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.

Iklan

Asteroid Jatuh di Samudera Atlantik dan (Mungkin di) India

Sabtu 6 Februari 2016 Tarikh Umum (TU) seharusnya menjadi salah satu tanggal yang dikenang dalam astronomi modern. Inilah saat dimana dua peristiwa berbeda yang sempat diduga terkait dengan tumbukan benda langit (meteor) terjadi di dua belahan dunia yang berbeda. Peristiwa pertama mengambil arena di kota kecil Vellore, negara bagian Tamil Nadu (India). Dimana tiga orang mengalami luka-luka akibat hempasan repihan kaca dan logam di sebuah kampus perguruan tinggi. Salah seorang bahkan luka-lukanya cukup berat hingga akhirnya berpulang di tengah perjalanan ke rumah sakit. Semula muncul dugaan peristiwa yang merenggut korban jiwa dan luka ini akibat jatuhnya obyek dari langit, dengan meteor sebagai salah satu kandidat tersangka.
Pada saat hampir sama, meteor sesungguhnya justru menuju ke Bumi dengan mengambil titik tumbuk di seberang benua. Tepatnya di tengah-tengah Samudera Atlantik bagian selatan, sejarak 1.940 kilometer sebelah timur-timur laut kota Rio de Janeiro (Brazil). Meteor yang sangat terang hingga berkualifikasi boloid ini nampaknya berasal dari sebongkah asteroid yang massanya hampir 480 ton. Ia melepaskan hampir segenap energi kinetiknya, yang sedikit lebih besar dibanding separuh kekuatan ledakan bom nuklir Hiroshima, di ketinggian atmosfer. Luar biasanya lagi, dengan energi yang terlepas sebesar itu hampir tak seorang pun yang menyadarinya. Badan ruang angkasa Amerika Serikat (NASA) baru melansir terjadinya peristiwa ini dalam dua minggu kemudian.

India

Kampus Bharatidasan Engineering College adalah sebuah kampus perguruan tinggi teknik yang berlokasi di kota kecil Vellore, negara bagian Tamil Nadu, India. Sebuah ledakan menggelegar di lapangan kampus ini pada Sabtu 6 Februari 2016 TU siang, kala rutinitas akademis berlangsung seperti hari-hari biasanya. Kaca-kaca jendela dari ruangan-ruangan yang menghadap ke lapangan pun bergetar keras. Bahkan kaca dari lima buah bus yang sedang parkir di lapangan itu pun bergetar keras dan pecah berkeping-keping. Di dekatnya dijumpai sebuah lubang aneh dengan garis tengah sekitar 1,5 meter dan kedalaman sekitar 1 meter. Tak jauh darinya dua orang tergeletak berlumuran darah, masing-masing Kamaraj (40 tahun) dan Sultan (57 tahun). Malang bagi Kamaraj, luka-lukanya terlalu parah sehingga ia berpulang selagi dalam perjalanan menuju rumah sakit Vaniyambadi, pusat medis terdekat. Selain Kamaraj dan Sultan, seorang mahasiswa tingkat tiga bernama Santosh (20 tahun) pun dilaporkan mengalami luka-luka ringan dalam bentuk gangguan pendengaran. Baik Sultan maupun Santosh segera dilarikan ke rumah sakit Tirupattur, yang fasilitasnya lebih lengkap, untuk segera menjalani perawatan lebih lanjut.

Gambar 1. Lokasi kampus Bharatidasan Engineering College di Vellore, negara bagian Tamil Nadu (India) beserta citra satelitnya. Tanda bintang (*) adalah prakiraan lokasi terbentuknya lubang aneh yang diduga produk tumbukan benda langit. Sumber: Google Maps, 2016.

Gambar 1. Lokasi kampus Bharatidasan Engineering College di Vellore, negara bagian Tamil Nadu (India) beserta citra satelitnya. Tanda bintang (*) adalah prakiraan lokasi terbentuknya lubang aneh yang diduga produk tumbukan benda langit. Sumber: Google Maps, 2016.

Kepolisian Vellore yang segera datang ke tempat kejadian awalnya menduga ledakan ini disebabkan oleh bahan peledak biasa. Mereka menjelaskan bahwa tepat sebelum saat kejadian, dua tukang kebun kampus yang masing-masing bernama Sasikumar (42 tahun) dan Murali (26 tahun) membersihkan taman kampus dari rerumputan dan segala jenis sampah lainnya. Sampah tersebut lalu ditumpuk di salah satu sudut lapangan, lalu dibakar. Api dari pembakaran itu nampaknya secara tak sengaja menyulut batang selatin ledak yang telah terbengkelai dan tertimbun tanah. Selatin ledak atau gelignite adalah bahan peledak konvensional hasil campuran antara nitrogliserin (nitroselulosa), bubur kayu dan natrium/kalium nitrat. Bahan peledak ini disintesis pertama kali oleh sosok legendaris Alfred Nobel pada 1875 TU (catatan: benar, Alfred Nobel adalah sosok di balik penghargaan Nobel yang prestisius itu). Penemuan selatin ledak menjadi bagian dari upaya Nobel untuk membuat nitrogliserin lebih stabil. Sehingga mudah diangkut, diperdagangkan dan tak gampang meledak dalam situasi tertentu. Selatin ledak dapat dikatakan sebagai saudara tua dari dinamit, hasil campuran nitrogliserin dengan tanah diatom (kieselguhr) yang juga ditemukan Nobel di kemudian hari namun kemudian jauh lebih populer.

Selatin ledak banyak digunakan di India untuk keperluan-keperluan sipil. Termasuk di antaranya untuk membersihkan dan mempersiapkan lahan sebelum didirikan bangunan. Sejumlah kalangan di India kerap menimbun selatin ledak secara ilegal. Kasus terakhir yang terkait dengannya adalah kejadian di Petlawad (negara bagian Madhya Pradesh) pada 12 September 2015 TU. Saat sebuah gudang dan restoran didekatnya meledak hebat, menewaskan tak kurang dari 105 orang. Penyelidikan lebih lanjut memperlihatkan pemilik gudang, yang turut tewas dalam ledakan tersebut, menimbun selatin ledak dalam jumlah besar secara ilegal.

Masalah mulai membayangi ‘teori’ selatin ledak ini setelah tim penjinak bahan peledak menganalisis lubang aneh tersebut dan lingkungan sekitarnya. Mereka datang lengkap dengan anjing pelacak terlatih. Ternyata tak satupun sisa-sisa substansi selatin ledak yang dijumpai. Bahkan demikian halnya dengan substansi bahan peledak konvensional lainnya yang telah dikenal. Hasil nihil ini memaksa polisi Vellore mengesampingkan ‘teori’ selatin ledak dan memikirkan alternatif penjelasan lain. Dan bersualah mereka dengan apa yang dianggap paling mungkin: jatuhnya benda langit. Meteor pun segera beranjak menjadi salah satu kandidat tersangka dalam peristiwa di Vellore. Terlebih setelah sebuah tim ISRO (Indian Space Research Organization) berhasil mengangkat sekeping benda aneh seukuran 2 cm seberat 10 gram yang sekilas nampak mirip meteorit. Benda mirip meteorit kemudian ditemukan pula di belakang kantin kampus.

Tak pelak mata dunia astronomi pun segera berpaling ke Vellore. Andaikata peristiwa di Vellore benar-benar disebabkan oleh tumbukan benda langit, maka inilah kejadian pertama sepanjang sejarah modern yang berakibat fatal bagi manusia. Sebelumnya hanya ada catatan hewan-hewan yang dilaporkan terbunuh akibat hantaman meteor di paras Bumi. Misalnya ratusan ekor rusa yang bergelimpangan dalam Peristiwa Tunguska (Russia) pada 30 Juni 1908 TU. Atau seekor anjing yang tewas dalam Peristiwa Nakhla (Mesir) pada 28 Juni 1911 TU. Dalam peristiwa ini ditemukan meteorit yang kemudian diketahui berasal dari Mars. Dan juga seekor sapi yang terbunuh dalam Peristiwa Valera (Venezuela) pada 15 Oktober 1972 TU. Pada peristiwa Valera juga dijumpai meteorit.

Gambar 2. Tim penjinak bahan peledak sedang menggali dasar lubang aneh yang terbentuk dalam peristiwa di lapangan kampus Bharatidasan Engineering College, Vellore. Selain mencoba mencari bukti-bukti yang mungkin terpendam di dasar lubang, tim juga mengerahkan anjing pelacak untuk mengendus sisa-sisa substansi bahan peledak konvensional. Sumber: Express, 2016.

Gambar 2. Tim penjinak bahan peledak sedang menggali dasar lubang aneh yang terbentuk dalam peristiwa di lapangan kampus Bharatidasan Engineering College, Vellore. Selain mencoba mencari bukti-bukti yang mungkin terpendam di dasar lubang, tim juga mengerahkan anjing pelacak untuk mengendus sisa-sisa substansi bahan peledak konvensional. Sumber: Express, 2016.

Sementara pada manusia, tumbukan meteor hanya menyebabkan luka-luka. Misalnya dalam Peristiwa Sylacauga (Amerika Serikat) 30 November 1954 TU. Saat sebongkah meteorit seberat 3,8 kilogram menembus atap rumah, memantul di lantai dan lantas menghantam raga Ann Hodges. Luka-luka pun diderita di pinggangnya, meski tak sampai membahayakan jiwanya. Korban luka terakhir dijumpai dalam Peristiwa Chelyabinsk (Russia) pada 13 Februari 2013 TU, dimana tak kurang dari 1.613 orang mengalami luka-luka.

Dan segera setelah ‘teori’ tumbukan meteor Vellore mengapung, nada skeptis bersenandung dari berbagai penjuru. Salah satunya dari daratan Amerika Serikat, melalui NASA. Berbekal perbandingan antara citra lubang aneh di kampus Bharatidasan dengan morfologi kawah-kawah produk tumbukan meteor yang telah dikonfirmasi, NASA menduga lubang aneh di kampus Bharatidasan tidaklah dibentuk oleh hantaman benda langit (apapun itu). Melainkan produk ledakan di dalam tanah. Rasa skeptis juga muncul mengingat penggambaran peristiwa di Vellore tergolong ‘aneh’ untuk sebuah tumbukan benda langit. Luka-luka yang diderita korban peristiwa ini disebutkan berasal dari pecahan kaca dan material kecil-kecil ringan yang terhempas melesat bersama gelombang kejut. Agar dapat menghasilkan gelombang kejut signifikan, sebuah meteor harus menyandang kualifikasi boloid. Sehingga hanya bisa berasal dari kepingan asteroid dan memiliki dimensi cukup signifikan, hingga beberapa belas meter. Persoalannya, meteoroid dengan garis tengah belasan meter itu seharusnya memproduksi dampak yang serupa dengan Peristiwa Chelyabinsk. Dimana gelombang kejutnya akan berdampak pada daerah yang cukup luas dengan beragam tingkat keparahan. Sehingga berdampak pada lebih banyak orang. Selain itu, jatuhnya boloid juga akan disertai dengan suara dentuman yang terdengar di daerah yang cukup luas disertai kilatan cahaya cukup terang di langit. Dua hal ini yang absen dalam peristiwa di Vellore.

