrice 2016 adalah bencana alam yang tak terelakkan. Walaupun  kapangempa tersebut akan terjadi, khususnya selepas peristiwa  gempa 1997dan 2009, adalah diluar jangkauan ilmu kegempaan saat ini. Kita hanya tahu bahwa di tengah-tengah Pegunungan Apennina ada segmen yang terjepit oleh dua segmen yang sama-sama telah melepaskan energinya. Sehingga ia memiliki potensi cukup tinggi untuk melepaskan peristiwa gempa berikutnya. Namun kita sungguh belum bisa mengetahui kapan persisnya gempa tersebut benar-benar meletup dari segmen itu.

Pelajaran apa yang bisa diambil dari Gempa Amatrice 2016 untuk Indonesia?

Salah satunya adalah persoalan ‘mercon renteng’ ini. Beberapa sumber gempa tektonik potensial di Indonesia memiliki kecenderungan serupa. Khususnya pada sistem sesar aktif yang cukup panjang. Misalnya sepanjang zona subduksi Sumatra dan zona subduksi Jawa. Juga sepanjang sesar besar Sumatra dan sesar besar Mentawai. Juga di sepanjang sesar busur belakang Flores dan Wetar.

Gambar 5. Segmentasi sumber gempa di sepanjang subduksi Sumatra seperti terlihat jelas dari peta plotting episentrum gempa sebelum 26 Desember 2004 TU. Nampak teridentifikasi sejumlah segmen utama: Aceh (bersama Andaman dan Nicobar), Simeulue dan Nias serta Mentawai. Pasca pelepasan energi dahsyat dari segmen Aceh-Andaman-Nicobar di akhir 2004 TU, tekanan hebat ke arah selatan memaksa segmen Simeulue-Nias melepaskan energinya tiga bulan kemudian sembari menyalurkan tekanannya terus ke selatan. Inilah ‘mercon renteng’ di Indonesia. Sumber: Natawidjaja, 2007 dengan teks oleh Sudibyo, 2014.

Zona subduksi Sumatra telah terbukti menyerupai untaian ‘mercon renteng’ ini. Tatkala gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 (magnitudo 9,1) meletup, tiga segmen sekaligus melepaskan energinya dalam zona subduksi sepanjang 1.200 km. Akibatnya tekanan hebat pun bergeser ke selatan. Ini terbukti dalam tiga bulan kemudian tatkala gempa akbar Simeulue-Nias 27 Maret 2005 (magnitudo 8,7) melanda.  Segmen subduksi Simeulue-Nias ini terakhir mengalami gempa akbar pada 1861 TU. Dengan rata-rata perulangan kejadian gempa adalah 200 tahun, maka gempa akbar berikutnya seharusnya baru akan terjadi di sekitar 2060 TU. Namun tekanan hebat dari segmen-segmen di utaranya membuat segmen ini pun melepaskan energi lebih cepat. Pasca 2005 TU, teror seismik terus berlanjut ke selatan seiring tambahan tekanan disana. Meletuplah Gempa Bengkulu 12 September 2007 (magnitudo 8,4 dan 7,9). Kini diperkirakan masih tersisa satu segmen dengan timbunan energi besar dan tekanan luar biasa, yakni segmen Mentawai.

Teori ‘mercon renteng’ berlaku pula untuk sistem sesar besar Sumatra. Sistem sesar aktif sepanjang 1.900 km ini terbagi ke dalam 19 segmen berbeda. Setiap segmen memiliki panjang yang tak sama, bervariasi antara yang terpendek 60 km hingga yang terpanjang 200 km. Dengan panjang lebih besar ketimbang segmen-segmen di Pegunungan Apennina, setiap segmen dalam sistem sesar besar Sumatra berkemampuan membangkitkan gempa tektonik dengan magnitudo antara 6 hingga 7,5. Periode perulangan kejadian gempanya pun lebih cepat, yakni rata-rata seabad. Inilah yang membuat kawasan ini mendapat perhatian lebih. Di sisi yang sama, kewaspadaan juga harus terus menerus ditingkatkan mengingat kita memiliki mimpi terburuk gempa bumi bagi kawasan yang pernah terjadi dalam gempa dan tsunami dahsyat Aceh.

Referensi:

USGS. 2016. M6.2 – 10 km SE of Norcia, Italy. USGS Earthquake Hazards Program.

JAXA. 2016. ALOS-2/PALSAR-2 Observation Results on M 6.2 Earthquake in Central Italy.

Koch, Jean Marc. 2016. European Synchrotron Radiation Facility.

Transit Merkurius 2016 di Kala Senja (Bakal Terlihat dari Ujung Barat Indonesia)

Senin 9 Mei 2016 Tarikh Umum (TU). Waktunya pukul 18:30 WIB. Lokasinya di Banda Aceh, ibukota propinsi Aceh sekaligus kotabesar terbarat di Indonesia. Pandangan mengarah ke barat. Langit cerah hingga kaki langitnya. Matahari nampak merembang petang dengan warna merah jingganya yang khas. Sekilas tak ada apa-apa di rona sang surya yang masih menyilaukan itu. Namun tatkala teleskop diarahkan padanya, khususnya dengan tingkat perbesaran minimal 50 kali dan telah dilengkapi dengan filter Matahari sebagaimana yang ditekankan standar pengamatan Matahari yang baik, ada yang berbeda. Wajah Matahari memang berhiaskan jerawat di sana-sini, yang adalah bintik Matahari (sunspot). Namun di pinggir timur cakram Matahari akan nampak satu titik hitam. Ia bukanlah bintik Matahari. Ia merupakan Merkurius. Hari itu Merkurius sedang melakoni satu babak nan langka dalam panggung pertunjukan kosmik, yakni transit. Tepatnya Transit Merkurius 2016.

Gambar 1. Transit Merkurius 1999 yang terjadi pada 19 November 1999 TU seperti diabadikan oleh satelit TRACE milik NASA (Amerika Serikat). Nampak Merkurius sebagai bola kecil kehitaman, melaju di latar depan Matahari yang bergejolak. Sumber: NASA, 1999.

Gambar 1. Transit Merkurius 1999 yang terjadi pada 19 November 1999 TU seperti diabadikan oleh satelit TRACE milik NASA (Amerika Serikat). Nampak Merkurius sebagai bola kecil kehitaman, melaju di latar depan Matahari yang bergejolak. Sumber: NASA, 1999.

Apa itu Transit Merkurius?

Konjungsi dan Transit

Merkurius merupakan planet terkecil sekaligus terdekat dengan Matahari dalam tata surya kita. Diameternya 4.880 kilometer atau hanya sepertiga Bumi kita, atau hanya sedikit lebih besar dibanding Bulan. Ukuran Merkurius bahkan lebih kecil ketimbang dua satelit alamiah seperti Ganymede (satelit alamiah Jupiter, diameter 5.268 kilometer) dan Titan (satelit alamiah Saturnus, diameter 5.150 kilometer). Hanya karena Merkurius beredar mengeliling Matahari-lah yang membuatnya menyandang status planet. Tepatnya planet terdekat ke Matahari. Merkurius hanya butuh waktu 88 hari untuk menyelesaikan revolusinya ke Matahari. Tapi sebaliknya rotasinya sangat lamban. Ia butuh waktu 59 hari untuk menyelesaikan putaran pada porosnya, atau yang dikenal sebagai hari bintang. Namun jika mengacu pada kedudukan Matahari (hari Matahari), maka siang dan malam di Merkurius berlangsung selama 176 hari. Dengan kata lain, setahun di Merkurius (yakni relatif terhadap periode revolusinya) lebih cepat ketimbang sehari di Merkurius (yakni relatif terhadap hari Matahari).

Gambar 2. Merkurius (panah kuning) mengapung di atas kaki langit timur yang masih bergelimang kabut pada kota Gombong yang bermandikan cahaya lampu buatan pada fajar 17 Agustus 2012 TU usai shalat Shubuh. Diabadikan dari lantai dua masjid asy-Syifa kompleks RS PKU Muhammadiyah Gombong, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah). Citra telah diolah dengan bantuan software GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2012.

Bersama Venus, Merkurius dikategorikan sebagai planet dalam. Yakni kelompok planet yang orbitnya lebih dekat ke Matahari ketimbang Bumi. Sebagai implikasinya Merkurius dan Venus akan terkesan berdekatan/berkumpul dengan Matahari pada dua kesempatan berbeda. Yang pertama adalah konjungsi dalam (inferior), terjadi saat Merkurius atau Venus berada di antara Bumi dan Matahari. Dan yang kedua adalah konjungsi luar (superior), dimana konfigurasinya mirip dengan konjungsi dalam namun kali ini Matahari berada di antara Merkurius/Venus dan Bumi. Merkurius akan mengalami konjungsi dengan Matahari, entah inferior maupun superior, setiap 116 hari sekali. Sementara Venus mengalaminya setiap 584 hari sekali.

Pada dasarnya Transit Merkurius adalah peristiwa konjungsi inferior yang khusus, dimana konfigurasinya sama persis dengan kejadian Gerhana Matahari. Sehingga dalam Transit Merkurius pun Matahari, Merkurius dan Bumi terletak dalam satu garis lurus secara tiga dimensi (syzygy). Bedanya jika dalam Gerhana Matahari adalah Bulan yang berada di tengah-tengah, dalam Transit Merkurius digantikan oleh Merkurius. Perbedaan lainnya, diameter sudut (apparent) Bulan hampir menyamai diameter sudut Matahari. Sehingga dalam peristiwa Gerhana Matahari, cakram Matahari akan tertutupi Bulan dalam jumlah yang signifikan. Bahkan bisa tertutupi sepenuhnya seperti dalam kejadian Gerhana Matahari Total. Maka kecerlangan-nampak Matahari akan tereduksi, khususnya di wilayah gerhana. Bahkan dapat tergelapkan sempurna dalam Gerhana Matahari Total. Sebaliknya diameter sudut Merkurius jauh lebih kecil dibanding Matahari, yakni hanya seper 160-nya. Sehingga yang akan terlihat hanyalah sebuah titik kecil yang bergerak melintas di latar depan Matahari selama waktu tertentu yang disebut durasi transit.

Gambar 3. Replika Merkurius berbentuk bola kecil yang parasnya telah dipahat sesuai paras Merkurius berdasarkan hasil pemetaan wantariksa MESSENGER. Merkurius adalah planet terkecil dalam tata surya kita, yang hanya sedikit lebih besar dari Bulan dan bahkan lebih kecil ketimbang Ganymede (satelit alamiah Jupiter) maupun Titan (satelit alamiah Saturnus). Dipahat oleh George Ioannidis di London (Inggris). Sumber: LittlePlanetFactory.com, 2016.

Gambar 3. Replika Merkurius berbentuk bola kecil yang parasnya telah dipahat sesuai paras Merkurius berdasarkan hasil pemetaan wantariksa MESSENGER. Merkurius adalah planet terkecil dalam tata surya kita, yang hanya sedikit lebih besar dari Bulan dan bahkan lebih kecil ketimbang Ganymede (satelit alamiah Jupiter) maupun Titan (satelit alamiah Saturnus). Dipahat oleh George Ioannidis di London (Inggris). Sumber: LittlePlanetFactory.com, 2016.

Dibanding kejadian Gerhana Matahari, yang selalu ada setiap tahun meski wilayah gerhananya berubah-ubah, maka Transit Merkurius jauh lebih jarang terjadi. Dalam satu abad Tarikh Umum hanya akan terjadi 13 hingga 14 kali peristiwa Transit Merkurius saja. Ini pun sudah lumayan apabila dibandingkan dengan peristiwa Transit Venus, yang bahkan jauh lebih jarang lagi. Rata-rata sebuah babak Transit venus terjadi setiap 243 tahun sekali, dengan selisih waktu terpendek 105,5 tahun sekali. Transit Venus terakhir yang kita saksikan terjadi pada 6 Juni 2012 TU lalu dan takkan berulang hingga 11 Desember 2117 TU kelak.

Transit Merkurius selalu terjadi pada bulan Mei atau November. Jika transit terjadi saat Merkurius berada di titik aphelion (titik terjauh ke Matahari)-nya, maka Transit Merkurius terjadi di bulan Mei. Sebaliknya bila saat itu Merkurius menempati titik perihelion (titik terdekat ke Matahari)-nya, maka Transit Merkurius terjadi di bulan November. Peluang Transit Merkurius di bulan Mei lebih kecil dibanding bulan November. Dalam abad ke-21 TU ini akan terjadi 14 kali peristiwa Transit Venus, hanya 5 diantaranya yang terjadi di bulan Mei. Termasuk Transit Merkurius 2016.

Transit 2016

Transit Merkurius 2016 memiliki lima tahap. Tahap pertama adalah kontak I atau awal transit, yakni saat sisi barat cakram Merkurius tepat mulai bersentuhan dengan sisi timur cakram Matahari. Tahap ini terjadi pada pukul 18:12 WIB. Tahap berikutnya adalah kontak II, yang terjadi saat Merkurius tepat sepenuhnya memasuki cakram Matahari, atau teknisnya saat sisi timur cakram Merkurius tepat mulai meninggalkan sisi timur cakram Matahari. Momen ini terjadi pada pukul 18:16 WIB. Selanjutnya adalah tahap puncak transit yang terjadi pukul 21:57 WIB. Lantas diikuti dengan tahap keempat sebagai kontak III, yang terjadi saat sisi barat cakram Merkurius tepat mulai bersentuhan dengan sisi barat cakram Matahari. Ini terjadi pada Selasa dinihari 9 Mei 2016 TU pukul 01:39 WIB. Dan tahap pamungkas, yakni kontak IV yang juga adalah akhir transit, terjadi pada pukul 01:42 WIB. Sehingga secara keseluruhan durasi Transit Merkurius 2016 ini adalah 7 jam 30 menit.

Gambar 4. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup global. Wilayah transit ditandai dengan warna putih. Angka-angka I, II, III dan IV menunjukkan garis kontak I, kontak II, kontak III dan kontak IV. Sumber: Espenak, 2016.

Gambar 4. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup global. Wilayah transit ditandai dengan warna putih. Angka-angka I, II, III dan IV menunjukkan garis kontak I, kontak II, kontak III dan kontak IV. Sumber: Espenak, 2016.

Dengan durasinya yang cukup lama, sebagian besar paras Bumi masuk ke dalam wilayar transit, yakni wilayah yang berkesempatan menyaksikan Transit Merkurius 2016 ini baik dalam segenap tahap maupun sebagian saja. Hanya sebagian Asia Timur Jauh (tepatnya Jepang, Semenanjung Korea dan sebagian Cina), sebagian Asia Tenggara (tepatnya Filipina, Timor Leste, Brunei Darussalam, Vietnam, Laos, Singapura serta sebagian Kampuchea, sebagian Malaysia dan sebagian besar Indonesia) dan Australia (Australia, Selandia Baru dan Papua Nugini) yang tak tercakup ke dalam wilayah transit.