Kita bisa menyimulasikan andaikata para korban mendapatkan luka-lukanya langsung dari hantaman meteorit tanpa perlu melibatkan gelombang kejut. Dengan memanfaatkan persamaan-persamaan Collins dkk (2005), maka simulasi yang saya jalankan memperlihatkan sebuah lubang bergaris tengah 1,5 meter dengan kedalaman hampir 1 meter dapat dibentuk oleh pecahan meteorit kondritik (massa jenis 3,7 gram/cc) bergaris tengah 24 cm yang jatuh menumbuk dengan kecepatan 270 km/jam. Bila hanya 1 % massa meteoroid yang bisa sampai ke paras Bumi menjadi meteorit, maka meteorit seukuran 24 cm itu berasal dari meteoroid bergaris tengah 2,4 meter (massa 26 ton) yang melesat secepat 20 km/detik (72.000 km/jam). Meteoroid semacam itu akan melepaskan energi kinetik sebesar 1,3 kiloton TNT. Meski ‘hanya’ 6,5 % energi bom nuklir Hiroshima, namun kuantitas energi ini tergolong cukup besar. Ia mudah diindra oleh satelit mata-mata pemantau detonasi senjata nuklir matra atmosfer/angkasa dan juga menghasilkan gelombang kejut yang mudah diindra jaringan stasiun mikrobarometer pengawas ujicoba nuklir global.

Gambar 3. Benda mirip meteorit seukuran 2 cm dengan berat 10 gram yang ditemukan di dasar lubang aneh. Nampak bagian sisi yang hangus. Sekilas terdapat bentuk mirip gelembung udara yang 'membeku' di permukaannya, morfologi yang mengingatkan pada regmaglif khas meteorit. Sumber: Kepolisian Tamil Nadu, 2016.

Gambar 3. Benda mirip meteorit seukuran 2 cm dengan berat 10 gram yang ditemukan di dasar lubang aneh. Nampak bagian sisi yang hangus. Sekilas terdapat bentuk mirip gelembung udara yang ‘membeku’ di permukaannya, morfologi yang mengingatkan pada regmaglif khas meteorit. Sumber: Kepolisian Tamil Nadu, 2016.

Dan yang terpenting meteoroid tersebut, yang bertransformasi menjadi boloid saat memasuki atmosfer Bumi, akan terpecah-belah di ketinggian sekitar 40 kilometer dpl (dari paras laut rata-rata), menghasilkan aneka pecahan meteor yang sebagian kecil diantaranya akan mendarat di paras Bumi dalam area cukup luas. Apabila sudut yang dibentuk antara lintasan boloid dengan paras Bumi adalah 45°, maka meteorit-meteorit itu akan tersebar dalam area berbentuk ellips dengan sumbu panjang 700 meter dan sumbu pendek 500 meter. Masalah utamanya bagi peristiwa di Vellore adalah, kecuali dua benda-mirip-meteorit yang sudah diamankan, sampai saat ini belum dijumpai meteorit dalam area dalam luasan tersebut di sekitar kampus Bharatidasan. Juga belum ada data hasil pantauan satelit mata-mata, maupun data infrasonik hasil pantauan stasiun mikrobarometer.

Hingga kini, hampir sebulan pasca kejadian, apa yang sebenarnya terjadi di kampus Bharatidasan Engineering College itu masih menjadi teka-teki.

Atlantik

Bila peristiwa di Vellore tetap berselimutkan teka-teki, tak demikian halnya dengan kejadian di ketinggian Samudera Atlantik bagian selatan. Pada tanggal yang sama namun pada jam yang jauh berbeda (yakni pukul 20:55 WIB), sebuah meteoroid berukuran besar menerobos atmosfer. Ia segera bertransformasi menjadi boloid yang sangat terang. Namun atmosfer Bumi masih sanggup menahan serbuan dari langit ini. Sehingga boloid tersebut terpecah-belah demikian rupa hingga pada akhirnya ia melepaskan hampir segenap energinya di ketinggian 31 kilometer dpl. Energi sebanyak 13 kiloton TNT dilepaskan pada saat itu. Dibandingkan kekuatan ledakan bom nuklir Hiroshima, yang mencapai 20 kiloton TNT, maka Peristiwa Atlantik Selatan 2016 (demikian ia bisa dinamakan) berenergi lebih dari separuhnya. Inilah kejadian tumbukan benda langit terbesar dalam tiga tahun terakhir pasca Peristiwa Chelyabinsk. Ia juga tiga kali lipat lebih bertenaga ketimbang Peristiwa Bangkok 2015, tumbukan meteor berenergi terbesar sepanjang 2015 TU lalu.

Gambar 4. Lokasi Peristiwa Atlantik Selatan 2016 di tengah-tengah Samudera Atlantik bagian selatan, dilihat dari sebuah titik nan tinggi di atas Antartika. Garis-garis merah merupakan garis imajiner yang menghubungkan lokasi terdeteksinya pelepasan energi kinetik boloid dengan dua stasiun infrasonik yang tergabung dalam jejaring CTBTO. Masing-masing stasiun IS27 (Jerman) dan IS55 (Amerika Serikat). Sumber: Sudibyo, 2016 berbasis Google Earth.

Gambar 4. Lokasi Peristiwa Atlantik Selatan 2016 di tengah-tengah Samudera Atlantik bagian selatan, dilihat dari sebuah titik nan tinggi di atas Antartika. Garis-garis merah merupakan garis imajiner yang menghubungkan lokasi terdeteksinya pelepasan energi kinetik boloid dengan dua stasiun infrasonik yang tergabung dalam jejaring CTBTO. Masing-masing stasiun IS27 (Jerman) dan IS55 (Amerika Serikat). Sumber: Sudibyo, 2016 berbasis Google Earth.

Karena sangat jauh dari pusat pemukiman manusia, tak seorang pun menyadari bahwa sesuatu yang luar biasa telah terjadi di Samudera Atlantik bagian selatan. Kecuali operator satelit mata-mata rahasia pelacak detonasi nuklir dalam matra atmosferik dan antariksa. Inilah satelit rahasia yang diperasikan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (Pentagon). Selain melacak detonasi senjata nuklir atmosferik/antariksa, sensor sensitif satelit juga berkemungkinan melacak peristiwa lain yang melepaskan energi setara (yang disebut ‘zoo event‘). Salah satunya adalah peristiwa tumbukan benda langit. Lewat sensor satelit inilah diketahui bahwa Peristiwa Atlantik Selatan 2016 melepaskan energi 13 kiloton TNT pada ketinggian 31 kilometer dpl dengan kecepatan boloid 15 km/detik (54.000 km/jam). Data inilah yang kemudian disampaikan kepada publik melalui kantor NASA Near Earth Environment, sebuah ‘tradisi’ yang baru terbentuk pasca Peristiwa Chelyabinsk 2013.

Di luar Departemen Pertahanan AS, pihak lain yang beruntung mengendus peristiwa ini (dan tak begitu ditutupi tabir rahasia layaknya Pentagon) adalah jejaring pengawas penegakan larangan ujicoba nuklir global dalam segala matra atau CTBTO (The Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization). Dua radas mikrobarometer pada dua stasiun infrasonik berbeda di Antartika merekam gelombang infrasonik khas boloid yang dilepaskan peristiwa tersebut. Kedua stasiun itu masing-masing adalah stasiun Georg von Neumayer (IS27) milik Jerman dan stasiun Windless Bight (IS55) milik Amerika Serikat. Jarak antara lokasi Peristiwa Atlantik Selatan 2016 dengan stasiun IS27 dan IS55 masing-masing adalah 5.000 dan 8.000 kilometer.

Berbekal data yang relatif lengkap ini, kita dapat memprakirakan bagaimana sifat-sifat meteoroid kala masih di antariksa maupun setelah memasuki atmosfer Bumi sebagai boloid. Simulasi yang saya lakukan, juga berdasarkan persamaan-persamaan Collins dkk (2005) memperlihatkan meteoroid dalam Peristiwa Atlantik Selatan 2016 mungkin memiliki komposisi yang sama dengan meteorit kondritik. Jika dianggap berbentuk bola sempurna, maka dimensinya 6,3 meter dengan massa 480 ton. Begitu memasuki atmosfer Bumi dengan sudut lintasan 45° terhadap paras Bumi, maka ia berubah menjadi boloid yang berpijar terang. Tekanan ram menyebabkan materi boloid mulai terpecah-belah pada ketinggian 45 kilometer dpl. Pemecah-belahan ini terus berlangsung dan kian intensif seiring boloid kian memasuki lapisan udara yang lebih padat. Sehingga pada suatu titik ia melepaskan hampir segenap energi kinetiknya dalam kejadian mirip ledakan (airburst), yang terjadi pada ketinggian 31 kilometer dpl. Pada energi dan ketinggian tersebut gelombang kejut yang khas terbentuklah. Namun intensitasnya terlalu kecil sehingga hanya bisa sekedar menggetarkan kaca jendela di paras Bumi yang tepat ada dibawahnya (andaikata ada). Dan bila 1 % massa meteoroidnya masih tersisa dan berjatuhan ke paras Bumi sebagai meteorit, mungkin ada sekitar 4 ton meteorit (dalam pecahan-pecahan yang ratusan/ribuan banyaknya) yang jatuh tercebur ke Samudera Atlantik dalam peristiwa ini.

Gambar 5. Kilatan cahaya benderang di siang bolong yang terekam kamera dasbor kendaraan di pinggiran kota Bangkok (Thailand) 7 September 2015 TU lalu. Inilah meteor-terang Peristiwa Bangkok, yang melepaskan energi 3,9 kiloton TNT. Peristiwa Atlantik Selatan 2016 tiga kali lipat lebih berenergi ketimbang Bangkok, namun tak satupun yang berkesempatan menyaksikannya secara langsung. Sumber: Anonim, 2015.

Dari sisi energinya, peristiwa tumbukan meteor ini adalah yang paling berenergi sepanjang tiga tahun terakhir pasca Peristiwa Chelyabinsk. Energinya memang tak ada apa-apanya dibandingkan Chelyabinsk (yang mencapai hampir 600 kiloton TNT). Namun tumbukan meteor ini kembali menyalakan peringatan bahwa potensi ancaman dari langit masih tetap ada. Memang sejauh ini belum ada seorang pun yang tewas akibat tumbukan meteor di era modern dan jauh lebih banyak nyawa yang melayang akibat sikap ugal-ugalan dalam berkendara di jalan raya, atau akibat rajin mengakumulasi asap rokok di paru-paru. Namun begitu dalam derajat tertentu, tumbukan meteor sanggup menghasilkan bencana tak terperi yang jauh melampaui daya rusak bencana alam lainnya. Sekaligus mampu melampaui ambang batas daya tahan umat manusia, bahkan makhluk hidup kompleks yang lain, dengan mudah.

Di sisi lain, peristiwa ini kembali menggamit kesadaran manusia bahwa masih banyak lubang dalam sistem peringatan dini kita akan ancaman dari langit. Sistem-sistem penyigian langit semi-otomatis yang telah bekerja pada saat ini sejatinya mampu melacak asteroid berdiameter hingga sekecil 1 meter pada kondisi yang tepat. Dan asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Atlantik Selatan 2016 berdiameter paling tidak 6 meter. Seharusnya bisa dideteksi, namun nyatanya ia tak terlacak. Di sisi lain, kita masih bisa menghela nafas lega, mengingat hingga sejauh ini Bumi kita masih tetap aman dari jangkauan asteroid/komet besar yang berpotensi menimbulkan tubrukan amat sangat dahsyat dalam skala kosmos.

Referensi :

Express. 2016. Meteorite? Satellite Junk? Vellore Rock Was Object from Space. The New Indian Express, 7 Februari 2016.

Discovery News. 2016. Meteorite Did Not Kill Man in India: Experts. Space.com, 10 Februari 2016.

Kupas-Hoax: Asteroid Besar Pemicu Kiamat Jatuh Sebentar Lagi?

Bangkok, Senin 7 September 2015 Tarikh Umum (TU) pagi. Denyut jantung kota metropolitan yang juga adalah ibukota Thailand itu mulai meninggi, layaknya hari-hari kerja biasanya di sebuah kota besar. Arus lalu lintas memadat dan kadang macet di jalan-jalan raya yang menjadi urat nadinya. Semua seakan berjalan seperti biasa. Terkecuali saat jarum jam tepat menunjuk pukul 08:40 setempat. Saat mendadak seberkas cahaya terang melesat dari timur ke barat, tepat di atas kota. Dengan langit kebiruan nan bersih nyaris tanpa tutupan awan, cahaya terang berwarna keputih-putihan itu amat jelas terlihat. Banyak orang menyaksikannya. Sejumlah mobil yang kebetulan dilengkapi kamera dasbor pun merekamnya. Hanya sejurus cahaya benderang itu nampak, berdetik kemudian ia kembali lenyap.

Peristiwa Senin pagi itu sontak menggegerkan Bangkok. Dan dalam beberapa jam kemudian peristiwa tersebut, yang lantas lebih dikenal sebagai Peristiwa Bangkok 2015, pun mendunia. Rekaman-rekaman kamera dasbor tentangnya segera menjadi viral. Spekulasi pun merebak. Apa yang sesungguhnya terjadi baru dipahami dalam berbelas jam kemudian. Diawali saat jejaring pengawasan penegakan larangan ujicoba nuklir global dalam segala matra yang bertajuk CTBTO (the Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization) melansir temuannya. Peristiwa Bangkok 2015 terekam dalam jejaring mereka khususnya melalui radas (instrumen) mikrobarometer pada sedikitnya lima stasiun pemantau.

Gambar 1. Meteor-sangat terang pada Peristiwa Bangkok 2015, seperti terekam dalam kamera dasbor salah satu mobil yang sedang melaju ke utara di pinggiran kota Bangkok. Meteor-sangat terang ini kemungkinan besar berasal dari sebutir asteroid-tak-dikenal seukuran 3,7 meter yang memasuki atmosfer Bumi di atas Bangkok (Thailand) pada 7 September 2015 TU. Sumber Anonim, 2015.

Gambar 1. Meteor-sangat terang pada Peristiwa Bangkok 2015, seperti terekam dalam kamera dasbor salah satu mobil yang sedang melaju ke utara di pinggiran kota Bangkok. Meteor-sangat terang ini kemungkinan besar berasal dari sebutir asteroid-tak-dikenal seukuran 3,7 meter yang memasuki atmosfer Bumi di atas Bangkok (Thailand) pada 7 September 2015 TU. Sumber Anonim, 2015.

Radas mikrobarometer dalam CTBTO sejatinya ditujukan untuk mendeteksi aksi pelepasan energi tinggi yang menjadi salah satu ciri khas ledakan nuklir khususnya di matra atmosfer dengan cara mendeteksi gelombang infrasonik sebagai hasil transformasi dari gelombang kejut ledakan. Namun radas yang sama juga berkemampuan mendeteksi pelepasan energi tinggi dari sumber lain, misalnya dalam kejadian meteor-sangat terang (fireball) atau bahkan boloid (bolide). Dan lima stasiun CTBTO merekam penjalaran gelombang infrasonik yang konsisten dengan boloid dalam Peristiwa Bangkok 2015. Radas mikrobarometer terdekat yang mendeteksinya terletak di Pulau Cocos (Australia) di tengah-tengah Samudera Indonesia yang berjarak 2.900 kilometer dari Bangkok. Sedangkan mikrobarometer terjauh yang masih sanggup mengendusnya berada di Alaska (Amerika Serikat), yang berjarak 10.000 kilometer. Analisis terhadap gelombang-gelombang infrasonik ini memperlihatkan Peristiwa Bangkok 2015 melepaskan energi dalam perkiraan kasar antara 5 hingga 30 kiloton TNT.

Pasca CTBTO giliran badan antariksa Amerika Serikat (NASA) melansir temuannya melalui NASA Near Earth Object Program. Berbekal rekaman sensor optis satelit mata-mata rahasia milik Departemen Pertahanan Amerika Serikat, yang berbagi data astronomi untuk kepentingan sipil melalui NASA secara rutin pasca Peristiwa Chelyabinsk 2013, Peristiwa Bangkok dipastikan merupakan kejadian boloid. Sensor satelit mata-mata merekam pelepasan energi dalam spektrum cahaya tampak (visual) dengan pola menerus (‘zoo event‘) yang khas untuk kejadian meteor-sangat terang maupun boloid. Jadi berbeda dengan detonasi senjata nuklir atmosferik yang spektrumnya berpola diskret (dengan dua puncak). Boloid dalam Peristiwa Bangkok 2015 mengemisikan energi 1.798 Giga Joule dalam spektrum cahaya tampak. Pada saat itu obyek yang melepaskan energi tersebut terdeteksi melaju secepat 16 km/detik (57.600 km/jam).

Gambar 2. Posisi titik pelepasan energi meteor-sangat terang dalam Peristiwa Bangkok 2015 (lingkaran) berdasarkan rekaman gelombang infrasonik dari lima stasiun mikrobarometer yang berbeda dalam jejaring CTBTO. Analisis kasar terhadap data CTBTO memperlihatkan Peristiwa Bangkok 2015 melepaskan energi berkisar 5 hingga 30 kiloton TNT. Sumber: CTBTO, 2015.

Gambar 2. Posisi titik pelepasan energi meteor-sangat terang dalam Peristiwa Bangkok 2015 (lingkaran) berdasarkan rekaman gelombang infrasonik dari lima stasiun mikrobarometer yang berbeda dalam jejaring CTBTO. Analisis kasar terhadap data CTBTO memperlihatkan Peristiwa Bangkok 2015 melepaskan energi berkisar 5 hingga 30 kiloton TNT. Sumber: CTBTO, 2015.

Menggunakan rumus empiris dari Brown dkk (2002) maka diketahui Peristiwa Bangkok 2015 melepaskan energi 3,9 kiloton TNT. Pada dasarnya rekaman sensor satelit mata-mata menghasilkan akurasi jauh lebih tinggi ketimbang pembacaan radas mikrobarometer. Sehingga dapat dikatakan bahwa Peristiwa Bangkok 2015 melepaskan energi 3,9 kiloton TNT. Sejauh ini Peristiwa Bangkok 2015 adalah kejadian boloid paling energetik sepanjang tahun 2015 TU. Meski ia masih belum seberapa bila dibandingkan dengan Peristiwa Bone 2009 yang terjadi pada 8 Oktober 2009 TU di atas Kabupaten Bone, Sulawesi Selatan (Indonesia) dengan pelepasan energi 60 kiloton TNT. Apalagi bila dibandingkan dengan Peristiwa Chelyabinsk 2013 di sisi barat Pegunungan Ural (Russia) pada 13 Februari 2013 TU yang melepaskan energi 590 kiloton TNT. Sebagai pembanding, letusan bom nuklir Hiroshima di akhir Perang Dunia 2 melepaskan energi 20 kiloton TNT.

Gambar 3. Karakteristik rekaman satelit mata-mata akan pelepasan energi dalam peristiwa meteor-terang/sangat terang (zoo event) dibandingkan dengan ledakan nuklir dengan titik ledak di ketinggian atmosfer. Sumber: Weiss, 2012.

Gambar 3. Karakteristik rekaman satelit mata-mata akan pelepasan energi dalam peristiwa meteor-terang/sangat terang (zoo event) dibandingkan dengan ledakan nuklir dengan titik ledak di ketinggian atmosfer. Sumber: Weiss, 2012.

Berbekal data-data tersebut, simulasi sederhana menggunakan persamaan-persamaan matematis yang diakumulasikan Collins dkk (2005) memperlihatkan boloid itu semula adalah meteoroid yang berupa asteroid kecil. Dengan pelepasan energi maksimum di ketinggian 29 kilometer dpl, meteoroid itu tergolong padat dengan massa jenis sekitar 5 g/cc. Pada kecepatan 16 km/detik, maka massa minimum meteoroid adalah 130 ton. Jika ia berbentuk bola sempurna maka diameternya minimal 3,7 meter. Dianggap sudut antara lintasan meteoroid dengan paras bumi Bangkok adalah 45°, maka kala meteoroid itu memasuki atmosfer Bumi ia berubah menjadi boloid yang akan mencapai puncak kecerlangannya pada ketinggian sekitar 35 kilometer dpl. Selanjutnya ia bakal melepaskan hampir seluruh energi kinetiknya lewat mekanisme airburst (ledakan di udara) pada ketinggian 29 kilometer dpl. Meski nilai energi ini terkesan besar bagi manusia, karena setara kekuatan bom nuklir taktis atau setara seperlima bom nuklir Hiroshima, namun efek panas dan mekaniknya terlalu kecil untuk bisa menghasilkan kerusakan langsung di daratan Bangkok yang persis ada dibawahnya

Berselang setengah bulan kemudian, sebuah kejutan kecil kembali datang dari langit. Sebuah asteroid-tanpa-nama yang belum pernah diketahui sebelumnya melenggang begitu dekat dengan Bumi kita dalam perjalanannya mengelilingi sang Surya. Asteroid tersebut, yang diberi kode asteroid 2015 SK7, dua kali lipat lebih besar ketimbang asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Bangkok 2015. Yang mengejutkan, asteroid ini sempat melintas begitu dekat hingga hanya setinggi 20.260 kilometer dpl saja. Hal itu terjadi pada Rabu 23 September 2015 TU pukul 04:44 WIB di atas Samudera Indonesia di dekat Antartika. Sebagai pembanding, ketinggian orbit geostasioner/geosinkron bagi satelit-satelit komunikasi dan cuaca pada umumnya adalah 35.792 kilometer dpl. Yang lebih membuat kita terhenyak, umat manusia baru menyadari kehadiran asteroid 2015 SK7 ini dalam dua hari kemudian. Tepatnya kala sistem penyigi langit semi-otomatis Catalina Sky Survey merekamnya sebagai benda langit sangat redup dengan magnitudo semu +19,8.

Andaikata asteroid 2015 SK7 ini menerobos masuk ke dalam atmosfer Bumi seperti halnya asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Bangkok 2015, pemandangan menakjubkan bakal tercipta. Boloid bakal terbentuk dan pada puncaknya jauh lebih terang ketimbang boloid Peristiwa Bangkok 2015. Dengan diameter sekitar 7 meter maka massa asteroid 2015 SK7 berkisar antara 360 hingga 720 ton (dengan asumsi massa jenisnya 2 hingga 4 g/cc). Dan karena melaju secepat 16,8 km/detik (60.500 km/jam) maka energi kinetik yang bisa dilepaskannya berkisar antara 12 hingga 24 kiloton TNT. Atau tiga hingga enam kali lebih besar ketimbang Peristiwa Bangkok 2015. Namun seperti halnya kejadian di Bangkok, asteroid 2015 SK7 bakal keburu pecah berkeping-keping dan melepaskan seluruh energinya di ketinggian atmosfer. Titik pelepasan energi tersebut bakal berlokasi pada ketinggian antara 39 hingga 29 kilometer dpl. Sehingga efek panas dan mekaniknya pun terlalu kecil untuk bisa memproduksi kerusakan pada daratan dibawahnya.