Di Indonesia, garis kontak I (garis khayali yang menghubungkan titik-titik yang mengalami kontak I tepat saat Matahari terbenam) melintas di sisi timur kota Pekanbaru (propinsi Riau) dari barat daya ke timur laut. Sementara garis kontak II (garis khayali yang menghubungkan titik-titik yang mengalami kontak II tepat saat Matahari terbenam) tepat melintasi kota Padang (propinsi Sumatra Barat). Ke timur laut, garis kontak II juga tepat melintasi Kuala Lumpur (Malaysia). Hanya daerah-daerah yang ada di sebelah barat garis kontak I yang tercakup ke dalam wilayah transit. Sehingga Transit Merkurius 2016 di Indonesia hanya dapat dinikmati di sebagian pulau Sumatra dan pulau-pulau kecil disekelilingnya saja. Tepatnya di propinsi Sumatra Barat, Riau, Sumatra Utara dan Aceh. Di seluruh tempat itu, Transit Merkurius 2016 dapat dinikmati kala senja menjelang Matahari terbenam.

Gambar 5. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup Indonesia. Wilayah transit terletak di sebelah barat garis kontak I, yakni meliputi sebagian pulau Sumatra dan pulau-pulau kecil disekelilingnya. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 5. Peta wilayah Transit Merkurius 2016 dalam lingkup Indonesia. Wilayah transit terletak di sebelah barat garis kontak I, yakni meliputi sebagian pulau Sumatra dan pulau-pulau kecil disekelilingnya. Sumber: Sudibyo, 2016.

Tempat terbaik untuk mengamati Transit Merkurius 2016 di Indonesia adalah kota Banda Aceh (propinsi Aceh) dan sekitarnya. Di kedua tempat tersebut Matahari terbenam pada pukul 18:46 WIB. Sehingga durasi-nampak transit, yakni durasi sejak awal transit hingga terbenamnya Matahari, adalah sebesar 34 menit. Tempat terbaik kedua adalah Medan (propinsi Sumatra Utara) dan sekitarnya. Di sini Matahari terbenam pada pukul 18:30 WIB sehingga durasi-nampak transit sebesar 18 menit.

Cara mengamati Transit Merkurius 2016 adalah sama persis dengan cara mengamati Gerhana Matahari. Bedanya, karena diameter sudut Merkurius yang sangat kecil (yakni hanya seper 158 Matahari) maka mutlak dibutuhkan teleskop dengan perbesaran minimal 50 kali. Teleskop ini diarahkan ke Matahari, bisa dengan dilengkapi filter Matahari yang sepadan dan aman agar bisa dilihat langsung dengan mata kita. Atau dapat pula dengan memanfaatkan teknik proyeksi, dimana hasil bidikan teleskop langsung disalurkan ke sebuah layar proyeksi.

Arti Penting

Transit Merkurius menjadi peristiwa astronomi yang tak sepopuler Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Namun ia memiliki sejumlah nilai sangat penting sepanjang sejarahnya.

Misalnya dalam hal penentuan jarak Bumi-Matahari yang lebih akurat. Jarak Bumi-Matahari menjadi komponen fundamental dalam memahami tata surya kita. Hukum Kepler III memperlihatkan hubungan antara jarak rata-rata atau setengah sumbu utama orbit (dinyatakan dalam satuan astronomi) sebuah benda langit pengorbit Matahari dengan periode revolusinya (dinyatakan dalam tahun Bumi atau tahun saja). 1 Satuan Astronomi (SA) adalah jarak rata-rata Bumi-Matahari. Salah satu cara untuk mengetahui nilai 1 SA adalah dengan pengukuran paralaks Matahari, yakni pengamatan Matahari dari minimal dua titik yang berbeda di Bumi (lebih baik jika kedua titik tersebut berselisih jarak sangat besar) pada waktu yang sama. Pengukuran paralaks seperti ini telah dimulai pada 23 abad silam, tepatnya di abad 3 STU oleh Aristarchus. Namun pengukuran yang tak akurat membuat Aristarchus mendapati 1 SA hanyalah sebesar 2,96 juta kilometer. Pengukuran ulang oleh Claudius Ptolomeus dalam seabad kemudian mendapatkan nilai 1 SA hanya 7,97 juta kilometer. Atau hanya 21 kali lipat jarak rata-rata Bumi-Bulan. Nilai 1 SA yang ‘kecil’ ini mungkin turut mendorong Ptolomeus mengapungkan model geosentrik dalam tata surya kita. Model yang bertahan hingga 17 abad kemudian.

Gambar 6. Contoh penggunaan teknik proyeksi teleskopik dengan menggunakan teleskop reflektor (pemantul) Newtonian. Teleskop diarahkan ke Matahari, sementara citra yang dihasilkan langsung disorotkan ke layar proyeksi (dalam hal ini sehelai kertas putih di papan tulis). Fokus okulernya diatur demikian rupa agar citra di layar proyeksi tajam. Payung digunakan untuk melindungi layar proyeksi sehingga kontrasnya lebih besar. Teknik ini digunakan dalam observasi Transit Venus 2012 di Gombong, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) oleh Forum Kajian Ilmu Falak Gombong. Panah menunjukkan kedudukan Venus. Sumber: Sudibyo, 2012.

Gambar 6. Contoh penggunaan teknik proyeksi teleskopik dengan menggunakan teleskop reflektor (pemantul) Newtonian. Teleskop diarahkan ke Matahari, sementara citra yang dihasilkan langsung disorotkan ke layar proyeksi (dalam hal ini sehelai kertas putih di papan tulis). Fokus okulernya diatur demikian rupa agar citra di layar proyeksi tajam. Payung digunakan untuk melindungi layar proyeksi sehingga kontrasnya lebih besar. Teknik ini digunakan dalam observasi Transit Venus 2012 di Gombong, Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) oleh Forum Kajian Ilmu Falak Gombong. Panah menunjukkan kedudukan Venus. Sumber: Sudibyo, 2012.

Di awal mula berseminya fajar model heliosentrik, Copernicus melakukan pengukuran ulang paralaks Matahari. Ia mendapati nilai 1 SA yang tak jauh berbeda dari masa Ptolomeus, yakni 9,57 juta kilometer. Keadaan tak berubah hingga masa Edmund Halley (ya, sosoknyalah yang diabadikan sebagai nama komet legendaris itu). Memperbaiki gagasan James Gregory dari tahun 1663 TU, pada 1691 TU Halley memperhitungkan bahwa transit Merkurius atau Venus bisa dimanfaatkan untuk mengukur paralaks Matahari dengan akurasi jauh lebih tinggi dibanding era Copernicus. Ide Halley dipraktikkan dalam Transit Venus 1761 dan Transit Venus 1769. Inilah kesempatan dimana Jerome Lalande, setelah menganalisis data pengamatan transit tersebut, mendapatkan 1 SA adalah senilai 153 juta kilometer. Perhitungan ulang dengan memanfaatkan peristiwa transit sejenis yang berlangsung seabad kemudian, masing-masing Transit Venus 1874 dan Transit Venus 1882 membuat Simon Newcomb memperoleh nilai 1 SA yang lebih akurat lagi, yakni 149,59 juta kilometer. Inilah nilai modern untuk 1 Satuan Astronomi, yang telah disahihkan kembali lewat pengukuran-pengukuran berbasis wahana antariksa (wantariksa) yang diterbangkan ke planet-planet tetangga ataupun melanglang buana kita.

Sedikit berbeda dengan Transit Venus, awalnya Transit Merkurius agak sukar untuk diperhitungkan kejadiannya meski jauh lebih sering terjadi. Contoh menarik terjadi pada 1843 TU. Saat itu Urbain Le Verrier, sang penemu planet Neptunus secara matematis, memperlihatkan bahwa akan terjadi Transit Merkurius 1843. Namun kampanye observasi astronomi yang digalakkan tak mendeteksi kejadian tersebut. Transit Merkurius yang sesungguhnya justru baru terjadi dua tahun kemudian, yakni pada 9 Mei 1845 TU (waktu Indonesia) yang teramati di Australia. Keterlambatan ini mendorong Le Verrier mengapungkan gagasannya tentang adanya planet-tak-dikenal yang gravitasinya cukup kuat untuk memperlambat gerak Merkurius. Itulah yang kemudian dikenal sebagai Vulcan. Vulcan akhirnya tak pernah ditemukan (dan memang tak pernah ada), namun keganjilan kecil pada orbit Merkurius memang nyata adanya. Itulah presesi perihelion Merkurius. Kelak barulah setelah Albert Einstein menelurkan gagasan relativitas umumnya yang kesohor, terjadinya presesi perihelion Merkurius bisa dijelaskan. Presesi perihelion tersebut terjadi akibat melengkungnya ruang-waktu di sekeliling Matahari. Karena Merkurius menjadi planet terdekat dengan Matahari, maka ia yang paling merasakannya dibanding planet-planet lainnya.

Di masa kini, peristiwa Transit Merkurius menjadi sarana untuk menguji metode dan radas (instrumentasi) astronomi modern untuk menguak sistem keplanetan di luar tata surya kita. Perubahan sangat kecil yang dalam kecerlangan-nampak Matahari selama berlangsungnya Transit Merkurius akan membantu menemukan perubahan sejenis pada bintang tetangga yang memiliki planet-luartatasurya (eksoplanet) kecil. Demikian halnya pengukuran diameter sudut Merkurius saat transit dan pembandingannya dengan diameter Merkurius yang sesungguhnya akan sangat bermanfaat untuk menentukan ukuran eksoplanet kecil. Dengan kata lain, Transit Merkurius di era modern (seperti Transit Merkurius 2016) menjadi arena ujicoba untuk menemukan eksoplanet-eksoplanet yang lebih kecil di bintang-bintang tetangga kita.

Referensi :

Espenak. 2014. 2016 Transit of Mercury. Observer’s Handbook 2016, Royal Astronomical Society of Canada.

King. 1845. Observations transit of Mercury, May, 8, 1845. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 7 (Nov 1845), p.10.

Gunawan dkk. 2012. Kala Bintang Kejora Melintas Sang Surya, Transit Venus 2012. Buku elektronik, KafeAstronomi.com Publisher, 2012.

Kumamoto dan Drama Gempa yang ‘Menyerang’ Kota

Hingga Minggu 17 April 2016 Tarikh Umum (TU) tercatat 42 orang tewas. Dan lebih dari 3.000 orang lainnya mengalami luka-luka mulai dari yang ringan hingga berat. Diantara korban luka-luka tersebut terdapat dua orang berkewarganegaraan Indonesia, yang tertimpa barang saat mencoba menyelamatkan diri kala guncangan menerjang. Angka-angka ini hanyalah sementara, sebab hingga kini masih tak kurang dari 80 orang yang menghilang, diduga terperangkap dalam reruntuhan bangunan. Selain itu tak kurang dari 91.000 orang menjadi pengungsi, dievakuasi dari kawasan yang mengalami dampak terparah. Puluhan bangunan runtuh, termasuk jembatan, bangunan bersejarah dan sebuah rumah sakit. Pipa gas terputus dimana-mana dan sempat memicu kebakaran. Demikian halnya jaringan listrik. Bahkan transportasi kereta api sempat terhenti manakala sebuah kereta cepat Shinkanshen anjlok dari relnya. Tanah longsor terjadi di sejumlah titik. Dan sebagai pemuncaknya Gunung Aso, gunung berapi aktif terbesar di Jepang yang terakhir meletus setahun silam, mendadak menyemburkan kepulan debu vulkaniknya hingga setinggi 100 meter di atas kawah dalam sebuah letusan yang lemah.

Gambar 1. Satu jembatan yang runtuh ke dalam sungai seiring longsornya tebing sungai di Minami Aso dalam Gempa Kumamoto 2016. Tanda-tanda panah menunjukkan retakan di paras Bumi, yang adalah moletrack dari zona rekahan sumber gempa. Zona rekahan ini menampakkan tanda-tanda pergeseran ke kanan (menganan) atau dekstral. Sumber: People Daily China, 2016.

Gambar 1. Satu jembatan yang runtuh ke dalam sungai seiring longsornya tebing sungai di Minami Aso dalam Gempa Kumamoto 2016. Tanda-tanda panah menunjukkan retakan di paras Bumi, yang adalah moletrack dari zona rekahan sumber gempa. Zona rekahan ini menampakkan tanda-tanda pergeseran ke kanan (menganan) atau dekstral. Sumber: People Daily China, 2016.

Semua itu adalah bait-bait yang telah terucap dari drama yang sedang melanda prefektur Kumamoto di pulau Kyushu (Jepang). Tiga guncangan kuat menggetarkan pulau besar paling selatan dari kepulauan Jepang ini dalam kurun hanya 28 jam. Dalam catatan National Earthquake Information Center United States Geological Survey (USGS), guncangan kuat pertama terjadi pada Kamis 14 April 2016 TU pukul 19:27 WIB dengan magnitudo 6,2. Berselang dua setengah jam kemudian, tepatnya pukul 22:04 WIB, guncangan kedua datang menerjang dengan magnitudo 6,0. Dan puncaknya terjadi 28 jam kemudian, tepatnya pada Jumat 15 April 2016 TU pukul 23:25 WIB, dengan magnitudo 7,0. Dinamakan Gempa Kumamoto 2016, inilah kejadian gempa bumi tektonik terbesar di daratan Jepang sejak Gempa Iwate-Miyagi 2008 (magnitudo 6,9) dan Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 (magnitudo 6,9). Yang terakhir itu lebih populer sebagai Gempa Kobe 1995, gempa bumi yang menghasilkan kerugian material terbesar sepanjang sejarah Jepang sebelum kejadian Gempa akbar Tohoku 2011 beserta tsunaminya.

Gempa Kumamoto 2016 memperlihatkan dua hal kepada dunia, termasuk kita di Indonesia. Pertama, bagaimana sebuah gempa kuat merusak ternyata dapat menyerbu sebuah kota besar dan halaman belakangnya. Dan yang kedua, bagaimana upaya-upaya persiapan menghadapi bencana gempa ternyata membuahkan hasil yang (lumayan) manis.

Gambar 2. Hembusan debu vulkanik sering letusan Gunung Aso, yang terjadi hanya beberapa jam pasca gempa utama dalam Gempa Kumamoto 2016 terjadi. Letusan ini tergolong lemah, dengan kolom letusan hanya setinggi 100 meter di atas kawah. Sumber: Mikado Shimbun, 2016.

Gambar 2. Hembusan debu vulkanik sering letusan Gunung Aso, yang terjadi hanya beberapa jam pasca gempa utama dalam Gempa Kumamoto 2016 terjadi. Letusan ini tergolong lemah, dengan kolom letusan hanya setinggi 100 meter di atas kawah. Sumber: Mikado Shimbun, 2016.