Gambar 4. Peta proyeksi lintasan asteroid 2015 SK7 di paras Bumi, sejak 22 September 2015 TU 20:00 WIB hingga 23 September 2015 TU pukul 14:00 WIB. Lintasan dengan garis takterputus menghubungkan titik-titik proyeksi kedudukan asteroid per 60 menit. Sedangkan lintasan dengan garis putus-putus menghubungkan proyeksi kedudukan asteroid per 10 menit. Tanda (*) menunjukkan titik proyeksi kedudukan asteroid yang terdekat ke Bumi, yakni hanya 20.260 kilometer dpl. Sumber Sudibyo, 2015 berbasis Starry Night Backyard 3.0 dengan data NASA Solar System Dynamics

Gambar 4. Peta proyeksi lintasan asteroid 2015 SK7 di paras Bumi, sejak 22 September 2015 TU 20:00 WIB hingga 23 September 2015 TU pukul 14:00 WIB. Lintasan dengan garis takterputus menghubungkan titik-titik proyeksi kedudukan asteroid per 60 menit. Sedangkan lintasan dengan garis putus-putus menghubungkan proyeksi kedudukan asteroid per 10 menit. Tanda (*) menunjukkan titik proyeksi kedudukan asteroid yang terdekat ke Bumi, yakni hanya 20.260 kilometer dpl. Sumber Sudibyo, 2015 berbasis Starry Night Backyard 3.0 dengan data NASA Solar System Dynamics

Penyigi Langit

Di sisi lain, Peristiwa Bangkok 2015 dan melintas-sangat dekatnya asteroid 2015 SK7 menghadirkan sebersit tanya bagi sebagian kita. Ada apa dengan Bumi? Apalagi sejak awal tahun hingga puncaknya pada September 2015 TU kemarin, isu kiamat (lagi-lagi!) bergemuruh. Isu ini memang tak sederas isu Kiamat 2012 tempo hari, yang sempat demikian mengharu-biru dan bahkan dipercaya oleh tak kurang dari 20 % penduduk Indonesia menurut sebuah survey. Namun isu Kiamat September 2015 tetap menggamit perhatian sebagian kita. Isu tersebut memuncak terutama pada paruh kedua bulan September 2015 TU. Salah satunya pada tanggal 28 September 2015 TU, dimana terjadi peristiwa Gerhana Bulan Total yang diviralkan sebagai peristiwa saat Bulan menjadi memerah darah. Salah satu bagian dari isu Kiamat September 2015 itu adalah bakal ada asteroid raksasa yang jatuh menumbuk Bumi. Asteroid itu diklaim demikian besarnya hingga sama besarnya dengan Puerto Rico (Amerika Serikat). Atau hampir menyamai luas Pulau Bangka (Indonesia). Kalimat ‘sebesar Puerto Rico’ itu tak pelak menggamit kembali ingatan kita pada salah satu penggalan adegan film fiksi “Armageddon” besutan Hollywood tentang ‘asteroid sebesar Texas’ yang sedang menuju ke Bumi.

Bulan September 2015 TU telah berlalu. Dan tak ada asteroid raksasa yang jatuh ke Bumi. Tak ada pula bencana kosmik dalam skala luar biasa yang menerpa. Sebuah bencana alam dalam wujud gempa besar Illapel 2015 memang mendominasi paruh kedua September 2015. Gempa besar (magnitudo 8,3 SM) yang meletup di lepas pantai Chile pada 16 September 2015 TU itu lantas diikuti limburan tsunami yang menerpa sebagian pesisir Chile. Namun luar biasanya jumlah korban jiwa yang direnggutnya terhitung sangat kecil untuk ukuran bencana yang menghantam negara berkembang. Hanya 13 orang yang dinyatakan tewas dengan 6 orang lainnya masih dinyatakan hilang. Korban yang minimal dan di sisi lain sejuta penduduk kawasan pesisir sempat diungsikan, membuat banyak pihak mengacungkan jempol pada Chile. Negeri yang berhadapan langsung dengan salah satu zona megathrust (zona pembangkit gempa besar/akbar potensial) teraktif di Bumi itu dianggap sukses dalam memitigasi resiko gempa dan tsunami untuk saat ini.

Gambar 5. Peta proyeksi lintasan asteroid 2015 TC25 di paras Bumi pada 13 Oktober 2015 TU sejak pukul 06:00 hingga 24:00 WIB. Lintasan dengan garis takterputus menghubungkan titik-titik proyeksi kedudukan asteroid per 60 menit. Tanda (*) menunjukkan titik proyeksi kedudukan asteroid yang terdekat ke Bumi, yakni 104.700 kilometer dpl. Sumber Sudibyo, 2015 berbasis Starry Night Backyard 3.0 dengan data NASA Solar System Dynamics

Gambar 5. Peta proyeksi lintasan asteroid 2015 TC25 di paras Bumi pada 13 Oktober 2015 TU sejak pukul 06:00 hingga 24:00 WIB. Lintasan dengan garis takterputus menghubungkan titik-titik proyeksi kedudukan asteroid per 60 menit. Tanda (*) menunjukkan titik proyeksi kedudukan asteroid yang terdekat ke Bumi, yakni 104.700 kilometer dpl. Sumber Sudibyo, 2015 berbasis Starry Night Backyard 3.0 dengan data NASA Solar System Dynamics

Di atas itu semua alunan nada utama pertanyaannya masih bergaung: adakah asteroid berukuran besar (atau bahkan asteroid raksasa) yang siap menjatuhi Bumi dalam waktu dekat? Jawabannya adalah tidak. Sejauh ini tak ada asteroid besar/raksasa yang sedang menuju ke Bumi. Lebih spesifik lagi, sejauh ini tiada sebutir pun asteroid besar/raksasa yang orbitnya bersinggungan atau bahkan berpotongan dengan orbit Bumi.

Darimana jawaban tersebut diperoleh?

Uraiannya panjang. Pada masa sekarang ini astronomi telah mengembangkan sistem penyigi langit semi-otomatis yang bertujuan melacak benda-benda langit yang baru, dalam artian belum pernah terdeteksi sebelumnya sehingga belum terdapat dalam basisdata. Sistem semi-otomatik ini pada khususnya difokuskan guna melacak benda-benda langit seperti komet dan asteroid yang mungkin berada di dekat Bumi. Dalam sistem semacam ini, teleskop ‘menyapu’ (menyigi) langit secara rutin dari waktu ke waktu. Citra yang dihasilkannya lantas dianalisis secara semi-otomatis dengan sistem kecerdasan buatan, yang membandingkannya terhadap segenap asteroid/komet yang telah tercatat dalam basisdata. Apabila terdeteksi asteroid/komet baru, maka campurtangan manusia pun dperlukan untuk menganalisis dan memasukkan data asteroid/komet baru tersebut ke dalam basisdata. Dengan cara seperti ini maka asteroid/komet yang berpotensi melintas-dekat Bumi atau bahkan menuju ke Bumi dapat dideteksi lebih dini. Sistem penyigi langit semi-otomatik inilah yang kemudian menjadi sistem peringatan dini (early warning) bagi potensi bencana alam yang datang dari antariksa dalam rupa potensi peristiwa tumbukan benda langit.

Saat ini terdapat 14 sistem penyigi langit yang dioperasikan sejumlah negara. Selain program CSS (Catalina Sky Survey), Amerika Serikat juga mengoperasikan program LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroids Research), Spacewatch, Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) dan WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Negara-negara Eropa juga berpartisipasi. Baik atas nama Uni Eropa dengan EUNASO (European NEA Search Observatories) dan EURONEAR (European Near Earth Asteroid Research), maupun atas nama negara-negara tertentu. Misalnya Spanyol yang menggelar program TOTAS (Teide Observatory Tenerife Asteroid Survey) dan LSSS (La Sagra Sky Survey), Italia lewat CINEOS (Campo Imperatore Near Earth Object Survey) dan kolaborasi Italia-Jerman dalam program ADAS (Asiago DLR Asteroid Survey). Di Asia terdapat Cina yang mengoperasikan CNEOS/NEOST (China NEO Survey/NEO Survey Telescope) dan Jepang dengan JSGA (Japanese Space Guard Association). Dan di Amerika Selatan ada Brazil dengan IMPACTON. Kecuali WISE yang berpangkalan pada satelit, sisanya berbasiskan pada teleskop robotik di paras Bumi yang dilengkapi instrumen CCD sensitif, seperangkat pengolah citra, kecerdasan buatan dan seperangkat basis data yang memungkinkan mereka mendeteksi asteroid dekat Bumi yang baru secara semi-otomatis. Seluruh data pengamatan yang dihasilkan program-program tersebut ditabulasikan di institusi Minor Planet Center. Datanya bersifat terbuka sehingga bisa diakses oleh semua orang, lewat internet.

Selain mengakuisisi data-data asteroid/komet baru yang berkemungkinan melintas-dekat Bumi, astronomi juga telah mengklasifikasikan potensi bahayanya. Telah dikembangkan skala Torino, yakni pemeringkatan seriusnya resiko bahaya tumbukan benda langit (yang berhubungan dengan komet ataupun asteroid) tunggal yang mengombinasikan probabilitas statistik dan energi kinetik benda langit tersebut. Terdapat 11 peringkat dalam skala Torino, dengan peringkat terendah adalah skala 0 (nol) dan tertinggi 10 (sepuluh). Pada skala 0 Torino, asteroid/komet tersebut memiliki probabilitas sangat kecil untuk dapat menumbuk Bumi, atau berpeluang kecil untuk bisa memasuki atmosfer Bumi. Sebaliknya pada skala 10 Torino, asteroid/komet pasti akan menumbuk Bumi (probabilitas 100 %) dengan energi tumbukan begitu luar biasa besar sehingga bakal berdampak serius dalam skala global. Contoh kejadian dengan skala 0 Torino adalah Peristiwa Chelyabinsk 2013 silam. Dan peristiwa dengan skala 10 Torino adalah tumbukan asteroid 65 juta tahun silam yang membentuk Kawah raksasa Chicxulub dan memusnahkan 75 % kelimpahan makhluk hidup saat itu.

Gambar 6. Citra ikonik Peristiwa Chelyabinsk 2013, kala asteroid-tak-dikenal memulai tahap menuju Bumi dengan menembus atmosfer demikian jauh hingga menghasilkan kilatan cahaya yang lebih benderang ketimbang Matahari untuk sesaat. Peristiwa itu terjadi pada ketinggian 29,7 kilometer dpl. Garis putih lurus adalah awan debu lurus (train) produk khas boloid. Sumber: NASA APOD, 2013.

Tabel Resiko

Hingga 8 Oktober 2015 TU, kerja keras segenap sistem penyigi langit semi-otomatik di atas telah menemukan tak kurang dari 1.616 asteroid berpotensi bahaya atau PHA (Potentially Hazardous Asteroids). Asteroid berpotensi bahaya adalah kelompok asteroid dengan diameter minimal 100 meter dan memiliki konfigurasi orbit demikian rupa sehingga bisa melintas dalam jarak kurang dari 7,48 juta kilometer (19,5 kali lipat jarak rata-rata Bumi-Bulan). Dari 1.616 butir asteroid berpotensi bahaya itu, 154 butir diantaranya memiliki diameter lebih dari 1 kilometer. Yang terbesar adalah asteroid 4179 Toutatis, yang berbentuk lonjong dengan dimensi 4,75 x 2,4 kilometer. Namun dari seluruh asteroid berpotensi bahaya itu, tak satupun yang memiliki nilai skala Torino melebihi 0 Torino hingga 100 tahun ke depan.

Dan dari jumlah sebanyak itu, 576 asteroid diantaranya ditabulasikan tersendiri oleh NASA Near Earth Object Program dalam Sentry Risk Table. Inilah tabel dinamik yang secara otomatis memuat daftar asteroid-asteroid berpotensi bahaya yang memiliki nilai probabilitas menumbuk Bumi di atas nol untuk jangka waktu 100 tahun ke depan. Disebut tabel dinamik, karena asteroid yang terdaftar didalamnya bisa saja (di)-keluar-(kan) dari Sentry Risk Table khususnya saat terdapat data observasi tambahan yang secara akumulatif memperlihatkan probabilitas asteroid tersebut menumbuk Bumi turun menjadi nol.

Menariknya, dalam periode antara 2002 hingga 2015 TU, ternyata secara akumulatif tercatat ada 36 asteroid berpotensi bahaya yang menempati skala Torino bukan nol. Namun setelah observasi demi observasi dilakukan terhadap ke-36 asteroid tersebut, secara terpisah, analisis terhadap tambahan data tersebut menghasilkan perbaikan terhadap perkiraan masing-masing asteroid dengan akurasi lebih lagi. Dan dari orbit yang lebih akurat itu diketahui tak satupun yang bisa mempertahankan kedudukannya karena peluang untuk menumbuk Bumi sangat kecil. Sehingga seluruhnya kemudian diturunkan setingkat menjadi skala 0 Torino. Salah satu dari ke-36 asteroid tersebut adalah asteroid 99942 Apophis (2004 MN4). Ditemukan pada 19 Juni 2004 TU sebagai asteroid berdiameter 325 meter, ia sempat menghebohkan jagat pada penghujung tahun tersebut. Yakni tatkala NASA melansir asteroid ini memiliki probabilitas 1 banding 300 untuk menumbuk Bumi pada 13 April 2029 TU kelak. Maka asteroid Apophis pun ditempatkan ke dalam skala 2 Torino. Hanya beberapa jam kemudian, tambahan data observasi menghasilkan prediksi lebih mencemaskan, karena probabilitas tumbukan meningkat menjadi 1 banding 62. Apophis pun dinaikkan ke dalam skala 4 Torino. Segera Apophis menyedot perhatian besar dalam dunia astronomi. Observasi demi observasi pun dilakukan, termasuk dengan teleskop radar raksasa Arecibo yang demikian teliti. Sehingga diperoleh timbunan data yang menghasilkan probabilitas baru. Peluang tumbukan pada 2029 TU dieliminir.

Gambar 7. Tampilan Sentry Risk Table, tabel dinamik otomatik dari NASA Near Earth Object Program yang memuat daftar asteroid-asteroid berpotensi bahaya dengan nilai probabilitas menumbuk Bumi di atas nol untuk jangka waktu 100 tahun ke depan. Tabel tersebut dapat dilihat dengan meng-klik gambar ini. Sumber: NASA, 2015.

Gambar 7. Tampilan Sentry Risk Table, tabel dinamik otomatik dari NASA Near Earth Object Program yang memuat daftar asteroid-asteroid berpotensi bahaya dengan nilai probabilitas menumbuk Bumi di atas nol untuk jangka waktu 100 tahun ke depan. Tabel tersebut dapat dilihat dengan meng-klik gambar ini. Sumber: NASA, 2015.

Namun karena asteroid Apophis bakal berpotensi melintasi lubang-kunci gravitasi, yakni titik kritis dimana orbit asteroid bakal berubah dan menghasilkan berpotensi tumbukan ke depan, muncul peluang terjadinya tumbukan pada 13 April 2036 TU. Namun data-data yang terkumpul hingga Februari 2005 TU memperlihatkan probabilitas tumbukan 2036 sebesar 1 banding 13.000. Sehingga Apophis tetap menempati skala 1 Torino. Observasi yang terus berlangsung hingga 2013 TU pada akhirnya membuat asteroid Apophis diturunkan setingkat ke skala 0 Torino. sebab probabilitas terbaru tentang tumbukan 2036 telah menyusut demikian drastis hingga tinggal 7,07 banding 1.000.000.000. Pada saat itu Apophis bakal melintas-dekat Bumi dalam jarak terdekat 22,4 juta kilometer. Atau masih 58 kali lebih jauh ketimbang Bulan.

Tentu, sebagaimana bentuk teknologi lainnya sebagai produk inovasi insani, sistem penyigi langit semi-otomatik pun tidaklah sempurna. Sampai saat ini ia hanya berkemampuan menyigi bagian kecil langit saja. Ia juga tak sanggup mendeteksi asteroid yang elongasinya terhadap Matahari terlalu kecil, sehingga nampak terlalu dekat dengan Matahari. Maka jangan heran, meskipun sistem semacam ini sejatinya cukup sensitif untuk mendeteksi asteroid-asteroid kecil yang melintas-dekat Bumi dengan diameter kurang dari 10 meter, bahkan hingga 1 meter sekalipun dalam kasus deteksi asteroid 2011 CQ1 (melintas hanya setinggi 5.500 kilometer di atas Samudera Pasifik pada 4 Februari 2011 TU), namun ia tak sanggup mendeteksi asteroid-tak-dikenal yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013. Pun demikian halnya dengan asteroid-kecil-tak-dikenal yang bertanggung jawab pada Peristiwa Bangkok 2015. Tetapi di tengah keterbatasan itu, sistem penyigi langit juga telah mencetak sukses dalam mendeteksi sekurangnya dua buah asteroid sebelum mereka benar-benar jatuh ke Bumi. Yakni asteroid 2008 TC3 (diameter 4 meter) yang terdeteksi pada 6 Oktober 2008 TU dan jatuh menumbuk Bumi 19 jam kemudian. Serta asteroid 2014 AA (diameter 3 meter) yang ditemukan pada 1 Januari 2014 TU dan jatuh 21 jam kemudian.

Terlepas dari keterbatasan tersebut, sistem-sistem penyigi langit yang telah beroperasi telah memberikan gambaran besar terkait lingkungan sekitar Bumi kita. Dengan data yang ada hingga sejauh ini, dapat dikatakan bahwa meski banyak asteroid berukuran besar yang siap melintas-dekat Bumi kita telah ditemukan, namun tak satupun yang memiliki probabilitas untuk menubruk Bumi setidaknya hingga 100 tahun ke depan. Di sisi lain, dengan kemampuan sistem penyigi langit yang ada pada saat ini, maka andaikata terdapat sebuah asteroid besar (diameter lebih dari 100 meter) yang sedang melaju ke Bumi, ia bakal terdeteksi dalam kurun waktu cukup lama sebelum tanggal kejatuhannya. Dengan antariksa yang tak hanya dipelototi oleh satu negara dan bahkan juga menjadi bahan pelototan sehari-hari individu astronom amatir serta tumbukan benda langit dikategorikan sebagai bencana, informasi seperti ini takkan bisa disembunyikan.

Tidak Ada Asteroid Besar yang Sedang Menuju Bumi

Bahwa tumbukan benda langit berukuran besar bisa berujung pada bencana, hal itu tak diragukan lagi. Contoh terpopuler adalah musnahnya kawanan dinosaurus (khususnya dinosaurus non-burung) dan 75 % kelimpahan makhluk hidup sezaman akibat tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah Chicxulub, 65 juta tahun silam. Namun pada saat ini dalam pandangan ilmu pengetahuan terkait dengan tingkat kepercayaan yang tinggi dapat dikatakan bahwa hingga kurun 100 tahun ke depan tidak ada asteroid dengan diameter melebihi 100 meter yang sedang mengarah ke Bumi.

Gambar 8. Kawah raksasa Chicxulub, terlihat sangat jelas dalam peta anomali gravitasi kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara. Inilah kawah yang dibentuk oleh tumbukan asteroid raksasa 65 juta tahun silam, peristiwa yang memusnahkan dinosaurus. Sumber Hildebrand dkk, 1990.

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa “informasi” mengenai asteroid besar, apalagi sekelas asteroid-pemusnah-dinosaurus, yang siap menghantam Bumi dalam waktu dekat bisa dikategorikan sebagai kabar-bohong (hoax). Inilah salah satu jenis kabar-bohong yang kerap bermutasi alias digoreng ulang. Kabar-bohong dengan nada mirip telah muncul berkali-kali dalam dua dasawarsa terakhir. Misalnya pada 2003 TU tersiar kabar bahwa asteroid/komet raksasa bakal menjatuhi Bumi. Namun tahun itu pun terlewat tanpa bencana kosmik apapun. Lantas pada 2006 TU kembali tersiar isu asteroid/komet raksasa bakal menjatuhi Bumi. Tepatnya di akhir Mei 2006 TU dengan titik tumbukan disebut-sebut di Samudera Pasifik. Namun Mei 2006 TU pun berlalu tanpa peristiwa langit yang dimaksud. Bencana alam memang terjadi, tetapi dalam rupa Gempa Yogya 2006 (6,4 skala magnitudo) di Indonesia yang merenggut lebih dari 5.000 nyawa.

Bertahun kemudian, isu sejenis dalam bentuk lain kembali menghampiri dalam tajuk Kiamat 2012. Isu tentang benda langit seukuran planet yang sangat gelap, yang disebut Nibiru, bakal menghantam Bumi begitu mengharu-biru. Pun variannya dalam bentuk benda langit sejenis komet yang disebut komet Elenin, yang juga diisukan bakal menghantam Bumi. Dalam realitanya Nibiru itu sendiri tidak pernah ditemukan (karena memang tidak ada). Sebaliknya komet Elenin nyata adanya, namun faktanya jauh panggang dari api. Titik terdekat orbit komet ini terhadap Bumi masih berjarak 34,98 juta kilometer atau hampir 91 kali lipat lebih jauh ketimbang Bulan. Komet Elenin seharusnya akan lewat di titik ini pada 16 Oktober 2011 TU. Namun dua bulan sebelumnya, yakni pada Agustus 2011 TU, komet tersebut dihantam oleh partikel-partikel badai Matahari dengan sangat telak. Sehingga praktis remuk berkeping-keping menjadi bubuk dan praktis kehilangan identitasnya sebagai komet. Menghilangnya komet Elenin ditambah dengan fakta bahwa orbitnya tak berdekatan/memotong orbit Bumi membuat ramalan Kiamat 2012 pun terjungkirbalik.

Sebagai kabar-bohong yang cukup populer, kabar-bohong tentang asteroid/komet raksasa yang bakal menjatuhi Bumi dalam waktu sebentar lagi tentu akan terus berulang di masa depan. Bakal ada kalangan yang menggorengnya kembali, baik dalam versi utuh maupun yang bermutasi. Sepanjang tidak ada konfirmasi dari individu maupun institusi yang berkompeten penuh didalamnya, kabar-bohong seperti ini tak perlu dihiraukan.

Referensi :

Brown dkk. 2002. The Flux of Small Near-Earth Objects Colliding with the Earth. Nature, vol. 420, 21 Nov 2002, 294-296.

Collins dkk. 2005. Earth Impact Effects Program : A Web–based Computer Program for Calculating the Regional Environmental Consequences of a Meteoroid Impact on Earth. Meteoritics & Planetary Science 40, no. 6 (2005), 817–840.

Weiss. 2012. The Vela Event of 1979. Conference of the Historical Dimensions of South Africa’s Nuclear Weapons Program, 10 Desember 2012.

Bulan, Bulan Seolah-olah dan Bulan Sementara

Bersiaplah menatap langit kala Matahari telah merembang di waktu petang dan malam datang. Bila udara tak berawan dan posisi astronomisnya memungkinkan kita akan menyaksikannya bertahta di langit. Dari waktu ke waktu wajahnya selalu berubah-ubah. Suatu saat ia nampak bundar penuh sebagai purnama. Di saat yang lain dia nampak mirip lengkungan sabit. Di waktu yang lain lagi ia memperlihatkan diri separuh bundaran. Dan di momen yang lain lagi ia bahkan terlihat mirip lingkaran yang benjol pada salah satu sisinya. Itulah Bulan atau Rembulan, sang benda langit pengiring setia Bumi kita. Inilah satu-satunya benda langit yang memang benar-benar mengelilingi Bumi kita, bukan sekedar terkesan. Dengan posisinya yang demikian dekat, tak heran Bulan menjadi benda langit yang telah dikenal manusia semenjak awal peradaban. Tak hanya itu, ia pun mempengaruhi dinamika peradaban manusia. Mulai dari urusan sistem penanggalan (kalender) hingga ke ranah politis: balapan mendaratkan manusia pertama di Bulan.