Futagawa-Hinagu

Layaknya Indonesia, kepulauan Jepang merupakan untaian pulau-pulau yang tumbuh akibat jepitan lempeng-lempeng tektonik. Ada empat lempeng tektonik yang berperan di sini. Satu adalah lempeng tektonik utama, yakni lempeng Pasifik. Sementara tiga sisanya adalah lempeng tektonik kecil/mikrolempeng, masing-masing mikrolempeng Filipina, Amuria dan Okhotsk. Lempeng Pasifik dan mikrolempeng Filipina bersifat oseanik (lempeng samudera) yang berat jenisnya lebih besar. Sebaliknya mikrolempeng Amuria dan Okhotsk bersifat kontinental (lempeng benua) dengan berat jenis lebih kecil. Interaksi mikrolempeng Amuria dan Filipina membentuk kepulauan Jepang bagian selatan, yang mencakup pulau Kyushu dan sebagian pulau Honshu. Interaksi tersebut berupa subduksi, dengan mikrolempeng Filipina melekuk dan menyelusup ke bawah mikrolempeng Amuria menuju lapisan selubung di bawah kerak seiring berat jenisnya yang lebih besar. Salah satu gejala subduksi ini adalah terbentuknya parit Nankai. Parit adalah cekungan memanjang di dasar samudera yang mirip palung namun lebih lebar dan lebih dangkal.

Gambar 3. Rona rupabumi pulau Kyushu (Jepang). nampak sesar besar Median Tectonic Line (MTL) melintas dari timur laut (kiri atas) untuk kemudian meliuk ke selatan sebagai sesar Usuki-Yatsushiro tectonic line. Salah satu cabang sesar MTL nampak melintas lurus melewati kota Kumamoto dan sekitarnya, yang berdiri di atas graben (lembah patahan) Beppu-Shimabara. Sesar cabang inilah yang bertanggungjawab atas Gempa Kumamoto 2016. Sumber: Earthoffire, 2014.

Gambar 3. Rona rupabumi pulau Kyushu (Jepang). nampak sesar besar Median Tectonic Line (MTL) melintas dari timur laut (kiri atas) untuk kemudian meliuk ke selatan sebagai sesar Usuki-Yatsushiro tectonic line. Salah satu cabang sesar MTL nampak melintas lurus melewati kota Kumamoto dan sekitarnya, yang berdiri di atas graben (lembah patahan) Beppu-Shimabara. Sesar cabang inilah yang bertanggungjawab atas Gempa Kumamoto 2016. Sumber: Earthoffire, 2014.

Situasi kepulauan Jepang bagian selatan mirip dengan pulau Sumatra di Indonesia. Di sini arah gerak mikrolempeng Filipina pun miring (tak tegak lurus) terhadap sumbu parit Nankai. Sehingga berimplikasi pada terbentuknya sistem sesar besar di daratan Jepang, yang dinamakan Median Tectonic Line (MTL). Sesar besar MTL merupakan sesar geser menganan (right-lateral). Dalam sesar geser menganan seperti ini, apabila kita berdiri tepat di salah satu sisi sesar ini maka kita akan melihat sisi lain sesar (yang tepat berada di hadapan kita) akan bergerak ke sisi kanan kita. Sesar besar MTL bergerak dengan kecepatan antara 5 hingga 10 mm/tahun. Posisinya mengikuti jajaran gunung-gemunung berapi di kepulauan Jepang. Segmen-segmen yang terkunci dan lalu melenting mendadak di sepanjang sesar besar MTL bertanggung jawab atas sejumlah kejadian gempa bumi di Jepang. Misalnya Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995, yang terjadi pada salah satu cabang dari sistem sesar besar MTL.

Di pulau Kyushu, sesar besar MTL melintas dari timur laut dan berbelok melengkung hingga akhirnya ke selatan mengikuti jajaran gunung-gemunung berapi di sini. Sebuah sesar cabang memisah dari MTL dan menerus ke barat daya, melewati Gunung Aso. Inilah sesar Futagawa dan sesar Hinagu. Dua sesar ini secara teknis melintas tepat di sisi dan di bawah kota Kumamoto. Gempa Kumamoto 2016 bersumber dari sesar ini.

Karena magnitudonya lebih kecil, dua gempa pertama dari tiga gempa kuat dalam Gempa Kumamoto 2016 diidentifikasi sebagai gempa pendahulu (preshock). Analisis USGS memperlihatkan sumber Gempa Kumamoto 2016 adalah segmen seluas 80 x 20 kilometer persegi di sepanjang sesar Futagawa dan Hinagu. Setelah terpatahkan, ia bergerak melenting sejauh rata-rata 1 meter. Pergerakan ini tak homogen di segenap sudut segmen, karena ada bagian-bagian tertentu yang melenting hingga sejauh maksimal 4 meter. Khususnya di sekitar titik episentrum. Sumber gempanya sangat dangkal, yakni hanya 10 km di bawah paras laut rata-rata (dpl). Akibatnya pergerakan segmen yang terpatahkan ini terjadi hingga ke paras Bumi. Ia menciptakan apa yang disebut zona rekahan (rupture) dalam kelurusan tertentu. Dua sisi yang bersebelahan dalam zona rekahan ini telah bergeser horizontal sejauh 1 meter, berdasarkan jejaring radas GPS (global positioning system) dari Geospatial Information (GSI) Jepang.

Gambar 4. Episentrum gempa utama (M7,0) dan dua gempa pendahulu (M6,2 dan M6,0) dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak sesar Futagawa dan Hinagu, yang bertanggung jawab dalam gempa ini. Pola-pola warna pelangi menunjukkan pergeseran tanah Kumamoto dan sekitarnya akibat gempa ini berdasarkan citra radar satelit Palsar-2 yang diolah dengan teknik interferometri SAR (synthethic apperture radar). Sumber: GIS Japan, 2016.

Gambar 4. Episentrum gempa utama (M7,0) dan dua gempa pendahulu (M6,2 dan M6,0) dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak sesar Futagawa dan Hinagu, yang bertanggung jawab dalam gempa ini. Pola-pola warna pelangi menunjukkan pergeseran tanah Kumamoto dan sekitarnya akibat gempa ini berdasarkan citra radar satelit Palsar-2 yang diolah dengan teknik interferometri SAR (synthethic apperture radar). Sumber: GIS Japan, 2016.

Segmen yang cukup luas dan kedalaman sumber gempa yang sangat dangkal berimplikasi buruk terhadap kota Kumamoto dan halaman belakangnya. Sekujur kota terguncang sangat keras dengan intensitas getaran hingga 9 MMI (modified mercalli intensity). Praktis dalam guncangan sebesar ini hanya bangunan-bangunan yang memang dirancang tahan gempa sajalah yang masih sanggup bertahan. Guncangan yang sangat keras juga menyebabkan tebing-tebing yang relatif curam mengalami kegagalan. Massa tanah dan batuan di tebing-tebing tersebut pun bergerak melongsor, yang terjadi dimana-mana. Secara akumulatif 716 ribu jiwa tinggal di kawasan yang mengalami guncangan hingga sebesar 9 MMI. Sementara 391 ribu jiwa dan 551 ribu jiwa lainnya tinggal di kawasan yang masing-masing tergetarkan hingga 8 dan 7 MMI.

Gempa utama (magnitudo 7,0) dari pematahan ini melepaskan energi hingga 560 kiloton TNT. Ini hampir menyamai energi Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Russia tiga tahun silam. Sementara dua gempa pendahulu dengan masing-masing magnitudo 6,2 dan 6,0 melepaskan energi 35 dan 18 kiloton TNT. Layaknya kejadian gempa bumi tektonik umumnya, Gempa Kumamoto 2016 juga diikuti dengan gempa-gempa susulan (aftershock). Ini merupakan rangkaian pelepasan energi tambahan sebagai bagian dari upaya segmen yang telah terpatahkan untuk menyetabilkan dirinya dan membentuk keseimbangan baru dengan lingkungannya. Hingga kini telah terjadi ratusan gempa susulan. Secara akumulatif, energi yang terlepaskan dan merambat dari tiga gempa kuat yang mengguncang Kumamoto dan ratusan gempa-gempa susulannya mungkin sudah melebihi 700 kiloton TNT. Sebagai pembanding, letusan bom nuklir Hiroshima melepaskan energi 20 kiloton TNT. Sehingga secara akumulatif energi yang terlepaskan dan merambat sebagai gelombang gempa dalam kejadian Gempa Kumamoto 2016 telah 35 kali lipat lebih besar dari bom nuklir Hiroshima.

Gambar 5. Kawasan yang mengalami getaran sangat kuat dengan intensitas mulai dari intensitas getaran 7 MMI hingga 9 MMI dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak hampir seluruh kota Kumamoto tercakup ke dalam kawasan dengan getaran hingga 9 MMI. Sumber: USGS, 2016.

Gambar 5. Kawasan yang mengalami getaran sangat kuat dengan intensitas mulai dari intensitas getaran 7 MMI hingga 9 MMI dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak hampir seluruh kota Kumamoto tercakup ke dalam kawasan dengan getaran hingga 9 MMI. Sumber: USGS, 2016.

Indonesia

Gempa Kumamoto 2016 memberikan gambaran yang menggelisahkan kepada dunia, tentang bagaimana gempa bumi tektonik ‘menyerang’ dan meluluhlantakkan sebuah kota. Kumamoto sejatinya bukanlah kota pertama di dunia yang mendapat serangan semacam ini. Jepang sendiri memiliki pengalaman buruk serupa, yang terakhir di Kobe dalam bencana Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995. Di Indonesia, kita juga mengenal peristiwa Gempa Yogyakarta 2006 sebagai serangan yang hampir sama. Dan dalam lingkup global, kengerian yang dihadirkan oleh Gempa Haiti 2010, yang menyerang ibukota Port au Prince dan halaman belakangnya, masih sangat berbekas.

Gempa-gempa yang menyerang kota dalam sejarahnya tak perlu tergolong gempa besar. Dalam tiga kejadian tersebut, magnitudonya bahkan tak ada yang lebih besar dari 7,0. Namun kombinasi sumber gempa yang di dekat/tepat di bawah kota dengan kedalaman sumber yang sangat dangkal di satu sisi serta padatnya penduduk dan bangunan-bangunan yang bermutu buruk menyebabkan korban manusia dan kerugian material yang direnggutnya bisa melangit.

Jepang pernah merasakan pengalaman buruk sebelumnya di kota Kobe. Sebelum 1995 TU, Jepang tak menyangka bahwa Kobe bakal digempur gempa kuat. Kota ini relatif jauh dari lintasan sesar besar MTL. Baru di kemudian hari ketahuan bahwa salah satu cabang sesar besar MTL melintas di halaman belakang Kobe. Di lepas pantainya terdapat sebuah pulau Awaji yang kecil, dipisahkan oleh selat Akashi dengan daratan Kobe. Siapa sangka, dari pulau inilah bencana melanda. Sesar Nojima yang menyembul di sisi barat pulau mendadak terpatahkan pada Senin 17 Januari 1995 TU. Pematahan ini bahkan menjalar hingga ke sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi yang ada di daratan Kobe. Secara keseluruhan pematahan itu terjadi dalam segmen sepanjang lebih dari 50 km pada empat sesar tersebut, dengan lentingan mendatar menganan hingga sejauh 1,5 meter. Gempa dengan magnitudo 6,9 pun meletup, yang kemudian dikenal sebagai bencana Gempa Hanshin-Agung Awaji 1995. Inilah bencana gempa bumi tektonik termahal dalam sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Selain merenggut nyawa lebih dari 6.000 orang, Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 juga meruntuhkan ribuan bangunan dan merusak banyak sarana infrastruktur dengan total kerugian hingga lebih dari US $ 200 milyar.

Gambar 6. Peta kota Kobe dan sekitarnya beserta sumber Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 yang meremukkan kota dan menjadikannya bencana alam termahal sepanjang sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Nampak sesar Nojima (A) serta sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi (ketiganya di B). Jalinan sesar Nojima dengan sesar-sesar lainnya inilah yang membuat gelombang gempa memperoleh jalan tol-nya langsung ke kota Kobe. Sumber: Koketsu dkk, 1998.

Gambar 6. Peta kota Kobe dan sekitarnya beserta sumber Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 yang meremukkan kota dan menjadikannya bencana alam termahal sepanjang sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Nampak sesar Nojima (A) serta sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi (ketiganya di B). Jalinan sesar Nojima dengan sesar-sesar lainnya inilah yang membuat gelombang gempa memperoleh jalan tol-nya langsung ke kota Kobe. Sumber: Koketsu dkk, 1998.

Indonesia juga punya pengalaman serupa yang mengambil tempat di Yogyakarta, di sisi selatan dan timur Gunung Merapi. Sebelum 2006 TU, di kawasan ini telah dikenal adanya sesar Opak meski aktif tidaknya masih menjadi perdebatan. Namun Indonesia tak pernah mengira bahwa sekira 10 km di sebelah timurnya dan sejajar dengan sesar Opak ada sesar lain yang siap terpatahkan. Inilah sesar Oya, yang mengukir paras Bumi diatasnya sebagai lembah yang dialiri Sungai Oya (anak Sungai Opak) di lingkup Pegunungan Seribu. Siapa sangka, Sabtu pagi 27 Mei 2006 TU segmen sepanjang 20 km dalam sesar ini terpatahkan. Meletuplah Gempa Yogyakarta 2006 yang bermagnitudo 6,4. Jalinan antar sesar yang rumit di kawasan ini, mulai dari sesar Oya, Siluk, Opak, Progo, Dengkeng dan lain-lain membuat gelombang gempa seakan menemui jalan bebas hambatan untuk merambat kemana-mana. Tak sekedar itu, getaran keras yang ditimbulkannya mengguncang dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang relatif lunak dan belum terpadatkan. Di sini gelombang gempa menjadi terkuatkan (teramplifikasi), hingga memproduksi getaran berintensitas 8 MMI. Akibatnya dataran Bantul dan Prambanan-Klaten pun hancur lebur. Puluhan ribu bangunan bermutu rendah dan medium ambruk, dengan lebih dari 5.000 jiwa terenggut.

Kasus paling ekstrim dari gempa bumi yang menyerang kota adalah Gempa Haiti 2010. Buruknya mutu bangunan di kawasan ibukota Port au Prince dan halaman belakangnya menghasilkan malapetaka luar biasa kala gempa bermagnitudo 7,0 menerjang pada Selasa sore 12 Januari 2010 TU. Sumbernya adalah sebuah sesar tak dikenal yang berhubungan dengan sistem sesar Enriquillo-Plantain Garden. Seperti halnya kejadian Gempa Yogyakarta 2006, pematahan yang terjadi pada sumber Gempa Haiti 2010 tak muncul ke paras Bumi. Namun dampaknya sangat menghancurkan. Port au Prince diporak-porandakan oleh getaran sangat keras, dengan intensitas hingga 9 MMI. Ratusan ribu bangunan ambruk. Korban jiwa tak dapat diketahui sepenuhnya seiring buruknya administrasi pemerintah Haiti, namun diperkirakan mencapai 160.000 orang. Pemerintah Haiti sendiri menyatakan korban jiwanya mencapai 316.000 orang, jumlah yang dianggap terlalu dibesar-besarkan oleh sejumlah kalangan.