Di antara satelit-satelit alamiah yang dimiliki planet-planet dalam tata surya kita, Bulan tergolong berukuran besar. Ia memang bukanlah satelit alamiah terbesar seantero tata surya kita. Dengan diameter 3.475 kilometer, Bulan masih kalah besar dibandingkan Io (diameter 3.644 kilometer), Callisto (diameter 4.820 kilometer), Titan (diameter 5.150 kilometer) maupun Ganymede (diameter 5.268 kilometer). Namun demikian dalam hal rasio dimensinya, maka dimensi Bulan relatif terhadap Bumi sebagai planet induknya adalah yang terbesar di antara planet-planet lainnya. Io, Callisto dan Ganymede boleh saja lebih besar dari Bulan. Namun bila dibandingkan dengan Jupiter (diameter 143.000 kilometer) sebagai planet induknya ketiga satelit alamiah itu ibarat kelereng bersanding dengan gajah karena rasionya sangat kecil (masing-masing 2,5 %; 3,4 % dan 3,7 %). Pun demikian halnya bilamana Titan disandingkan dengan planet Saturnus (diameter 120.500 kilometer), rasionya hanya 4,3 %.

Gambar 1. Bulan dalam wajah separuh saat berkonjungsi dengan Saturnus pada 4 Agustus 2014 TU silam, diabadikan dengan teleskop 70 mm yang dirangkai dengan kamera DSLR Nikon D60. Sampai saat ini Bulan adalah satu-satunya satelit alamiah Bumi. Meskipun demikian pada saat-saat tertentu Bulan memiliki teman baru, satelit alamiah tangkapan sementara Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 1. Bulan dalam wajah separuh saat berkonjungsi dengan Saturnus pada 4 Agustus 2014 TU silam, diabadikan dengan teleskop 70 mm yang dirangkai dengan kamera DSLR Nikon D60. Sampai saat ini Bulan adalah satu-satunya satelit alamiah Bumi. Meskipun demikian pada saat-saat tertentu Bulan memiliki teman baru, satelit alamiah tangkapan sementara Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014.

Sebaliknya rasio ukuran Bulan terhadap Bumi adalah 27 %, sehingga ukuran relatif Bulan adalah hampir sepertiga Bumi. Dengan ukurannya yang besar, tak heran bila sistem Bumi-Bulan kadang dianggap sebagai sistem planet kembar ketimbang sistem planet dan satelit alamiahnya. Namun anggapan ini lemah. Sebab meski ukuran relatif Bulan memang besar sehingga Bulan tidaklah mengelilingi pusat Bumi melainkan mengitari titik barisenter (titik pusat massa bersama) Bumi-Bulan, namun titik itu hanya sejarak 4.670 kilometer dari pusat Bumi. Maka titik barisenter tersebut sepenuhnya berada dalam tubuh Bumi. Ini berbeda bila dibandingkan sistem Pluto-Charon. Dengan rasio dimensi Charon sebesar 52 % relatif terhadap Pluto, titik barisenter keduanya terletak sejarak 2.110 kilometer dari pusat Pluto. Dengan diameter Pluto 2.250 kilometer maka praktis titik barisenter itu sepenuhnya berada di luar tubuh Pluto. Sehingga jika dilihat tepat di atas bidang edar Charon, Pluto akan nampak bergoyang selagi Charon mengelilinginya.

Bulan menjadi satu-satunya benda langit selain Bumi yang pernah disinggahi manusia, meskipun kunjungan terakhir ke Bulan telah berlalu 43 tahun silam. Misi-misi antariksa ke Bulan, baik yang berawak (menyertakan manusia) maupun tak berawak, telah menghasilkan timbunan data akan seluk-beluk Bulan. Darinya astronomi modern mendeduksi bahwa Bulan lahir melalui peristiwa kosmik yang amat dramatis di awal masa tata surya. Setelahnya Bulan menjadi pengawal Bumi yang setia, menjaga stabilitas poros rotasi Bumi pada kemiringannya. Sehingga iklim di Bumi dapat bergulir stabil, yang memungkinkan terjaganya siklus air, oksigen dan karbon secara berkesinambungan. Sehingga kehidupan dapat tumbuh dan berkembang.

Namun jika sepintas kita bandingkan Bumi dengan planet-planet lainnya dalam tata surya kita, sebersit rasa cemburu mungkin menyapa. Betapa tidak. Planet biru yang kita huni dan cintai ini, yang menjadi satu-satunya tempat dimana kehidupan berjalan secara berkesinambungan, ternyata hanya mempunyai Bulan sebagai satu-satunya satelit alamiahnya. Mars saja, yang ukurannya separuh Bumi, punya dua satelit alamiah: Phobos dan Deimos. Bahkan jika planet-kerdil Pluto diperhitungkan, Bumi kita kalah jauh. Planet-kerdil yang besarnya hanya dua pertiga Bulan itu ternyata dikitari oleh paling sedikit lima buah satelit alamiah. Jangan bandingkan dengan para jumbo seperti Jupiter yang memiliki 67 satelit alamiah maupun Saturnus yang mengoleksi 62 satelit alamiah. Dalam bahasa populer masakini, itu hanya akan membuat kita merasa sedih. Meski di sisi lain kita juga bisa sedikit menghela nafas lega saat membandingkan Bumi dengan Merkurius maupun Venus. Dua planet yang lebih dekat ke Matahari itu sama sekali tak memiliki satelit alamiah barang sebiji pun.

Tapalkuda

Apakah Bumi hanya memiliki Bulan sebagai satu-satunya pengiring setianya?

Pada 10 Oktober 1986 Tarikh Umum (TU) astronom Duncan Waldron menemukan sebuah asteroid dekat-Bumi baru melalui fasilitas teleskop UK Schmidt di kompleks observatorium Siding Spring (Australia). Observatorium ini dikenal akan program pelacakan benda-benda langit mini dalam tata surya kita seperti asteroid dan komet. Salah satu satunya misalnya penemuan komet Siding-Spring yang menggemparkan karena lewat sangat dekat dengan planet Mars di tahun silam. International Astronomical Union (IAU) memberi nama asteroid temuan Waldron ini sebagai asteroid 3753 Cruithne. Semula asteroid yang berdiameter 5 kilometer ini hanya dianggap sebagai asteroid dekat-Bumi yang biasa saja. Ia juga cukup redup, magnitudo semu maksimumnya hanyalah +15,8 atau 6 kali lebih redup ketimbang planet-kerdil Pluto, sehingga tak mudah untuk mengamatinya. dibutuhkan teleskop reflektor yang cermin obyektifnya bergaris tengah minimal 100 cm untuk bisa mengamatinya.

Gambar 2. Asteroid Cruithne (diantara dua garis lurus datar), diabadikan dari Observatorium Powell, Kansas (Amerika Serikat). Asteroid ini adalah asteroid pertama yang diketahui memiliki periode revolusi tepat sama dengan Bumi, sehingga hakikatnya berbagi orbit dengan Bumi. Oleh posisi uniknya, asteroid Cruithne terlihat mengelilingi satu titik dalam orbit Bumi lewat orbit-tampak mirip kacang, jika diamati dari Bumi. Sumber: Observatorium Powell, 2001.

Gambar 2. Asteroid Cruithne (diantara dua garis lurus datar), diabadikan dari Observatorium Powell, Kansas (Amerika Serikat). Asteroid ini adalah asteroid pertama yang diketahui memiliki periode revolusi tepat sama dengan Bumi, sehingga hakikatnya berbagi orbit dengan Bumi. Oleh posisi uniknya, asteroid Cruithne terlihat mengelilingi satu titik dalam orbit Bumi lewat orbit-tampak mirip kacang, jika diamati dari Bumi. Sumber: Observatorium Powell, 2001.

Cruithne baru menyedot perhatian besar mulai 1997 TU kala trio astronom Finlandia dan Kanada, yakni Paul Wiegert, Kimmo Innanen dan Seppo Mikkola memperlihatkan uniknya asteroid ini. Asteroid Cruithne memiliki orbit sangat lonjong, jauh berbeda dibanding orbit Bumi. Orbit Cruithne memiliki perihelion (titik terdekat ke Matahari) sejarak 72 juta kilometer atau berdekatan dengan orbit Merkurius dan aphelion (titik terjauh ke Matahari) 226 juta kilometer atau berdekatan dengan orbit Mars. Sehingga orbit Cruithne memotong orbit Venus, Bumi dan Mars. Namun asteroid ini membutuhkan waktu hampir sama dengan Bumi dalam mengelilingi Matahari, karena periode revolusinya 364 hari (periode revolusi Bumi 365,25 hari). Dalam astronomi, kesamaan nilai periode revolusi ini membuat asteroid Cruithne dikatakan mengalami resonansi orbital dengan Bumi. Tepatnya resonansi orbital 1:1.

Sepasang benda langit yang mengalami resonansi orbital 1:1 bermakna bahwa kedua berbagi orbit yang sama. Resonansi orbital 1:1 istimewa karena tidak stabil. Bila massa kedua benda langit yang beresonansi itu tidak berbeda jauh, maka yang lebih kecil akan diusir keluar oleh yang lebih besar. Bumi kita pernah mengalami situasi seperti ini di awal masa tata surya. Saat itu proto-Bumi harus berbagi orbit bersama dengan proto-Theia, protoplanet seukuran Mars masakini. Proto-Bumi mendepak proto-Theia dari orbitnya, namun sebagai akibatnya proto-Theia justru berbenturan dengan proto-Bumi. Peristiwa itulah yang membentuk Bulan. Tapi karena massa Cruithne amat sangat kecil dibandingkan Bumi, maka depak-mendepak semacam itu tidak terjadi. Sebaliknya justru gerak-gerik Cruithne menyajikan pemandangan yang mengesankan.

Orbits_of_Cruithne_and_Earth Horseshoe_orbit_of_Cruithne_from_the_perspective_of_Earth
Gambar 3. Atas: simulasi yang memperlihatkan bagaimana gerak Bumi dan Cruithne saat dilihat tinggi di atas kutub utara/selatan Matahari (kiri) dengan program Celestia. Keduanya nampak bergerak berlawanan arah dengan jarum jam di orbitnya masing-masing. Bila dilihat dari Bumi, yakni kala Bumi dianggap diam sebagaimana Matahari (kanan), maka dalam setahun Cruithne terlihat menyusuri orbit-tampak mirip kacang dengan Cruithne seolah bergerak searah dengan jarum jam. Bawah: simulasi gerak asteroid 2002 AA29 selama seabad penuh dengan Bumi dianggap diam sebagaimana Matahari. Nampak 2002 AA29 bergerak di sekitar orbit Bumi dan membentuk orbit-tampak tapalkuda. Sumber: Jecowa, 2007 & NASA, 2002.

Gambar 3. Atas: simulasi yang memperlihatkan bagaimana gerak Bumi dan Cruithne saat dilihat tinggi di atas kutub utara/selatan Matahari (kiri) dengan program Celestia. Keduanya nampak bergerak berlawanan arah dengan jarum jam di orbitnya masing-masing. Bila dilihat dari Bumi, yakni kala Bumi dianggap diam sebagaimana Matahari (kanan), maka dalam setahun Cruithne terlihat menyusuri orbit-tampak mirip kacang dengan Cruithne seolah bergerak searah dengan jarum jam. Bawah: simulasi gerak asteroid 2002 AA29 selama seabad penuh dengan Bumi dianggap diam sebagaimana Matahari. Nampak 2002 AA29 bergerak di sekitar orbit Bumi dan membentuk orbit-tampak tapalkuda. Sumber: Jecowa, 2007 & NASA, 2002.

Bila dilihat pada titik yang nun tinggi di atas kutub utara/selatan Bumi dalam jangka waktu sangat lama hingga lebih dari 100 tahun, asteroid Cruithne terlihat menyusuri angkasa di sekitar orbit Bumi secara teratur melalui orbit-tampak yang mirip tapalkuda/ladam. Sementara jika hanya dilihat dalam setahun, Cruithne terlihat menyusuri orbit-tampak mirip kacang. Titik pusat orbit-tampak mirip kacang ini tepat berimpit dengan salah satu titik dalam orbit Bumi. Keunikan ini terlihat lebih jelas lagi dalam simulator. Bila kita memosisikan Bumi diam seperti halnya Matahari, maka Cruithne akan terlihat bergerak secara teratur menyusuri orbit-tampak tapalkuda-nya untuk ‘menjauhi’ Bumi dan kemudian ‘mendekati’ Bumi dari sisi yang lain. Analisis lebih lanjut memperlihatkan orbit-tampak tapalkuda Cruithne bukanlah sirkuit tertutup, melainkan berbentuk spiral yang secara perlahan kian menjauhi posisi Bumi dan kemudian bergerak mendekati Bumi dari sisi yang lain.

Seolah-olah dan Sementara

Karena beresonansi orbital 1:1 dengan Bumi, maka orbit asteroid Cruithne sesungguhnya tidak stabil. Terbuka kemungkinan ia bakal keluar dari orbitnya dan beralih mendekat ke Bumi hingga akhirnya bertumbukan. Dengan diameter 5 kilometer, tumbukan Cruithne dengan Bumi tentu bakal sangat dahsyat, mungkin setingkat di bawah kedahsyatan tumbukan asteroid yang memusnahkan dinosaurus. Namun analisis memperlihatkan asteroid Cruithne bakal tetap menghuni orbit ini hingga berjuta tahun mendatang. Sehingga potensi bahaya tumbukan asteroid Cruithne dengan Bumi hingga berjuta tahun ke depan dapat dikesampingkan. Belakangan ditemukan sejumlah asteroid yang mirip Cruithne. Misalnya asteroid 54509 YORP, (85770) 1998 UP1, 2002 AA29 (diameter ~100 meter), 2009 BD, 2001 GO2 dan 2010 SO16.

Ada sebuah situasi istimewa untuk asteroid-asteroid yang beresonansi orbital 1:1 dengan Bumi dan memiliki orbit-tampak tapalkuda. Yakni pada saat titik pusat orbit-tampak itu tepat berimpit dengan Bumi, bukan hanya dengan satu titik dalam orbit Bumi. Jika hal demikian terjadi, maka asteroid itu akan menjadi kuasi-satelit alamiah, atau kuasi-Bulan, atau seolah-olah Bulan. Sebab selama beberapa waktu asteroid tersebut terlihat mengelilingi Bumi di orbit tapalkudanya. Apakah asteroid yang berstatus kuasi-Bulan dapat dianggap sebagai satelit alamiah kedua Bumi atau Bulan kedua? Tidak. Sebab asteroid tersebut hanya seakan-akan saja mengedari Bumi. Tapi sesungguhnya ia tak terikat oleh gravitasi Bumi layaknya Bulan. Asteroid kuasi-Bulan sesungguhnya masih tetap beredar mengelilingi Matahari dalam orbitnya sendiri.

Gambar 4. Simulasi pergerakan asteroid 2002 AA29 saat berstatus kuasi-Bulan dalam enam abad mendatang, dengan Bumi dianggap diam sebagaimana Matahari. Nampak 2002 AA29 bergerak menyusuri orbit-tampak mirip kacang dengan pusat orbit di Bumi, sehingga seolah-olah mengelilingi Bumi. Sumber: NASA, 2002.

Gambar 4. Simulasi pergerakan asteroid 2002 AA29 saat berstatus kuasi-Bulan dalam enam abad mendatang. Kiri: dilihat dari ketinggian di atas kutub utara Matahari dengan Matahari diam, nampak Bumi dan 2002 AA29 beredar mengelilingi Matahari dengan arah berlawanan terhadap jarum jam. Kanan: bila dilihat tinggi di atas kutub utara Bumi dan Bumi dianggap diam sebagaimana Matahari. Nampak 2002 AA29 bergerak menyusuri orbit-tampak mirip kacang dengan arah searah jarum jam. Pusat orbitnya ada di Bumi, sehingga seolah-olah mengelilingi Bumi. Sumber: NASA, 2002.

Asteroid 2003 YN107 (diameter ~30 meter) adalah kuasi-Bulan yang pertama ditemukan. Ia berkedudukan sebagai kuasi-Bulan semenjak tahun 1996 TU dan bertahan hingga 2006 TU. Sebelum tahun 1996 itu gerak asteroid 2003 YN107 mirip dengan perilaku Cruithne. Ia bergerak dalam orbit-tampak tapalkudanya dimana titik pusat orbitnya selalu bergeser dari waktu ke waktu. Pergeseran itu membuat titik pusat orbit-tampak tapalkuda asteroid 2003 YN107 akhirnya berimpit dengan Bumi mulai 1996 TU dan bertahan hingga sepuluh tahun kemudian. Selepas 2006 TU kembali asteroid 2003 YN107 berperilaku seperti Cruithne. Belakangan sejumlah asteroid dekat-Bumi beresonansi orbital 1:1 yang juga menjadi kuasi-Bulan ditemukan, seperti asteroid (164207) 2004 GU9,(277810), 2006 FV35 dan 2014 OL339. Analisis memperlihatkan dalam 600 tahun ke depan, asteroid 2002 AA29 juga bakal menjadi kuasi-Bulan.

Selain kuasi-Bulan, apakah Bumi benar-benar tidak memiliki satelit alamiah yang lain diluar Bulan?

Jawabannya bisa, meski mengandung syarat. Bumi dapat saja memiliki satelit alamiah lain disamping Bulan, namun sifatnya sementara. Jadi satelit alamiah yang lain itu hanya bakal ada untuk jangka waktu tertentu yang sangat singkat. Bumi kita bisa melakukannya khususnya pada asteroid-asteroid dekat-Bumi yang melintas pada kecepatan dan memasuki ruang yang tepat. Ruang tersebut dinamakan ruang Hill, merujuk nama astronom George William Hill (Amerika Serikat). Kadang dinamakan juga sebagai ruang Roche, mengabadikan nama astronom Eduoard Roche (Perancis). Baik Hill maupun Roche adalah dua sosok astronom yang pertama mengusulkan adanya sebuah ruang bervolume yang menyelubungi planet, dimana gravitasi planet tersebut mendominasi ruang itu ketimbang gravitasi planet tetangganya maupun Matahari.

Bagi Bumi, ruang Hill atau ruang Roche ini adalah kawasan yang berjarak hingga 1,5 juta kilometer dari pusat Bumi. Dalam kawasan inilah sebuah satelit alamiah selain Bulan bisa berada. Bulan menjadi satelit alamiah Bumi karena sepenuhnya ada dalam ruang Hill/Roche Bumi. Dengan radius sumbu utama orbit Bulan sebesar 384.000 kilometer dari pusat Bumi, maka radius tersebut masih lebih kecil ketimbang radius ruang Hill/Roche Bumi. Bila ada asteroid dekat-Bumi yang melaju pada kecepatan relatif cukup lambat dan melintas di dalam ruang Hill/Roche Bumi ini, gravitasi Bumi dapat menangkapnya dan memaksanya berubah haluan menjadi mengelilingi Bumi. Proses ini membuat asteroid tersebut menjadi satelit alamiah tangkapan. Satelit tangkapan banyak dijumpai di planet-planet dalam tata surya kita. Misalnya Mars, yang mendapatkan Phobos dan Deimos dari proses tangkapan.

Gambar 5. Pergerakan asteroid 2006 RH120 (di antara dua garis lurus datar) saat berstatus satelit tangkapan sementara Bumi, sebagaimana diabadikan dengan teleskop Schmidt-Cassegrain 40 cm + kamera CCD dari Observatorium Great Shefford (Inggris). Citra pergerakan ini dihasilkan dari empat citra terpisah yang masing-masing merupakan hasil stacking (penumpukan) dari 20 citra beruntun dengan penyinaran masing-masing 4 detik. teleskop diarahkan untuk mengikuti gerak asteroid, sehingga bintang-bintang dilatarbelakangnya terlihat sebagai garis-garis putih. Atas adalah utara. Satelit alamiah tangkapan Bumi itu nampak bergerak dengan kecepatan 47 detik busur dalam setiap menitnya. Sumber: Observatorium Great Shefford, 2007.

Gambar 5. Pergerakan asteroid 2006 RH120 (di antara dua garis lurus datar) saat berstatus satelit tangkapan sementara Bumi, sebagaimana diabadikan dengan teleskop Schmidt-Cassegrain 40 cm + kamera CCD dari Observatorium Great Shefford (Inggris). Citra pergerakan ini dihasilkan dari empat citra terpisah yang masing-masing merupakan hasil stacking (penumpukan) dari 20 citra beruntun dengan penyinaran masing-masing 4 detik. teleskop diarahkan untuk mengikuti gerak asteroid, sehingga bintang-bintang dilatarbelakangnya terlihat sebagai garis-garis putih. Atas adalah utara. Satelit alamiah tangkapan Bumi itu nampak bergerak dengan kecepatan 47 detik busur dalam setiap menitnya. Sumber: Observatorium Great Shefford, 2007.

Satelit alamiah tangkapan Bumi umumnya berumur singkat, bergantung pada konfigurasi orbit awalnya sebelum memasuki ruang Hill/Roche Bumi. Karenanya ia disebut satelit alamiah tangkapan sementara (STS) atau temporary satellite capture (TSC). Dan Bumi sempat memiliki satelit alamiah kedua-nya yang berupa satelit alamiah tangkapan sementara pada periode antara September 2006 hingga Juni 2007 TU. Satelit alamiah kedua itu adalah asteroid 2006 RH120 (diameter ~3 m). Asteroid ini pertama kali terlihat pada 14 September 2006 TU lewat sistem penyigian langit semi-otomatik Catalina Sky Survey sebagai benda langit yang sangat redup (magnitudo semu +19) dan bergerak cepat. Benda langit ini ditemukan kala berada pada jarak 2 kali lipat lebih jauh ketimbang Bulan. Observasi demi observasi selanjutnya memperlihatkan benda langit ini beredar mengelilingi Bumi dan sempat diduga sebagai sisa roket tingkat tiga dari era perlombaan antariksa. Namun analisis lebih lanjut mencoret kemungkinan tersebut sekaligus menempatkan benda langit ini sebagai asteroid yang juga adalah satelit alamiah kedua bagi Bumi, meski hanya sementara. Astronomi modern memperkirakan sedikitnya satu asteroid akan menjadi satelit alamiah tangkapan sementara Bumi dalam tiap dasawarsa.