Gambar 7. Jalinan rumit antar sesar di Pegunungan Seribu dan dataran Yogyakarta-Bantul (tidak semuanya diperlihatkan). Nampak sumber Gempa Yogyakarta 2006 di sesar Oya (lembah sungai Oya). Meski sumber gempa terletak di daerah yang batuannya relatif keras, namun jalinan sesar-sesar yang rumit membuat gelombang gempa melesat di jalan tol-nya menuju ke dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang lunak. Mayoritas korban gempa berjatuhan di sini. Sumber: Tsuji dkk, 2009 dan digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Gambar 7. Jalinan rumit antar sesar di Pegunungan Seribu dan dataran Yogyakarta-Bantul (tidak semuanya diperlihatkan). Nampak sumber Gempa Yogyakarta 2006 di sesar Oya (lembah sungai Oya). Meski sumber gempa terletak di daerah yang batuannya relatif keras, namun jalinan sesar-sesar yang rumit membuat gelombang gempa melesat di jalan tol-nya menuju ke dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang lunak. Mayoritas korban gempa berjatuhan di sini. Sumber: Tsuji dkk, 2009 dan digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Dibanding negara-negara lainnya yang berdiri di atas zona rawan gempa, Jepang relatif beruntung. Pengalaman buruk Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 dan gempa-gempa merusak mematikan sebelumnya sepanjang sejarah serta kemajuan ekonomi negeri sakura itu membuat mereka berani berinvestasi mahal dalam upaya mitigasi gempa bumi. Terutama terkait perangkat keras. Mayoritas bangunan modern di Jepang telah dirancang tahan gempa. Demikian halnya infrastruktur. Di sisi lain, perangkat lunak mitigasi seperti halnya sosialisasi penyelamatan diri saat bencana gempa menerjang pun telah menjadi bagian dari pendidikan sekolah.

Segala ketekunan dan kesabaran ini nampaknya terbayar pasca 1995 TU. Dalam kejadian Gempa akbar Tohoku 2011 (magnitudo 9,0), tak kurang dari 18.000 jiwa tewas atau hilang. Seluruhnya disebabkan oleh hantaman tsunami besar produk gempa ini, bukan akibat getarannya. Sebagai pembanding, bencana Gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 (magnitudo 9,3) merenggut tak kurang dari 270.000 jiwa (tewas atau hilang) dengan tak kurang dari 207.000 jiwa diantaranya adalah warganegara Indonesia.

Indonesia memang bukan Jepang. Kondisi finansial negeri ini tak memungkinkan untuk menyelenggarakan mitigasi bencana gempa bumi secara massif dalam hal perangkat kerasnya. Namun tidak dengan perangkat lunaknya. Apa yang menggelisahkan dari fenomena gempa yang ‘menyerang’ kota adalah ternyata cukup banyak kota di Indonesia yang berdiri di atas atau di dekat sebuah sesar. Bahkan disebut-sebut tak kurang dari 60 % kota di Indonesia yang demikian. Memang belum tentu sesar yang ada di bawah atau di dekat sebuah kota tergolong aktif. Namun juga banyak yang belum diketahui apakah pernah memproduksi gempa tektonik di masa silam ataukah tidak. Padahal bila sesar tersebut aktif dan melepaskan energinya, dampak yang ditimbulkannya pada kota tersebut akan cukup besar.Siapkah kita?

Referensi :

United States Geological Survey. 2016. M7.0 – 1 km West of Kumamoto-shi, Japan.

Koketsu dkk. 1998. A Fault Model of the 1995 Kobe Earthquake Derived from the GPS Data on the Akashi Kaikyo Bridge and Other Datasets. Earth Planets Space, vol 50 (1998), pp. 803–811.

Tsuji dkk. 2009. Earthquake Fault of the 26 May 2006 Yogyakarta Earthquake Observed by SAR Interferometry. Earth Planets Space, vol 61 (2009), pp. e29-e32.

Bila Jupiter Dihantam Komet dan Asteroid

Gerrit Kernbauer mengira ia akan menjalani Rabu 16 Maret 2016 Tarikh Umum (TU) malam seperti halnya malam-malam sebelumnya. Kala itu ia telah menyiapkan kembali senjata utamanya, teleskop reflektor (pemantul) becermin obyektif 20 sentimeter dan telah dirangkai kamera CCD (charged couple device). Sasarannya mengamati langit malam kala kondisi memungkinkan. Rutinitas semacam ini sudah dijalani teknisi CAD (computer aided design) di industri logam Austria dengan penuh semangat dalam 17 tahun terakhir. Di sisi bayang-bayang Pegunungan Alpin di kota kecil Modling, pinggiran metropolitan Wina, Kernbauer menggelar teleskopnya di halaman belakang kediamannya. Sepanjang malam itu teleskopnya mengarah ke beragam sudut langit. Terutama ke Jupiter, salah satu permata di langit malam yang juga planet terbesar se-tata surya kita. Teleskopnya bekerja secara otomatis. Sementara kameranya langsung terhubung dengan komputer jinjing (laptop), memungkinkan merekam dan menyimpan hasilnya dalam format video secara otomatis pula.

Gambar 1. Jupiter, diabadikan pada 27 Oktober 2014 TU dinihari. Nampak dua garis kehitaman di cakram planet ini, yang adalah pita ekuatorial sisi utara (kiri bawah) dan pita ekuatorial sisi selatan (kanan atas).Lewat teleskop dan wantariksa, umat manusia telah mengungkap sedikitnya tujuh peristiwa tumbukan komet / asteroid di Jupiter, hingga 2016 TU ini. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 1. Jupiter, diabadikan pada 27 Oktober 2014 TU dinihari. Nampak dua garis kehitaman di cakram planet ini, yang adalah pita ekuatorial sisi utara (kiri bawah) dan pita ekuatorial sisi selatan (kanan atas).Lewat teleskop dan wantariksa, umat manusia telah mengungkap sedikitnya tujuh peristiwa tumbukan komet / asteroid di Jupiter, hingga 2016 TU ini. Sumber: Sudibyo, 2014.

Kernbauer sama sekali tak pernah menduga bahwa malam itu berbeda. Malam yang akan membuatnya dikenal seantero dunia. Semula ia sedikit kecewa kala mengecek hasil rekamannya dan mendapati kualitasnya tidaklah sebagus harapannya. Hari-hari pun berlalu sebelum Kernbauer memutuskan mulai menganalisis, lebih dari seminggu kemudian. Didapati bahwa pada 17 Maret 2016 TU pukul 07:18:33 WIB teleskopnya merekam hal yang nampaknya tak biasa di Jupiter. Ada kelipan cahaya sangat singkat yang menyeruak di pinggir timur cakram planet itu. Singkat, hanya 2 hingga 3 detik saja, namun sudah cukup membuatnya terhenyak. Sontak ingatannya terbayang pada peristiwa menggemparkan di pertengahan 1994 TU, yakni saat Jupiter dihantam oleh keping-keping komet Shoemaker-Levy 9.

Namun sebelumnya Kernbauer harus memastikan lebih dahulu bahwa kelipan cahaya yang direkamnya benar-benar berasal dari Jupiter. Bukan akibat fenomena di udara di atas Modling, ataupun gangguan pada teleskop/kamera Kernbauer sendiri. Segera ia memublikasikan video rekamannya ke media sosial. Gayung bersambut. Tak butuh waktu lama sebelum rekaman sejenis mengapung ke jagat maya. Adalah John McKeon, astronom amatir dari Swords di pinggiran metropolitan Dublin (Irlandia) yang juga mengamati Jupiter pada saat yang sama, yang mendukung Kernbauer. Lewat teleskop 28 sentimeter-nya, McKeon merekam kelipan yang sama pula. Dengan dua pengamat berbeda, yang terpisahkan oleh jarak lebih dari 1.600 kilometer satu dengan yang lain, maka jelas sudah kelipan tersebut adalah fenomena yang benar-benar terjadi di Jupiter. Mengacu pada enam fenomena sejenis yang pernah terjadi (dan dianalisis) sebelumnya, dapat dipastikan pula bahwa kelipan cahaya tersebut diakibatkan oleh kepingan asteroid/komet yang jatuh menghantam Jupiter!

Gambar 2. Kelipan cahaya dari tumbukan 17 Maret 2016 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Gerrit Kernbauer (Austria) dan John McKeon (Irlandia) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra yang cukup hati-hati untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Sky & Telescope, 2016.

Gambar 2. Kelipan cahaya dari tumbukan 17 Maret 2016 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Gerrit Kernbauer (Austria) dan John McKeon (Irlandia) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra yang cukup hati-hati untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Sky & Telescope, 2016.

Shoemaker-Levy 9

Sebagai planet terbesar dan termassif se-tata surya kita, Jupiter memiliki wajah ganda dalam hal perilakunya terhadap benda-benda langit mini anggota tata surya yang dikenal sebagai komet dan asteroid. Di satu sisi ia berperan menjadi penggembala kawanan asteroid atau komet, yang membuat mereka stabil di kawasannya masing-masing. Inilah yang membentuk Sabuk Asteroid Utama di antara orbit Mars-Jupiter dan Kelompok Asteroid Trojan Jupiter yang berbagi orbit dengan planet raksasa tersebut. Namun di sisi lain, Jupiter juga kerap iseng mengganggu orbit-orbit komet dan asteroid. Astronomi telah lama mengenal kelompok komet keluarga Jupiter, yakni komet-komet periodik dengan periode pendek (kurang dari 20 tahun). Ciri khasnya adalah senantiasa berada di bawah telapak kaki penjajahan gravitasi Jupiter sepanjang hayatnya. Terhadap komet-komet ini, Jupiter akan mengubah orbitnya secara perlahan-lahan hingga mereka mati akibat kehabisan substansi mudah menguap di parasnya, atau lenyap keluar dari tata surya kita atau bahkan lenyap dari tata surya akibat bertumbukan dengan Jupiter maupun planet lain. Hal yang sama juga berlaku untuk asteroid yang diganggu Jupiter, minus kehilangan substansi mudah menguapnya (yang tak dimiliki asteroid).

Peristiwa tumbukan yang paling terkenal sekaligus melegenda di masa astronomi modern adalah tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2) dengan Jupiter. Peristiwa tersebut berlangsung pada 16 hingga 22 Juli 1994 TU. Komet ini ditemukan pada 23 Maret 1993 TU malam oleh pasangan suami-istri Eugene Shoemaker dan Carolyn Shoemaker serta koleganya David Levy di Observatorium Gunung Palomar, sehingga mendapatkan namanya sebagai komet Shoemaker-Levy 9. Sedari awal komet ini telah memperlihatkan pemandangan, berbentuk untaian mirip mutiara.

Gambar 3. Jupiter dan keping-keping inti komet Shoemaker-Levy 9, dua bulan sebelum tumbukan terjadi berdasarkan bidikan teleskop antariksa Hubble. Jupiter diabadikan pada 18 Mei 1994 TU sementara komet Shoemaker-Levy 9 sehari sebelumnya. Hasil kedua bidikan yang berbeda lantas digabung menjadi satu untuk keperluan ilustrasi. Sumber; NASA, 1994.

Gambar 3. Jupiter dan keping-keping inti komet Shoemaker-Levy 9, dua bulan sebelum tumbukan terjadi berdasarkan bidikan teleskop antariksa Hubble. Jupiter diabadikan pada 18 Mei 1994 TU sementara komet Shoemaker-Levy 9 sehari sebelumnya. Hasil kedua bidikan yang berbeda lantas digabung menjadi satu untuk keperluan ilustrasi. Sumber; NASA, 1994.

Observasi lebih lanjut dan analisisnya menghasilkan kesimpulan mengejutkan. Komet Shoemaker-Levy 9 menampakkan bentuk mirip mutiaranya karena inti kometnya telah terpecah-belah menjadi sedikitnya 21 kepingan besar. Lebih mengejutkan lagi, komet Shoemaker-Levy 9 tidaklah mengedari Matahari layaknya komet-komet lainnya, melainkan mengelilingi Jupiter hingga berperan sebagai satelit alaminya. Ia beredar mengelilingi Jupiter dengan periode 2 tahun dalam orbit sangat lonjong. Titik apojove-nya, yakni titik terjauh dari pusat Jupiter, adalah 49 juta kilometer atau masih lebih jauh ketimbang satelit alamiah terjauh Jupiter yakni S/2000 J2 yang memiliki apojove 37 juta kilometer. Sebaliknya titik perijove-nya, yakni titik terdekat dari pusat Jupiter, hanya sebesar 45.000 kilometer saja atau jauh lebih kecil ketimbang jari-jari Jupiter (yakni 70.000 kilometer). Dengan orbit seperti ini kesimpulan mengejutkan berikutnya pun muncul: komet Shoemaker-Levy 9 akan menumbuk Jupiter kala hendak menjangkau titik perijove orbitnya.

Analisis memperlihatkan bahwa 21 kepingan inti komet Shoemaker-Levy 9, yang dimensinya bervariasi antara sekecil 45 meter hingga sebesar 1.270 meter, sebelumnya telah melintas di titik perijove-nya yang sejarak hanya 110.000 kilometer dari pusat Jupiter atau hanya 40.000 kilometer dari parasnya. Momen itu terjadi pada 7 Juli 1992 TU. Dengan jarak sedekat itu, gaya tidal Jupiter berdampak menghancurkan sehingga inti komet pun terpecah-belah ke dalam 21 keping besar. Analisis lebih lanjut juga memperlihatkan komet Shoemaker-Levy 9 mungkin telah mengedari Jupiter sejak 1970 TU. Yakni tatkala ia terperangkap gravitasi Jupiter akibat melintas terlalu dekat hingga dipaksa untuk berubah total menjadi mengedari Jupiter. Semula komet ini mengelilingi Matahari sebagai komet keluarga Jupiter. Sejak 1970 TU itu komet Shoemaker-Levy 9 telah menyelesaikan 9 putaran mengelilingi Jupiter dalam orbit yang ganjil, yakni sangat lonjong, berinklinasi sangat besar dan sangat takstabil. Sebelum terpecah-belah, inti komet Shoemaker-Levy 9 mungkin berdiameter 1,4 kilometer.

Gambar 4. Saat-saat salah satu keping inti komet Shoemaker-Levy 9 menumbuk Jupiter, menghasilkan bola api tumbukan yang sangat terang dalam spektrum cahaya inframerah (kiri). Titik terang di di sisi kanan cakram Jupiter adalah Io, salah satu satelit alamiahnya. Sumber; Max Planck Instutite for Astronomy, 1994.

Gambar 4. Saat-saat salah satu keping inti komet Shoemaker-Levy 9 menumbuk Jupiter, menghasilkan bola api tumbukan yang sangat terang dalam spektrum cahaya inframerah (kiri). Titik terang di di sisi kanan cakram Jupiter adalah Io, salah satu satelit alamiahnya. Sumber; Max Planck Instutite for Astronomy, 1994.

Tumbukan akhirnya terjadi pula sesuai dengan yang diprakirakan sebelumnya, yakni pada 16 hingga 22 Juli 1994 TU. Peristiwa ini menyedot perhatian yang teramat besar. Inilah untuk pertama kalinya umat manusia menyaksikan langsung kedahsyatan tubrukan kosmik kala benda langit mini (dalam hal ini komet) menumbuk sebuah planet dengan kedahsyatan yang tak pernah terbayangkan sebelumnya. Bumi mengalami kejadian serupa 65 juta tahun silam, yang melumat habis kehidupan kawanan dinosaurus hingga punah beserta 75 % kelimpahan makhluk hidup lainnya dalam momen yang dikenal sebagai Peristiwa Kapur-Tersier. Keping-keping komet Shoemaker-Levy 9 berjatuhan ke Jupiter dengan kecepatan 60 km/detik (216.000 km/jam). Total energi kinetik yang dilepaskannya mencapai 300 ribu megaton TNT, atau setara dengan kedahsyatan Letusan Toba Muda 74.000 tahun silam. Tumbukan menghasilkan bercak-bercak hitam mirip mata bengkak, terbesar selebar 12.000 kilometer atau seukuran Bumi kita! Bercak-bercak ini bertahan hingga berbulan-bulan kemudian. Sementara efek dari tumbukan itu sendiri bahkan masih bisa diamati dari Bumi hingga 15 tahun kemudian dalam bentuk melimpahnya kadar air di atmosfer belahan Jupiter bagian selatan.

Gambar 5. Jejak tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 di Jupiter. Kiri: bercak-bercak hitam jejak tumbukan sejumlah kepingan inti komet (dilabeli dengan huruf-huruf tertentu) di hemisfer selatan Jupiter. Diabadikan teleskop antariksa Hubble dalam spektrum sinar ultraungu (panjang gelombang 2.550 Angstrom) pada 21 Juli 1994 TU. Kanan: distribusi kerapatan molekul air (per sentimeter persegi) di Jupiter pada 2009 TU, diabadikan dengan teleskop antariksa Herschel. Nampak konsentrasi molekul air di hemisfer selatan Jupiter, jejak yang masih tersisa dari peristiwa tumbukan dahsyat 15 tahun sebelumnya. Sumber: NASA, 1994 & ESA, 2009.

Gambar 5. Jejak tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 di Jupiter. Kiri: bercak-bercak hitam jejak tumbukan sejumlah kepingan inti komet (dilabeli dengan huruf-huruf tertentu) di hemisfer selatan Jupiter. Diabadikan teleskop antariksa Hubble dalam spektrum sinar ultraungu (panjang gelombang 2.550 Angstrom) pada 21 Juli 1994 TU. Kanan: distribusi kerapatan molekul air (per sentimeter persegi) di Jupiter pada 2009 TU, diabadikan dengan teleskop antariksa Herschel. Nampak konsentrasi molekul air di hemisfer selatan Jupiter, jejak yang masih tersisa dari peristiwa tumbukan dahsyat 15 tahun sebelumnya. Sumber: NASA, 1994 & ESA, 2009.

Asteroid

Selain tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 pada 1994 TU, Jupiter sesungguhnya telah teramati mengalami peristiwa tumbukan dengan benda langit mini hingga sedikitnya enam kali (terhitung sebelum 2016 TU). Peristiwa tumbukan pertama terjadi pada 5 Maret 1981 TU. Peristiwa itu sempat diindra wantariksa (wahana antariksa) Voyager 2 pasca melintas dekat Jupiter dalam perjalanannya mengarungi tata surya kita. Voyager 2 merekam kelipan redup, yang kemudian diidentifikasi sebagai meteor di Jupiter. Analisis memperlihatkan meteor tersebut semula adalah meteoroid yang mungkin berasal dari kepingan asteroid ataupun komet mati. Meteoroid ini kecil saja, diameternya hanya 44 sentimeter (apabila dari komet mati) dengan massa hanya 11 kilogram. Saat memasuki atmosfer Jupiter, ia melepaskan energi kinetik 5.000 kilogram TNT atau setara bom konvensional di Bumi.

Gambar 6. Dinamisnya bercak hitam jejak Tumbukan Wesley dalam 10 hari pertama, diabadikan teleskop IRTF NASA di Hawaii (Amerika Serikat) dan teleskop Carlos Sanchez di Canary (Spanyol) secara terpisah pada spektrum sinar inframerah dekat. Nampak perubahan bentuk bercak dari hari ke hari yang disebabkan oleh sirkulasi dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Sanchez-Lavega dkk, 2011.

Gambar 6. Dinamisnya bercak hitam jejak Tumbukan Wesley dalam 10 hari pertama, diabadikan teleskop IRTF NASA di Hawaii (Amerika Serikat) dan teleskop Carlos Sanchez di Canary (Spanyol) secara terpisah pada spektrum sinar inframerah dekat. Nampak perubahan bentuk bercak dari hari ke hari yang disebabkan oleh sirkulasi dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Sanchez-Lavega dkk, 2011.

Peristiwa kedua adalah tumbukan komet Shoemaker-Levy 9. Sementara peristiwa ketiga adalah kejadian 19 Juli 2009 TU, yang tak kalah menyita perhatian. Ia dikenal sebagai Tumbukan Wesley karena pertama kali dilaporkan Anthony Wesley, pemrogram komputer yang juga astronom amatir dari Murrumbateman (Australia). Selagi mengamati Jupiter dengan teleskop refraktor (pembias) berlensa obyektif 38 sentimeter yang terhubung kamera, Wesley menyadari hadirnya bercak hitam di hemisfer selatan Jupiter pada pukul 20:30 WIB. Observasi lebih lanjut melalui Teleskop Keck dan IRTF (infra red telescope facility) NASA, keduanya bertempat di puncak Gunung Manua Kea di Kepulauan Hawaii (Amerika Serikat), memastikan eksistensi bercak hitam yang dilaporkan Wesley. Bercak tersebut mengandung tanda-tanda yang serupa dengan bercak-bercak produk tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 tepat 15 tahun sebelumnya. Sehingga jelas berasal dari peristiwa tumbukan.

Observasi lebih lanjut dan analisisnya memperlihatkan Tumbukan Wesley disebabkan oleh sekeping asteroid, terlihat dari jejak kaya silikat, silika dan hidrokarbon yang tertinggal dalam bercak serta minimnya karbon monoksida. Asteroid tersebut berukuran 500 meter dengan massa 65 juta ton. Ia jatuh menumbuk sisi jauh Jupiter, yakni hemisfer Jupiter yang sedang mengalami malam hari. Kejadian itu berlangsung dalam rentang waktu antara pukul 16:00 hingga 18:00 WIB. Wesley menjadi sosok pertama yang beruntung menyaksikan jejak tumbukannya. Tumbukan melepaskan energi luar biasa besar, yakni 28.000 megaton TNT atau hampir menyamai energi Letusan Tambora 1815. Tumbukan menciptakan bercak hitam seluas 190 juta kilometer persegi, atau seukuran Samudera Pasifik di Bumi. Area tersebut terpanaskan hingga 3° sampai 4° Celcius di atas suhu normalnya. Tumbukan Wesley sekaligus menjungkirbalikkan anggapan semula yang telah berakar kuat, dimana peluang guna mendeteksi peristiwa tumbukan di Jupiter berbasis teleskop kecil hingga medium (yang banyak digunakan kalangan astronom amatir) dianggap mustahil.

Wesley jugalah yang pertama kali mendeteksi adanya peristiwa tumbukan keempat. Yakni kala ia merekam kelipan cahaya singkat di dekat pinggir barat cakram Jupiter pada 4 Juni 2010 TU pukul 03:31 WIB. Wesley menggunakan radas (instrumen) yang sama persis dengan saat ia mendeteksi peristiwa tumbukan setahun sebelumnya. Namun berbeda dengan peristiwa Tumbukan Wesley, kali ini kelipan cahaya singkat itu tak diikuti munculnya fenomena bercak hitam atau sejenisnya. Mujurnya tak hanya Wesley yang merekam peristiwa ini. Seorang Christopher Go, astronom amatir dari Cebu (Filipina), pun mengamati Jupiter pada saat yang sama. Go bersenjatakan teleskop 28 sentimeter yang dilengkapi kamera. Rekamannya juga memperlihatkan kelipan cahaya singkat, pada waktu yang persis sama dengan hasil rekaman Wesley.

Gambar 7. Kelipan cahaya dari tumbukan 4 Juni 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Anthony Wesley (Australia) dan Christopher Go (Filipina) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 7. Kelipan cahaya dari tumbukan 4 Juni 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Anthony Wesley (Australia) dan Christopher Go (Filipina) pada saat yang sama. Kedua citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Berbekal dua rekaman video yang berbeda ini, maka kejadian tumbukan di Jupiter dapat dipastikan. Kelipan cahaya singkat tersebut adalah meteor-terang (fireball) di Jupiter. Semula ia merupakan meteoroid yang berasal dari kepingan asteroid ataupun komet mati. Diameter meteoroidnya adalah 18,2 meter (apabila dari komet mati), atau setara dengan meteoroid penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013. Dengan massa 790 ton, meteoroid ini melepaskan energi 340 kiloton TNT saat memasuki atmosfer Jupiter sebagai meteor-terang. Sukses Wesley dan Go memperlihatkan bahwa kini manusia memiliki peluang untuk mendeteksi tumbukan benda langit di Jupiter meski meteoroidnya relatif kecil.

Peristiwa tumbukan kelima juga terjadi pada 2010 TU, tepatnya pada 21 Agustus 2010 TU pukul 01:21 WIB. Kali ini giliran para astronom amatir Jepang yang tampil ke panggung. Awalnya Masayuki Takichawa dari Kumamoto yang melaporkan terdeteksinya kelipan cahaya singkat, pada posisi hampir di tengah cakram Jupiter, saat merekam planet itu dengan bersenjatakan teleskop refraktor berlensa obyektifnya 15 sentimeter dan terhubung kamera. Berjam-jam kemudian, konfirmasi datang dari dua astronom amatir berbeda, yakni dari Kazuo Aoki dari Tokyo dan Masayuki Ichimaru dari Toyama. Aoki dan Ichimaru masing-masing menggunakan teleskop refraktor berlensa obyektif berdiameter 23,5 sentimeter dan 12,5 sentimeter (!). Konfirmasi keempat datang dari Takanori Wakamatsu dari Arita. Dengan rekaman yang melimpah, kini dipahami bahwa peristiwa tersebut disebabkan oleh tumbukan meteoroid yang berasal dari kepingan asteroid ataupun komet mati. Diameternya sebesar 16,7 meter (apabila dari komet mati) dengan massa 608 ton. Saat masuk ke atmosfer Jupiter sebagai meteor-terang, ia melepaskan energi hingga 260 kiloton TNT atau 13 kali lebih dahsyat ketimbang letusan bom nuklir Hiroshima.

Gambar 8. Kelipan cahaya dari tumbukan 21 Agustus 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Masayuki Takichawa, Kazuo Aoki dan Masayuki Ichimaru (ketiganya dari Jepang). Ketiga citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Benda langit kecil di sisi kanan bawah citra Takichawa dan Aoki adalah Ganymede, satelit alamiah terbesar Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 8. Kelipan cahaya dari tumbukan 21 Agustus 2010 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi Masayuki Takichawa, Kazuo Aoki dan Masayuki Ichimaru (ketiganya dari Jepang). Ketiga citra telah menjalani pemrosesan citra untuk meningkatkan kualitasnya. Benda langit kecil di sisi kanan bawah citra Takichawa dan Aoki adalah Ganymede, satelit alamiah terbesar Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Dan peristiwa yang terakhir, yakni peristiwa tumbukan keenam, terjadi pada 2012 TU. Tepatnya pada 10 September 2012 pukul 18:35 WIB. Kali ini astronom-astronom amatir Amerika Serikat yang kebagian peranan. Dan berbeda dengan lima peristiwa sebelumnya, peristiwa keenam ini menjadi momen teramatinya tumbukan di Jupiter secara langsung (lewat mata) tanpa rekaman video. Adalah Dan Peterson dari kota kecil Racine (negara bagian Wisconsin) yang berkesempatan menyaksikannya melalui teleskop reflektor becermin obyektif 25 sentimeter. Kelipan cahaya singkat itu berdurasi 2 detik dan terjadi di tepi timur cakram Jupiter. Kelipan tersebut memiliki magnitudo semu sekitar +6, hampir setara magnitudo semu Europa (salah satu satelit alamiah Jupiter) yang ada didekatnya. Berjam-jam kemudian, rekaman videonya diunggah seorang George Hall dari kota Dallas (negara bagian Texas). Dengan rekaman ini maka kejadian tersebut dapat dianalisis lebih lanjut. Peristiwa tumbukan keenam tersebut disebabkan oleh meteoroid berdiameter 19,3 meter (apabila dari komet mati) dengan massa 940 ton yang masuk ke atmosfer Jupiter. Ia melepaskan energi hingga 405 kiloton TNT atau 20 kali lebih dahsyat ketimbang letusan bom nuklir Hiroshima.

Gambar 9. Kelipan cahaya dari tumbukan 10 September 2012 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi George Hall (Amerika Serikat). Citra ini telah menjalani pemrosesan untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 9. Kelipan cahaya dari tumbukan 10 September 2012 di Jupiter dalam citra yang diekstrak dari rekaman observasi George Hall (Amerika Serikat). Citra ini telah menjalani pemrosesan untuk meningkatkan kualitasnya. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Kekerapan

Rekaman hasil observasi Kernbauer dan McKeon memang belum masuk ke meja analisis. Tetapi karena mengandung ciri-ciri yang mirip dengan sedikitnya tiga peristiwa tumbukan terakhir di Jupiter, maka diduga kuat apa yang terekam dalam observasi Kernbauer dan McKeon adalah sebuah peristiwa tumbukan. Jika benar demikian, maka inilah peristiwa tumbukan ketujuh yang pernah teramati umat manusia di Jupiter.

Bagaimana nasib meteoroid, baik yang berasal dari komet maupun asteroid, kala menumbuk Jupiter? Meski dimensinya jauh lebih besar ketimbang Bumi dan demikian halnya massanya, Jupiter bukanlah planet seperti Bumi. Ia tidak memiliki paras (permukaan) keras layaknya Bumi. Struktur Jupiter berlapis-lapis, terbentuk oleh gas yang sifatnya bergantung pada tekanannya. Apa yang selama ini disebut paras Jupiter sejatinya adalah titik-titik yang memiliki tekanan gas 1 bar (setara tekanan atmosfer di paras Bumi). Dari paras ini hingga ke kedalaman tertentu Jupiter masih tetap merupakan lapisan gas. Tekanan gas dalam lapisan gas ini kian membesar sering bertambahnya kedalaman. Saat tekanannya cukup besar, di bawah lapisan gas ini mulailah eksis lapisan Hidrogen cair. Lapisan ini terbentuk tatkala besarnya tekanan gas menyebabkan molekul-molekul gas dipaksa saling mendekat sangat rapat. Di bawah lapisan Hidrogen cair ini terdapat lapisan Hidrogen metalik cair. Pada lapisan ini tekanan gasnya telah demikian besar, yakni minimal 250.000 atmosfer. Tekanan sebesar itu membuat Hidrogen cair mulai menampakkan sifat-sifat ikatan logam, karena inti-inti atom Hidrogennya telah kehilangan ikatan terhadap elektron-elektronnya. Lapisan ini bersifat penghantar listrik. Barulah di bawah lapisan ini, tepatnya di pusat Jupiter, kita akan bersua dengan satu-satunya bagian Jupiter yang padat. Yakni inti Jupiter.

Gambar 10. Bagaimana nasib sebuah meteoroid kecil yang menerobos masuk ke dalam atmosfer Jupiter dalam simulasi Hueso dkk (2013). 0,1 detik setelah memasuki atmosfer, meteoroid berubah menjadi meteor-terang dengan bentuk yang masih utuh di elevasi sekitar 204 kilometer dpj sembari mulai menghamburkan sebagian massanya dan hempasan gelombang kejut ke atmosfer. 0,5 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang mulai memipih di elevasi sekitar 175 kilometer dpj. Kuantitas hamburan massa dan gelombang kejutnya kian meningkat. 0,75 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah terfragmentasi demikian brutal di elevasi sekitar 160 kilometer dpj. 1,25 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah teruapkan tak bersisa di elevasi sekitar 130 kilometer dpj. Hanya gelombang kejutnya yang masih menjalar. 1,6 detik setelah memasuki atmosfer, baik meteor-terang maupun gelombang kejutnya telah benar-benar menghilang di dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Gambar 10. Bagaimana nasib sebuah meteoroid kecil yang menerobos masuk ke dalam atmosfer Jupiter dalam simulasi Hueso dkk (2013). 0,1 detik setelah memasuki atmosfer, meteoroid berubah menjadi meteor-terang dengan bentuk yang masih utuh di elevasi sekitar 204 kilometer dpj sembari mulai menghamburkan sebagian massanya dan hempasan gelombang kejut ke atmosfer. 0,5 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang mulai memipih di elevasi sekitar 175 kilometer dpj. Kuantitas hamburan massa dan gelombang kejutnya kian meningkat. 0,75 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah terfragmentasi demikian brutal di elevasi sekitar 160 kilometer dpj. 1,25 detik setelah memasuki atmosfer, meteor-terang telah teruapkan tak bersisa di elevasi sekitar 130 kilometer dpj. Hanya gelombang kejutnya yang masih menjalar. 1,6 detik setelah memasuki atmosfer, baik meteor-terang maupun gelombang kejutnya telah benar-benar menghilang di dalam atmosfer Jupiter. Sumber: Hueso dkk, 2013.

Dengan dominasi gas di parasnya, bagaimana nasib sebuah meteoroid yang jatuh menumbuk Jupiter?

Pada dasarnya mirip dengan apa yang terjadi di Bumi. Saat sebuah meteoroid kecil, yakni yang diameternya kurang dari 20 meter, menerobos masuk atmosfer Jupiter maka simulasi Hueso dkk (2013) memperlihatkan ia akan mulai terpecah-belah (terfragmentasi) sejak elevasi sekitar 160 kilometer dpj (dari paras Jupiter). Fragmentasi itu kian brutal hingga mencapai puncaknya pada elevasi sekitar 120 kilometer dpj. Setiap pecahan lantas akan teruapkan oleh tekanan ram yang terbentuk. Pecahan terakhir akan sepenuhnya menghilang dalam rentang elevasi antara 100 hingga 80 kilometer dpj. Seluruh material meteoroid kecil lantas tercampur-baur dengan gas-gas dalam Jupiter. Pada meteoroid lebih besar atau bahkan raksasa, misalnya seperti dalam tumbukan komet Shoemaker-Levy 9, meteoroid menembus jauh lebih dalam lagi. Dan bahkan bisa mencapai paras Jupiter ataupun menembus lebih dalam lagi ke dalam lapisan gas. Namun tiadanya permukaan padat membuat hantaman meteroid raksasa pun tak meninggalkan jejak kawah. Hanya material meteoroidnya yang terdispersi ke dalam atmosfer atau lapisan gas untuk kemudian tersebar seiring dinamika atmosfer Jupiter.

Seberapa sering Jupiter menghadapi tumbukan meteoroid kecil? Menurut simulasi Hueso dkk, jika ukuran meteoroidnya ada di antara 5 hingga 20 meter dan bila menggunakan radas observasi astronomi amatir seperti saat ini, maka kekerapan tumbukan di Jupiter yang berpotensi untuk diamati adalah antara 12 hingga 60 kali per tahun. Sebanyak inilah jumlah kejadian tumbukan di Jupiter yang bisa disaksikan manusia, tentunya dalam kondisi ideal. Yakni kala langit benar-benar cerah dan gangguan polusi cahaya minimal.

Referensi :

Beatty. 2016. Another Impact on Jupiter? Sky & Telescope 29 March 2016, Observing News & Celestial Events.

Hueso dkk. 2013. Impact Flux on Jupiter, from Superbolides to Large Scale Collisions. Astronomy & Astrophysics vol. 560, no. A55 (2013), 14 pp.

Crawford. 1997. Comet Shoemaker-Levy 9 Fragment Size and Mass Estimates from Light Flux Observations. 28th Lunar and Planetary Science Conference, conference paper, p.267.

Cavalie dkk. 2013. Spatial Distribution of Water in the Stratosphere of Jupiter from Herschel HIFI and PACS Observations. Astronomy & Astrophysics vol. 553, no. A21 (2013), 16 pp.

Sanchez-Lavega dkk. 2011. Longterm Evolution of the Aerosol Debris Cloud Produced by the 2009 Impact of Jupiter. Icarus, vol. 214 no. 2 (August 2011), p 462-476.

Longsor Clapar (Banjarnegara) yang Membuat Hati Bergetar

Jembatan itu pendek saja. Ia membentang di sebuah batang air kecil tak bernama yang menghilir ke tenggara hingga bermuara di Sungai Serayu. Serayu adalah sungai legendaris yang menjadi uratnadi utama Kabupaten Banjarnegara dan kabupaten/kota lainnya di propinsi Jawa Tengah bagian barat daya. Pada jembatan pendek inilah membentang sepenggal jalur jalan raya utama penghubung Kecamatan Madukara dan kecamatan-kecamatan lainnya di pinggir timur dan utara Kabupaten Banjarnegara dengan ibukotanya. Selama ini ia berdiri kokoh menjalankan tugasnya. Tak terhitung kendaraan, baik bermotor maupun tidak, dan makhluk hidup, baik manusia maupun hewan, yang pernah melintasinya sepanjang masa tugasnya. Setidaknya hingga Kamis 24 Maret 2016 Tarikh Umum (TU) lalu kala sebuah peristiwa menggetarkan terjadi: bencana tanah longsor Clapar.

Gambar 1. Jembatan kecil yang menjadi saksi bisu bencana longsor Clapar pada hari-hari awal bencana itu. Jalan yang semula melintasi jembatan ini nampak sudah mulai terputus. Di hari-hari berikutnya penggal jalan raya ini kian jauh beringsut sekaligus tertimbuni lumpur oleh longsor rayapan yang terjadi. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Gambar 1. Jembatan kecil yang menjadi saksi bisu bencana longsor Clapar pada hari-hari awal bencana itu. Jalan yang semula melintasi jembatan ini nampak sudah mulai terputus. Di hari-hari berikutnya penggal jalan raya ini kian jauh beringsut sekaligus tertimbuni lumpur oleh longsor rayapan yang terjadi. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Dan kini jembatan tak bernama itu pula yang menjadi salah satu fokus perhatian dalam bencana tanah longsor Clapar. Betapa tidak, sepenggal jalan raya yang membentang dari jembatan, yang secara administratif terletak di Rukun Warga (RW) 01 Desa Clapar Kecamatan Madukara, mendadak meliuk. Tanah yang mengalasinya secara tiba-tiba lebih lembek menjadi fluida laksana bubur. Sepenggal jalan raya itu pun menghanyut oleh aliran massa tanah dalam bencana tersebut. Tak sekedar merusak jalan raya, gerakan tanah yang sama membuat banyak rumah dibikin berantakan.

Mujurnya bencana longsor Clapar berjenis longsor rayapan (soil creep) yang secara alamiah terjadi secara perlahan-lahan. Sehingga pada satu sisi memberikan kesempatan bagi masyarakat yang bertempat tinggal di lokasi bencana dan sekitarnya untuk menyelamatkan diri. Inilah yang membedakan bencana longsor Clapar dengan bencana longsor dahsyat yang mendera Banjarnegara sepanjang sejarahnya. Mulai dari bencana longsor Legetang, Sijeruk hingga yang termutakhir Jemblung. Meski di sisi lain, perkembangan longsor rayapan dapat membuat area yang terdampak meluas, yang berimbas pada membengkaknya kerugian material dan jumlah pengungsi.

Gambar 2. Salah satu rumah permanen yang menjadi korban bencana longsor Clapar di hari-hari awal. Nampak ia rusak parah, telah retak separuh. Pada hari-hari berikutnya rumah ini kian rusak dan akhirnya runtuh sepenuhnya seiring gerakan tanah yang terus terjadi dalam longsor rayapan ini. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Gambar 2. Salah satu rumah permanen yang menjadi korban bencana longsor Clapar di hari-hari awal. Nampak ia rusak parah, telah retak separuh. Pada hari-hari berikutnya rumah ini kian rusak dan akhirnya runtuh sepenuhnya seiring gerakan tanah yang terus terjadi dalam longsor rayapan ini. Sumber: Sutopo Purwo Nugroho/BNPB, 2016.

Saat gerakan tanah diawali pada 24 Maret 2016 TU pukul 19:00 WIB, yang disusul pada 25 Maret 2016 TU pukul 01:30 WIB dan pukul 06:00 WIB, luas area longsornya masih sebatas 5 hektar dengan keliling area 1,2 kilometer. Dampak yang diakibatkannya meliputi 9 rumah rusak berat, 3 rumah rusak sedang dan 2 rusak ringan dengan 29 rumah lain didekatnya pun dalam kondisi terancam. Jumlah pengungsi mencapai 158 orang. Tetapi berselang seminggu kemudian, yakni Kamis 31 Maret 2016 TU, gerakan tanah yang terus terjadi selama seminggu tersebut menyebabkan luas area longsor membengkak menjadi 35 hektar. Jumlah pengungsi pun melonjak menjadi 296 jiwa yang terbagi ke dalam 85 keluarga.

Gambar 3. Lokasi bencana longsor Clapar dalam citra Google Earth tiga dimensi. Area longsor ditandai dengan daerah berbayang putih, khususnya pada hari-hari pertama, yang luasnya 5,3 hektar dengan keliling 1,2 kilometer. Nampak alur jalan raya Madukara-Banjarnegara yang melintasi area longsor. Di latar belakang terlihat kota Banjarnegara. Di hari-hari berikutnya area longsor Clapar kian meluas seiring terus terjadinya gerakan tanah dalam longsor rayapan. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah & Andri.

Gambar 3. Lokasi bencana longsor Clapar dalam citra Google Earth tiga dimensi. Area longsor ditandai dengan daerah berbayang putih, khususnya pada hari-hari pertama, yang luasnya 5,3 hektar dengan keliling 1,2 kilometer. Nampak alur jalan raya Madukara-Banjarnegara yang melintasi area longsor. Di latar belakang terlihat kota Banjarnegara. Di hari-hari berikutnya area longsor Clapar kian meluas seiring terus terjadinya gerakan tanah dalam longsor rayapan. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah & Andri.

Mengapa bencana tanah longsor Clapar bisa terjadi?

Kemiringan dan Kondisi

Longsor rayapan di Clapar tak bisa dilepaskan dari takdir kebumian Banjarnegara dengan geologinya yang khas. Sebagai daerah yang bertempat di kawasan Pegunungan Serayu dan tepat di sisi utara daerah Karangsambung (Kebumen), Banjarnegara menderita tekanan yang kuat dari arah selatan selama berjuta-juta tahun. Akibatnya lempung dan napal yang mengalasi sebagian Banjarnegara seakan diremas-remas dengan sangat kuat, membuatnya rapuh. Tak hanya itu, tanah Banjarnegara pun dicabik-cabik oleh aktivitas tektonik. Sehingga beragam jenis sesar saling silang siur di kawasan ini. Proses serupa juga dialami Kebumen bagian utara, yang bahkan lebih kompleks sehingga membentuk daerah Karangsambung yang khas.

Desa Clapar dan sekitarnya berdiri di atas bebatuan sedimen formasi Rambatan yang terdiri atas serpih, napal dan batupasir mengandung gamping (karbonat). Dengan ketebalan sekitar 370 meter, formasi Rambatan dibentuk oleh pengendapan di lingkungan dasar laut yang terbuka. Pengendapan terjadi pada masa Miosen Awal hingga Miosen Tengah (23 hingga 16 juta tahun silam), menjadikannya satuan batuan tertua di Banjarnegara. Evaluasi oleh Fadlin, geolog Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto, di lokasi bencana Clapar, menguak kekhasan lain. Batuan formasi Rambatan di Clapar telah cukup lapuk akibat dipanasi secara terus-menerus dalam periode yang cukup lama pada waktu tertentu, kemungkinan di kala Pleistosen (antara 2,5 hingga 0,1 juta tahun silam).

Gambar 4. Penampang melintang lereng bukit yang mengalami longsor rayapan dalam bencana longsor Clapar, di hari-hari pertama. Penampang melintang ini berimpit dengan sumbu area longsor yang berarah barat-barat daya ke timur-tenggara. Nampak posisi mahkota longsor dan lidah longsor serta jalan raya Madukara-Banjarnegara. Panah tebal putus-putus menunjukkan arah gerakan tanah. sementara tanda persen (%) menunjukkan persentase kemiringan lereng pada suatu titik. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah.

Gambar 4. Penampang melintang lereng bukit yang mengalami longsor rayapan dalam bencana longsor Clapar, di hari-hari pertama. Penampang melintang ini berimpit dengan sumbu area longsor yang berarah barat-barat daya ke timur-tenggara. Nampak posisi mahkota longsor dan lidah longsor serta jalan raya Madukara-Banjarnegara. Panah tebal putus-putus menunjukkan arah gerakan tanah. sementara tanda persen (%) menunjukkan persentase kemiringan lereng pada suatu titik. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan basis Google Earth serta data dari Nurmansyah.

Sumber panasnya adalah magma, yang melesapkan cairan hidrotermal ke dalam lapisan batuan formasi Rambatan disekelilingnya. Sehingga terjadi proses alterasi hidrotermal yang kuat. Jejak magma tersebut masih terlihat di kecamatan Pagentan sebagai batuan beku terobosan (intrusi) sejarak 4 kilometer sebelah utara-timur laut Clapar. Batuan beku dalam intrusi tersebut merupakan diorit, terbentuk saat magma panas membeku secara berangsur-angsur jauh di dalam tanah sehingga menghasilkan bekuan gelap dengan butir-butir sedang hingga kasar. Apabila magma panas tersebut sempat keluar ke paras Bumi, maka ia akan membentuk batuan beku andesit. Intrusi diorit di Pagentan bisa saja merupakan fosil gunung berapi, yakni gunung berapi yang telah mati dan tererosi demikian brutal seiring waktu sehingga tinggal menyisakan bagian terkerasnya. Namun untuk itu dibutuhkan penyelidikan lebih lanjut. Yang jelas saat batupasir formasi Rambatan dikukus magma panas secara terus-menerus untuk jangka waktu yang lama, ia pun melapuk. Terbentuklah butir-butir lempung yang terkenal licin sehingga berperan menjadi bidang gelincir dalam banyak bencana tanah longsor.

Selain batuan yang lapuk dan penuh lempung, kekhasan lainnya yang diduga turut berkontribusi dalam bencana Clapar adalah adanya sesar (patahan). Sebuah sesar geser dengan arah utara-selatan melintas di sini. Aktivitasnya tidak diketahui dan kemungkinan besar tak aktif di masa kini. Namun keberadaan sebuah sesar apapun senantiasa diiringi eksisnya zona hancuran. Yakni sebentuk zona selebar beberapa meter hingga beberapa kilometer yang terbentuk sebagai akibat penghancuran batuan akibat gerakan sesar hingga berkumpul di jalur tertentu tepat di mana sesar tersebut melintas. Zona hancuran senantiasa menjadi zona lemah nan rapuh di paras Bumi. Lokasi bencana longsor Clapar nampaknya terletak di sekitar zona hancuran sesar geser tersebut.

Gambar 5. Peta zona kerentanan gerakan tanah sebagian Kabupaten Banjarnegara khususnya kecamatan Madukara dan sekitarnya. Lokasi bencana longsor Clapar ditandai dengan lingkaran merah. Area bencana terletak di zona rentan menengah (untuk lereng bagian atas) dan zona rentan rendah (untuk lereng bagian bawah). Sumber: PVMBG, 2014.

Gambar 5. Peta zona kerentanan gerakan tanah sebagian Kabupaten Banjarnegara khususnya kecamatan Madukara dan sekitarnya. Lokasi bencana longsor Clapar ditandai dengan lingkaran merah. Area bencana terletak di zona rentan menengah (untuk lereng bagian atas) dan zona rentan rendah (untuk lereng bagian bawah). Sumber: PVMBG, 2014.

Dengan kekhasan tersebut, bagaimana longsor Clapar mengambil bentuk yang berbeda dibandingkan kejadian di Legetang, Sijeruk dan Jemblung?

Salah satu faktornya mungkin terletak pada kemiringan lereng di Clapar. Mahkota longsor Clapar terletak di elevasi 837 meter dpl (dari paras laut rata-rata) dengan kemiringan 23 %. Sementara ujung lidah longsor Clapar terletak pada elevasi 705 meter dpl dengan kemiringan 12%. Maka terdapat selisih elevasi 132 meter. Sebagai pembanding mari gunakan kejadian bencana longsor dahsyat Jemblung. Mahkota longsor Jemblung terletak pada elevasi 1.056 meter dpl sementara bagian terendahnya pada elevasi 931 meter dpl. Sehingga selisih elevasi longsor Jemblung adalah 125 meter, sedikit lebih kecil dibanding selisih elevasi longsor Clapar. Akan tetapi kemiringan lereng Jemblung jauh lebih besar, yakni mencapai 47 % di mahkota longsor. Sehingga kemiringan lereng Jemblung terkategori sangat curam. Sebaliknya kemiringan lereng Clapar masih dikategorikan sebagai agak curam. Perbedaan kemiringan lereng ini mungkin menjadi faktor kunci mengapa bencana longsor Clapar bersifat rayapan. Tak mengambil bentuk yang sama dengan bencana longsor Jemblung, walaupun selisih elevasi keduanya relatif mirip.

Kemiringan lereng yang lebih rendah ini pula yang nampaknya mendasari Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) Badan Geologi Kementerian ESDM RI menempatkan area di sekitar lokasi longsor Clapar dalam zona rentan menengah (untuk lereng bagian atas) dan zona rentan rendah (untuk lereng bagian bawah). Bagi zona rentan rendah, potensi terjadinya gerakan tanah akan timbul manakala terjadi gangguan pada lereng tersebut. Sementara bagi zona rentan menengah, potensi gerakan tanahnya adalah lebih besar dibanding zona rentan rendah. Selain gangguan pada lereng, potensi gerakan tanah di zona rentan menengah bisa terjadi pada lereng yang berbatasan dengan lembah sungai, tebing jalan maupun gawir. Terutama saat terjadi hujan deras.

Gambar 6. Peta geologi Kabupaten Banjarnegara bagian timur, yang telah dilekatkan ke citra Google Earth tiga dimensi. Nampak lokasi bencana Clapar terletak di batuan formasi Rambatan, batuan tertua di Banjarnegara. Sedikit ke utara-timur laut dalam jarak sekitar 4 kilometer terdapat intrusi diorit Pagentan, magma yang menelusup di masa silam dan kemudian membeku. Intrusi ini mungkin melesapkan cairan hidrotermal ke batuan disekelilingnya hingga menciptakan fenomena alterasi hidrotermal. Di latar belakang nampak Gunung Telagalele, lokasi bencana longsor dahsyat Jemblung pada 2014 TU silam. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan peta geologi dari P3G, 1998.

Gambar 6. Peta geologi Kabupaten Banjarnegara bagian timur, yang telah dilekatkan ke citra Google Earth tiga dimensi. Nampak lokasi bencana Clapar terletak di batuan formasi Rambatan, batuan tertua di Banjarnegara. Sedikit ke utara-timur laut dalam jarak sekitar 4 kilometer terdapat intrusi diorit Pagentan, magma yang menelusup di masa silam dan kemudian membeku. Intrusi ini mungkin melesapkan cairan hidrotermal ke batuan disekelilingnya hingga menciptakan fenomena alterasi hidrotermal. Di latar belakang nampak Gunung Telagalele, lokasi bencana longsor dahsyat Jemblung pada 2014 TU silam. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan peta geologi dari P3G, 1998.

Evaluasi Fadlin memperlihatkan area lereng di sekitar mahkota longsor Clapar telah berubah menjadi kebun dengan tanaman budidaya berupa salak. Sebagai tumbuhan monokotil, salak memiliki sistem akar serabut. Ia membuat tanah tempatnya tumbuh menjadi gembur. Maka perkebunan salak yang ada pada sebuah lereng menyebabkan lereng tersebut menjadi gembur, sebuah gangguan bagi lereng tersebut. Terletak di zona rentan menengah, maka curahan hujan deras pada lereng yang telah terganggu tersebut akan meningkatkan potensi terjadinya gerakan tanah.

Faktor lainnya yang juga mungkin berperan adalah kondisi tanah. Terkait hal ini ada penelitian menarik dari Purwanto & Listyani (2008), dua geolog dari UPN Veteran dan STTNAS Yogyakarta. Di bawah tajuk tinjauan hidrogeologi dan evaluasi gerakan tanah Kabupaten Banjarnegara, Purwanto & Listyani memperlihatkan bahwa dari 18 titik di 18 desa (pada 11 kecamatan yangberbeda) di Kabupaten Banjarnegara, hampir seluruhnya terkategori sebagai daerah yang labil dan kritis dalam hal keamanan lereng. Dari ke-18 titik tersebut, tujuh diantaranya berada di sekitar Desa Clapar yakni di kecamatan Pagentan dan Wanayasa. Dan dari ketujuh titik tersebut, hanya dua desa yang lebih baik karena tergolong daerah kritis untuk keamanan lereng. Masing-masing desa Pandansari (kecamatan Wanayasa) dan desa Larangan (kecamatan Pagentan). Sisa lima desa lainnya seluruhnya tergolong daerah labil untuk keamanan lereng, sehingga lebih buruk. Yakni desa Karangnangka, Metawana, Sokaraja, Gumingsir (seluruhnya di kecamatan Pagentan) dan desa Suwidak (kecamatan Wanayasa).

Gambar 7. Distribusi rumah-rumah yang mengalami kerusakan dalam aneka tingkatan pada bencana longsor Clapar, hingga Sabtu 26 Maret 2016 TU. Sumber: JejakData.id, 2016.

Gambar 7. Distribusi rumah-rumah yang mengalami kerusakan dalam aneka tingkatan pada bencana longsor Clapar, hingga Sabtu 26 Maret 2016 TU. Sumber: JejakData.id, 2016.

Mayoritas dari ketujuh tempat tersebut memiliki sifat fisik-mekanik tanah yang dipicu oleh airtanah. Beberapa juga memiliki sifat fisik-mekanik litologi yang dapat berubah jika terkena air yang cukup banyak, membuat terjadinya penambahan kadar air yang berlebihan dan tiba-tiba di kala hujan terjadi. Seluruhnya juga memiliki pengaliran air permukaan yang kurang baik, sehingga luapan air pada saat hujan tak bisa segera dibuang. Situasi ini menjadikan tanah tersebut mudah jenuh air. Dan dengan keamanan lereng yang rendah (karena terkategori sebagai daerah kritis atau bahkan labil), potensi terjadinya bencana longsor di musim hujan menjadi sangat besar.

Catatan distribusi curah hujan sepanjang Februari 2016 TU dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Klimatologi Semarang memperlihatkan Kabupaten Banjarnegara bagian timur menerima curah hujan yang tinggi, yakni antara 301 hingga 400 milimeter untuk bulan itu. Sehari sebelum bencana longsor Clapar terjadi, hujan deras pun masih mendera kawasan ini. Kombinasi lereng yang telah terganggu (akibat berkembangnya perkebunan salak), kondisi tanah yang pengaliran air permukaannya kurang baik sehingga luapan air saat hujan tak bisa segera hilang dan akumulasi hujan deras yang mungkin menjenuhkan kadar air dalam tanah nampaknya menjadi faktor-faktor yang berkontribusi dalam bencana ini.

Gambar 8. Dinamika curah hujan berdasarkan citra satelit pada Rabu 23 Maret 2016 TU antara pukul 15:00 hingga 20:00 WIB, sehari sebelum bencana longsor Clapar mulai terjadi. Dibangkitkan dengan kanal Hydro Estimator Rainfall pada laman RealEarth. Sumber: RealEarth, 2016.

Gambar 8. Dinamika curah hujan berdasarkan citra satelit pada Rabu 23 Maret 2016 TU antara pukul 15:00 hingga 20:00 WIB, sehari sebelum bencana longsor Clapar mulai terjadi. Dibangkitkan dengan kanal Hydro Estimator Rainfall pada laman RealEarth. Sumber: RealEarth, 2016.

Berbenah

Bencana Clapar memang berjenis rayapan, sehingga tak merenggut korban luka-luka atau bahkan korban jiwa. Maka ia tidaklah sedramatis bencana longsor dahsyat seperti di Jemblung pada akhir 2014 TU yang merenggut lebih dari 100 nyawa. Namun begitu ia tetap menghadirkan keperihan teramat dalam yang menggetarkan hati. Banyak penyintas (survivor) yang terguncang saat mendapati tempat tinggal mereka mendadak retak-retak parah, yang memaksanya harus mengungsi. Rasa kaget yang lebih besar terjadi di hari-hari berikutnya, saat rumah-rumah yang ditinggal mengungsi ternyata sudah lenyap dari paras Bumi, hancur porak-poranda seiring gerakan tanah yang terus terjadi.

Gambar 9. Akumulasi curah hujan di propinsi Jawa Tengah sepanjang Februari 2016 TU. Nampak lokasi bencana longsor Clap[ar berada di kawasan yang mengalami curah hujan akumulatif tinggi, yakni antara 301 hingga 400 milimeter dalam bulan itu. Sumber: BMKG, 2016.

Gambar 9. Akumulasi curah hujan di propinsi Jawa Tengah sepanjang Februari 2016 TU. Nampak lokasi bencana longsor Clap[ar berada di kawasan yang mengalami curah hujan akumulatif tinggi, yakni antara 301 hingga 400 milimeter dalam bulan itu. Sumber: BMKG, 2016.

Relokasi para korban ke tempat pemukiman yang baru menjadi kebutuhan mutlak untuk jangka pendek. Demikian halnya relokasi sepenggal jalan raya Madukara-Banjarnegara yang terputus dalam bencana ini. Dalam jangka panjang, Pemerintah Kabupaten Banjarnegara nampaknya musti berbenah. Pemukiman-pemukiman yang terletak di area rawan musti dipetakan. Sistem peringatan dini bencana longsor sebaiknya juga dipasang di tempat-tempat rawan. Dan yang lebih penting lagi, bagaimana mengupayakan rekayasa teknik untuk meminimalkan potensi gerakan tanah. Kita memang tak dapat berbuat apa-apa dengan kondisi tanah dan curah hujan. Namun pengaliran air permukaan di area yang rawan dapat diperbaiki dengan pembuatan dan pemeliharaan sistem drainase secara rutin.

Referensi :

Nurmansyah. 2016. komunikasi personal.

Andri Sulistyo. 2016. komunikasi personal.

Purwanto & Listyani. 2008. Tinjauan Hidrogeologi dan Evaluasi Gerakan Tanah di Wilayah Kabupaten Banjarnegara. Makalah dalam Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi 2008, Institut Sains dan Teknologi AKPRIND, Yogyakarta.

Kamtono dkk. 2005. Studi Potensi Batuan Induk pada Sub Cekungan Banyumas dan Serayu Utara. RISET – Geologi dan Pertambangan jilid 15 no. 1 Tahun 2005.

Iswinarno. 2016. Akademisi Anggap Longsor di Desa Clapar Akibat Manusia dan Alam. Reportase Merdeka.com Rabu 30 Maret 2016.

Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016, Gerhana yang tak Diikuti Shalat Gerhana

Rabu 23 Maret 2016 senja. Jika Matahari terbenam, atau azan Maghrib telah berkumandang, layangkanlah pandangan mata anda ke arah timur. Bila langit cerah atau berbalut sedikit awan, akan terlihat Bulan mengapung rendah di atas ufuk timur. Sekilas pandang, kita akan melihatnya sebagai Bulan bulat bundar penuh khas purnama. Tetapi sesungguhnya sejak terbit hingga pukul 20:53 WIB nanti, Bulan sedang dalam kondisi gerhana Bulan. Inilah gerhana unik yang bernama resmi Gerhana Bulan Penumbral, atau kadang disebut juga gerhana Bulan samar. Inilah jenis Gerhana Bulan yang tak akrab bagi telinga kita. Sebab dalam gerhana jenis ini, jangankan menyaksikan Bulan menghilang sepenuhnya bergantikan obyek sangat redup berwarna kemerah-merahan dalam puncak gerhananya, Bulan setengah meredup pun tak bakal dijumpai.

Gambar 1. Bulan saat mengalami fase gerhana penumbral (kiri) dan purnama pasca gerhana (kanan), diabadikan dengan teleskop yang terangkai kamera dalam momen Gerhana Bulan 4 April 2015 silam. Nampak Bulan sedikit menggelap di sudut kanan atasnya pada saat fase penumbral terjadi. Secara kasat mata penggelapan ini tak teramati. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 1. Bulan saat mengalami fase gerhana penumbral (kiri) dan purnama pasca gerhana (kanan), diabadikan dengan teleskop yang terangkai kamera dalam momen Gerhana Bulan 4 April 2015 silam. Nampak Bulan sedikit menggelap di sudut kanan atasnya pada saat fase penumbral terjadi. Secara kasat mata penggelapan ini tak teramati. Sumber: Sudibyo, 2016.

Lah bagaimana bisa Bulan yang tampak sebagai purnama sesungguhnya sedang mengalami gerhana? Pada dasarnya peristiwa Gerhana Bulan terjadi tatkala tiga benda langit dalam tata surya kita yakni Matahari, Bulan dan Bumi tepat berada dalam satu garis lurus secara tiga dimensi. Atau dalam istilah teknisnya mereka membentuk konfigurasi syzygy. Di tengah-tengah konfigurasi tersebut terletak Bumi. Akibatnya pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bulan terhalangi oleh Bumi. Sehingga membuat Bulan tak memperoleh sinar Matahari yang mencukupi. Atau bahkan tak mendapatkannya sama sekali untuk periode waktu tertentu.

Sebagai imbasnya, Bulan yang sejatinya sedang berada dalam fase Bulan purnama pun temaram atau bahkan sangat redup kemerah–merahan dalam beberapa jam kemudian. Sedikit berbeda dengan Gerhana Matahari, Gerhana Bulan memiliki wilayah gerhana cukup luas meliputi lebih dari separuh bola Bumi yang sedang berada dalam suasana malam. Karena garis tengah Matahari jauh lebih besar ketimbang Bumi, maka Bumi tak sepenuhnya menghalangi pancaran sinar Matahari yang menuju ke Bulan. Sehingga bakal masih ada bagian sinar Matahari yang lolos meski intensitasnya berkurang. Ini membuat wilayah gerhana Bulan pun terbagi ke dalam zona penumbra (bayangan tambahan) dan zona umbra (bayangan utama).

Jenis

Bagaimana gerhana samar yang unik ini bisa terjadi? Pada dasarnya ada tiga jenis Gerhana Bulan. Yang pertama adalah Gerhana Bulan Total (GBT), terjadi kala bayangan utama Bumi sepenuhnya menutupi cakram Bulan tanpa terkecuali. Sehingga Bulan akan nyaris menghilang sepenuhnya saat puncak gerhana tiba, menampakkan diri sebagai benda langit sangat redup berwarna kemerah–merahan. Yang kedua adalah Gerhana Bulan Sebagian (GBS), terjadi kala bayangan utama Bumi tak sepenuhnya menutupi cakram Bulan. Akibatnya Bulan hanya akan lebih redup dan terlihat ‘robek’ di salah satu sisinya dengan persentase tertentu di puncak gerhana. Dan yang terakhir adalah Gerhana Bulan Penumbral (GBP) atau gerhana Bulan samar, yang bisa terjadi kala hanya bayangan tambahan Bumi yang menutupi cakram Bulan, baik menutupi sepenuhnya maupun separo. Tak ada bayangan utama Bumi yang turut menutupi. Dalam gerhana samar ini, Bulan masih tetap mendapatkan sinar Matahari meski intensitasnya sedikit lebih rendah dibanding seharusnya.

Bila Gerhana Bulan Total dan Gerhana Bulan Sebagian mudah diidentifikasi secara kasat mata, tidak demikian halnya dengan Gerhana Bulan Penumbral. Dalam pandangan mata kita, kala Gerhana Bulan Penumbral terjadi Bulan akan tetap terlihat bulat bundar penuh sebagai purnama. Hanya melalui teleskop yang dilengkapi kamera memadai sajalah fenomena gerhana Bulan samar ini bisa disaksikan.

Gerhana Bulan 23 Maret 2016 merupakan gerhana Bulan samar, yang terjadi sebagai konsekuensi dari Gerhana Matahari 9 Maret 2016 tepat 14 hari sebelumnya. Ya, ada hubungan antara dua gerhana tersebut. Pada dasarnya tidak setiap saat purnama diikuti dengan peristiwa Gerhana Bulan, meskipun Gerhana Bulan selalu terjadi tepat pada saat Bulan purnama. Musababnya adalah orbit Bulan yang tak berimpit dengan ekliptika (bidang edar Bumi mengelilingi Matahari), melainkan membentuk sudut sebesar 5°. Karena menyudut seperti ini maka terdapat dua titik potong antara orbit Bulan dan ekliptika, yang dinamakan titik nodal. Mengikuti arah gerak Bulan dalam mengelilingi Bumi, maka kedua titik nodal tersebut terdiri dari titik nodal naik (ascending node) dan titik nodal turun (descending node).

Gambar 2. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk lingkup global. Perhatikan bahwa hanya di wilayah A dan B (baik B1 maupun B2) saja Gerhana Bulan ini bisa dilihat, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 2. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk lingkup global. Perhatikan bahwa hanya di wilayah A dan B (baik B1 maupun B2) saja Gerhana Bulan ini bisa dilihat, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Tidak setiap saat purnama terjadi bertepatan dengan Bulan menempati salah satu dari dua titik nodal ini. Namun begitu Bulan berada di titik ini atau hanya didekatnya saja saat purnama terjadi, peristiwa Gerhana Bulan pun berlangsung. Saat Bulan menempati salah satu titik nodalnya pada saat purnama, maka berselisih setengah bulan kalender kemudian maupun sebelumnya Bulan juga menempati titik nodalnya yang lain bertepatan dengan momen Bulan baru. Inilah yang menyebabkan peristiwa Gerhana Matahari. Dengan kekhasan tersebut, tiap kali terjadi sebuah peristiwa Gerhana Matahari (dimanapun tempatnya di Bumi), maka 14 hari sebelumnya atau 14 hari sesudahnya bakal terjadi Gerhana Bulan. Pada saat tertentu yang jarang terjadi, sebuah peristiwa Gerhana Matahari bahkan bisa didahului dengan Gerhana Bulan pada 14 hari sebelumnya dan diikuti lagi dengan Gerhana Bulan yang lain 14 hari sesudahnya. Jadi ada tiga gerhana berturut-turut, membentuk sebuah parade gerhana.

Indonesia

Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 hanya terdiri dari tiga tahap. Tahap pertama adalah awal gerhana atau kontak awal penumbra (P1) yang terjadi pada pukul 16:40 WIB. Sementara tahap kedua adalah puncak gerhana, yang terjadi pada pukul 18:47 WIB. Magnitudo gerhana saat puncak adalah 0,77. Artinya 77 % cakram Bulan pada saat itu tercakup ke dalam bayangan tambahan Bumi. Dan yang terakhir adalah tahap akhir gerhana atau kontak akhir penumbra (P4) yang terjadi pukul 20:53 WIB. Dengan demikian durasi gerhana Bulan samar ini mencapai 4 jam 13 menit.

Wilayah gerhana untuk Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 melingkupi sebagian besar benua Asia, Australia dan sebagian besar benua Amerika. Hanya Eropa, Afrika, kawasan Timur Tengah dan separuh Brazil yang tak tercakup ke dalam zona gerhana ini. Jika ditelaah lebih detil lagi, wilayah gerhana terbagi menjadi tiga sub-area. Sub-area pertama (sub area A) mengalami seluruh tahap gerhana secara utuh sehingga durasi-tampak di sini setara dengan durasi gerhana. Sub-area ini hanya meliputi Jepang, Indonesia bagian timur, Papua Nugini, sebagian besar Australia, Selandia Baru, Alaska (Amerika Serikat) dan sebagian Canada. Sementara sub-area kedua adalah yang mengalami gerhana secara tak utuh karena gerhana sudah terjadi sebelum Bulan terbit setempat (sub-area B1). Dengan demikian durasi-tampak gerhana pun lebih kecil ketimbang durasi gerhana. Sub-area ini meliputi mayoritas Asia dan sebagian Australia (bagian barat). Dan sub-area ketiga juga mengalami gerhana secara tak utuh, namun karena gerhana belum berakhir meski Bulan sudah terbenam setempat (sub-area B2). Dengan demikian durasi-tampak gerhana pun lebih kecil ketimbang durasi gerhana. Sub-area ini meliputi mayoritas Amerika saja.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk Indonesia. Garis P1 adalah garis yang menghubungkan titik-titik dimana kontak awal penumbra terjadi tepat pada saat Bulan terbit. Sementara garis puncak menghubungkan titik-titik yang mengalami puncak gerhana tepat pada saat Bulan terbit. Seluruh Indonesia mampu menyaksikan peristiwa Gerhana Bulan ini, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 23 Maret 2016 untuk Indonesia. Garis P1 adalah garis yang menghubungkan titik-titik dimana kontak awal penumbra terjadi tepat pada saat Bulan terbit. Sementara garis puncak menghubungkan titik-titik yang mengalami puncak gerhana tepat pada saat Bulan terbit. Seluruh Indonesia mampu menyaksikan peristiwa Gerhana Bulan ini, sepanjang langit tak berawan. Sumber: Sudibyo, 2016.

Indonesia secara umum terbelah menjadi dua. Garis P4, yakni himpunan titik-titik yang mengalami terbitnya Bulan bersamaan dengan awal gerhana, melintas mulai dari sisi barat kepulauan Halmahera di utara, sisi timur Pulau Buru di tengah dan ujung timor pulau Timor di selatan. Seluruh wilayah yang terletak di sebelah timur garis ini tercakup ke dalam sub-area A sehingga mengalami gerhana secara utuh. Termasuk ke dalam kawasan ini adalah segenap pulau Irian, kepulauan Halmahera dan kepulauan Maluku. Hanya di tempat–tempat inilah gerhana terjadi setelah Bulan terbit (atau setelah Matahari terbenam). Sementara sisa Indonesia lainnya harus berpuas diri mengalami gerhana Bulan samar yang tak utuh karena tergolong ke dalam sub-area B1. Bahkan di kota Aceh (propinsi Aceh), Bulan terbit bersamaan dengan puncak gerhana.

Sesuai namanya, gerhana Bulan samar ini nyaris tak dapat dibedakan dengan Bulan purnama biasa. Butuh teleskop dengan kemampuan baik untuk dapat melihatnya. Untuk memotretnya, butuh kamera dengan pengaturan (setting) yang lebih kompleks dan bisa disetel secara manual. Dalam puncak gerhana Bulan samar, jika cara pengaturan kamera kita tepat maka Bulan akan terlihat menggelap di salah satu sudutnya. Detail teknis pemotretan untuk mengabadikan gerhana ini dengan menggunakan kamera DSLR (digital single lens reflex) tersaji berikut ini :

Sayangnya, prakiraan cuaca mengindikasikan sebagian besar Indonesia mungkin tak berpeluang menyaksikan gerhana unik ini. Kanal SADEWA (Satellite Disaster Early Warning System) dari LAPAN (Lembaga Antariksa dan Penerbangan Nasional) mengindikasikan bahwa pada 23 Maret 2016 senja sebagian besar Indonesia diliputi tutupan awan. Tak hanya itu, potensi hujan pun ada dan bahkan di beberapa tempat diprakirakan mengalami hujan deras.

Gambar 4. Prakiraan tutupan awan di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Nampak sebagian besar Indonesia tertutupi awan. Sumber: LAPAN, 2016.

Gambar 4. Prakiraan tutupan awan di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Nampak sebagian besar Indonesia tertutupi awan. Sumber: LAPAN, 2016.

Tanpa Shalat Gerhana

Meski tak familiar di telinga kita, namun gerhana Bulan samar bukanlah fenomena yang jarang terjadi. Sepanjang 2016 Tarikh Umum (TU) ini akan terjadi empat gerhana, masing–masing dua gerhana Bulan dan dua gerhana Matahari. Dan seluruh gerhana Bulan di tahun ini merupakan gerhana Bulan samar.

Bagi Umat Islam ada anjuran untuk menyelenggarakan shalat gerhana baik di kala terjadi peristiwa Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Tapi hal tersebut tak berlaku dalam kejadian Gerhana Bulan Penumbral ini. Musababnya gerhana Bulan samar dapat dikatakan mustahil untuk bisa diindra dengan mata manusia secara langsung. Padahal dasar penyelenggaraan shalat gerhana adalah saat gerhana tersebut dapat dilihat, seperti dinyatakan dalam hadits Bukhari, Muslim dan Malik yang bersumber dari Aisyah RA. Pendapat ini pula yang dipegang oleh dua ormas Islam terbesar di Indonesia, yakni Nahdlatul ‘Ulama dan Muhammadiyah. Keduanya sepakat bahwa saat gerhana tak bisa disaksikan (secara langsung), maka shalat gerhana tak dilaksanakan.

Gambar 5. Prakiraan curah hujan (resolusi 5 kilometer) di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Semakin gelap maka semakin deras hujan yang diprakirakan bakal turun. Nampak hujan diprakirakan bakal terjadi di hampir segenap pulau Sumatra dan sebagian pulau Jawa (kecuali Jawa bagian tengah). Sumber: LAPAN, 2016.

Gambar 5. Prakiraan curah hujan (resolusi 5 kilometer) di Indonesia pada 23 Maret 2016 TU pukul 18:00 WIB berdasarkan analisis kanal SADEWA di LAPAN. Semakin gelap maka semakin deras hujan yang diprakirakan bakal turun. Nampak hujan diprakirakan bakal terjadi di hampir segenap pulau Sumatra dan sebagian pulau Jawa (kecuali Jawa bagian tengah). Sumber: LAPAN, 2016.

Sekilas, tak diselenggarakannya shalat gerhana dalam Gerhana Bulan Penumbral terkesan sedikit mengganjal. Sebab jika dibandingkan dengan penilaian terhadap fenomena alam lainnya, yakni hilaal yang berperanan dalam penentuan awal bulan kalender Hijriyyah khususnya bulan suci Ramadhan dan hari raya Idul Fitri/Idul Adha, sebagian kalangan Umat Islam di Indonesia memiliki tafsiran yang ‘lebih maju’ dari batasan literal. Misalnya Muhammadiyah, yang berpendapat bahwa kosakata “melihat hilaal” dapat disubstitusi menjadi “memperhitungkan“. Sehingga dalam praktiknya penentuan awal bulan kalender Hijriyyah cukup dilakukan dengan perhitungan (hisab). Di sisi lain ada juga Kementerian Agama RI, yang berpendapat kosakata “melihat hilaal” dapat dipertajam menjadi “melihat hilaal dengan peralatan” dan belakangan bahkan “melihat hilaal dengan peralatan dan pengolahan citra/foto.”

Tafsir-tafsir tersebut itu terkesan inkonsisten bila mengantisipasi peristiwa Gerhana Bulan Penumbral ini tak dianjurkan menyelenggarakan shalat gerhana. Secara kasat mata gerhana ini memang sangat sulit disaksikan, bahkan andaikata kita menggunakan teleskop sekalipun. Namun secara perhitungan, Gerhana Bulan sudah terjadi lho (entah apapun jenisnya). Dan jika pengamatan dilengkapi dengan teknik pengolahan citra yang menjadi standar bagi astronomi, gerhana yang samar ini juga bakal terlihat lho. Jadi?