Gambar 6. Orbit asteroid 2006 RH120 sepanjang 1 Desember 2006 hingga 1 Juli 2007 TU atau selagi menyandang status satelit tangkapan sementara Bumi atau Bulan sementara Bumi. Nampak asteroid mengelilingi Bumi hingga tiga kalis epanjangw aktu itu, dengan orbit yang terus berubah-ubah. Disimulasikan oleh Paul Chodas di NASA Jet Propulsion Laboratory, california (Amerika Serikat). Sumber: NASA, 2015.

Gambar 6. Orbit asteroid 2006 RH120 sepanjang 1 Desember 2006 hingga 1 Juli 2007 TU atau selagi menyandang status satelit tangkapan sementara Bumi atau Bulan sementara Bumi. Nampak asteroid mengelilingi Bumi hingga tiga kalis epanjangw aktu itu, dengan orbit yang terus berubah-ubah. Disimulasikan oleh Paul Chodas di NASA Jet Propulsion Laboratory, california (Amerika Serikat). Sumber: NASA, 2015.

Sepanjang kurun September 2006 TU hingga Juni 2007 TU asteroid 2006 RH120 mengelilingi Bumi dalam orbit lonjong dengan perigee (titik terdekat ke Bumi) 277.000 kilometer dan apogee (titik terjauh ke Bumi) 1,635 juta kilometer, terhitung dari pusat Bumi. Orbit ini ditempuhnya sekali putaran dalam waktu 108 hari. Sebelum September 2006 TU, asteroid ini masih beredar mengelilingi Matahari sebagai bagian dari keluarga asteroid Aten dengan periode 340 hari, perihelion 135 juta kilometer dan aphelion 150 juta kilometer. Pada Juni 2007 TU, selepas melewati titik perigee-nya asteroid 2006 RH120 kembali melejit keluar dari pengaruh gravitasi Bumi. Asteroid itu kemudian mengelilingi Matahari dengan orbit yang berubah dibanding sebelum September 2006 TU. Kali ini orbitnya memiliki perihelion 151 juta kilometer dan aphelion 158 juta kilometer yang ditempuh dalam waktu 383 hari. Orbit demikian menjadikan asteroid 2006 RH120 berpindah ke keluarga asteroid Apollo. Semenjak itu Bumi kita kembali kehilangan satelit alamiah tangkapan termutakhirnya.

Referensi :

Barbee. 2015. Accessible Near-Earth Objects (NEOs). Presentasi dalam 12th Meeting of the NASA Small Bodies Assessment Group (SBAG), 7 Januari 2015.

Great Shefford Observatory. 2007. 2006 RH120 ( = 6R10DB9) (A Second Moon for the Earth?)

Wiegert, Innanen, Mikkola. 2009. Quasi-satellites, a Strange Class of Solar System Object, May Exist in the Outer Reaches of Our Solar System. Western University, Canada.

Wiegert, Innanen, Mikkola. 1997. Near-Earth Asteroid 3753 Cruithne, Earth’s Curious Companion. Western University, Canada.

Menemukan Chicxulub, di Balik Perburuan Kawah Pembunuh Dinosaurus

Tiap kali berbincang akan benda langit anggota tata surya yang berjuluk asteroid dan komet, di benak saya langsung terbayang sosok-sosok dinosaurus. Ya, pada kawanan hewan-hewan purba yang selama ini dipersepsikan berbadan besar dan tambun, meski sesungguhnya tidak seluruhnya demikian. Dinosaurus merajai seluruh benua selama ratusan juta tahun semenjak zaman Trias, tepatnya semenjak 231 juta tahun silam. Namun fosil-fosil mereka mendadak tak lagi dijumpai di lapisan-lapisan batuan yang berasal dari zaman Tersier awal, tepatnya mulai 65 juta tahun silam (atau dalam penelitian termutakhir, mulai 66 juta tahun silam). Dinosaurus tak menghilang sendirian. Dalam kurva kelimpahan genera makhluk hidup dari masa ke masa sepanjang 250 juta tahun terakhir yang disusun palentolog Jack Sepkoski dan David Raup yang dipublikasikan pada 1982 Tarikh Umum (TU) silam, jelas terlihat dinosaurus adalah bagian dari 76 % makhluk hidup sezaman yang mendadak menghilang. Selain dinosaurus, sejumlah anggota genera nanoplankton, tumbuhan darat, binatang laut dan darat tak bertulang belakang dan amfibi pun turut punah. Bedanya, mereka masih menyisakan sejumlah genera lainnya khususnya yang bertubuh kecil untuk bertahan hidup, sehingga tetap muncul dan bahkan berkembang pesat pada zaman geologi sesudahnya. Sementara sisanya beserta segenap dinosaurus, khususnya dinosaurus non burung, tak lagi dijumpai dalam kala dan zaman geologi sesudahnya.

Gambar 1. Ilustrasi saat kawanan dinosaurus seakan merajai Bumi hingga akhir zaman Kapur (kiri) dan kemudian mendadak mati bergelimpangan di zaman geologi setelahnya (kanan). Punahnya kawanan dinosaurus beserta 76 % genera makhluk hidup lainnya terjadi dalam waktu bersamaan pada 65 juta tahun silam. Inilah peristiwa pemusnahan massal terdahsyat kedua di Bumi dalam kurun 250 juta tahun terakhir. Sekaligus menandai transisi zaman Kapur ke Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 1. Ilustrasi saat kawanan dinosaurus seakan merajai Bumi hingga akhir zaman Kapur (kiri) dan kemudian mendadak mati bergelimpangan di zaman geologi setelahnya (kanan). Punahnya kawanan dinosaurus beserta 76 % genera makhluk hidup lainnya terjadi dalam waktu bersamaan pada 65 juta tahun silam. Inilah peristiwa pemusnahan massal terdahsyat kedua di Bumi dalam kurun 250 juta tahun terakhir. Sekaligus menandai transisi zaman Kapur ke Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Dinosaurus dan 76 % makhluk hidup sezaman itu menjadi korban dari peristiwa pemusnahan massal dalam skala global yang amat mencekik. Mulai dasawarsa 1980-an pencarian akan penyebab peristiwa dramatis tersebut mewarnai dunia ilmu pengetahuan yang terus berlanjut hingga ke abad ke-21 TU. Pencarian pun mengerucut pada dua kandidat. Yang pertama adalah dugaan peristiwa tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub (baca : chic-sa-lube) di sebagian Semenanjung Yucatan dan Teluk Meksiko (kini bagian dari Meksiko). Sementara kandidat kedua adalah dugaan letusan mahadahsyat gunung berapi areal yang memuntahkan magma basaltik dalam volume gigantis yang memproduksi Dataran Tinggi Dekan (kini bagian dari India). Keduanya terjadi pada rentang waktu hampir bersamaan dalam skala waktu geologi, yakni di perbatasan zaman Kapur dan Tersier sekitar 65 juta tahun silam. Sifat kedua kandidat itu sangat berbeda. Tumbukan pembentuk kawah Chicxulub berlangsung sangat singkat, hanya dalam waktu beberapa detik hingga beberapa jam saja. Sementara letusan gigantis Dataran Tinggi Dekan berlangsung dalam waktu hingga sejuta tahun

Setiap kandidat memiliki pendukungnya masing-masing. Namun hampir tiga dasawarsa kemudian, tepatnya pada tahun 2010 TU, terbentuk konsensus yang menyimpulkan tumbukan asteroid sebagai pembunuh dinosaurus dan pemusnah 76 % kelimpahan makhluk hidup sezaman. Setelah menganalisis seluruh literatur ilmiah terkait beserta segenap buktinya yang telah dihasilkan dalam dua dasawarsa terakhir, 41 ilmuwan prestisius dari berbagai disiplin ilmu seperti astronomi, kebumian dan geofisika menyepakati kesimpulan tersebut. Sebagai konsekuensinya, letusan gigantis Dataran Tinggi Dekan tak lagi dianggap sebagai penyebab peristiwa kepunahan massal 65 juta tahun silam. Meski mungkin berkontribusi dalam memperparah dampak lingkungan global akibat tumbukan asteroid raksasa tersebut.

Gambar 2. Peta anomali gravitasi kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara yang memperlihatkan dengan jelas Struktur Chicxulub. Lingkaran putus-putus ditambahkan untuk mempertegas lokasi struktur. Terlihat jelas busur setengah lingkaran yang adalah cincin kawah raksasa Chicxulub. Kawah raksasa ini terkubur di bawah sedimen berumur Tersier setebal 600 meter. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Gambar 2. Peta anomali gravitasi kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara yang memperlihatkan dengan jelas Struktur Chicxulub. Lingkaran putus-putus ditambahkan untuk mempertegas lokasi struktur. Terlihat jelas busur setengah lingkaran yang adalah cincin kawah raksasa Chicxulub. Kawah raksasa ini terkubur di bawah sedimen berumur Tersier setebal 600 meter. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Kawah raksasa Chicxulub adalah jejak paling jelas dari peristiwa tumbukan asteroid raksasa itu. Kawah tumbukan ini demikian akbar, berbentuk membulat dengan garis tengah tak kurang dari 170 kilometer. Namun ukuran sesungguhnya mungkin lebih besar lagi karena ada juga yang berpendapat terdapat tanda-tanda bahwa diameter kawah ini mencapai 300 kilometer. Kawah raksasa Chicxulub lahir kala asteroid raksasa bergaris tengah antara 5 hingga 15 kilometer jatuh menumbuk Bumi 65 juta tahun silam dalam peristiwa tumbukan benda langit. Tumbukan ini melepaskan energi kinetik yang sungguh luar biasa besar. Paling tidak 100 juta megaton energi dilepaskan, yang setara dengan peletusan 5 milyar bom nuklir Hiroshima secara serempak. Jika dibandingkan dengan energi letusan Gunung Toba 74.000 tahun silam, maka letusan gunung berapi terdahsyat di Bumi dalam 27 juta tahun terakhir itu hanyalah seper duaratus energi tumbukan asteroid raksasa ini. Apalagi jika dibandingkan dengan Peristiwa Chelyabinsk 2013 kemarin. Jelas sudah, inilah bencana alam terdahsyat dengan skala yang luar biasa !

Asteroid raksasa itu jatuh di perairan Teluk Meksiko purba yang adalah laut dangkal dengan kedalaman sekitar 150 meter. Maka megatsunami pun tercipta dan segera berderap mengarungi samudera. Gelombang setinggi ratusan meter menderu membanjiri pesisir-pesisir Amerika purba yang berhadapan. Bahkan di Eropa dan Afrika purba yang sudah cukup jauh dari lokasi tumbukan, tinggi megatsunami itu masih sekitar 100 meter kala tiba di pesisir.Namun bukan megatsunaminya yang menjadi masalah global yang sangat serius. Pembentukan kawah raksasa Chicxulub dibarengi semburan milyaran ton debu hingga jauh tinggi ke atmosfer. Pada saat yang sama, bongkah-bongkah batuan produk tumbukan yang terlontar ke angkasa sebagian berjatuhan lagi ke Bumi menjadi meteor dalam jumlah luar biasa besar. Udara pun terpanaskan hebat hingga kebakaran hutan spontan pun terjadilah dimana-mana bersamaan dengan badai api. Sebagai hasilnya milyaran ton jelaga pun terhembus ke udara. Selain debu dan jelaga, milyaran ton aerosol sulfat pun terlepas. Sulfat ini berasal dari gas belerang (sulfur dioksida), yang terbebaskan saat asteroid raksasa menumbuk dasar Teluk Meksiko yang dipenuhi endapan gipsum. Gas Belerang yang terproduksi segera bertemu uap air di atmosfer menjadi aerosol sulfat.

Gambar 3. Detik-detik tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub, berdasarkan simulasi tiga dimensi oleh laboratorium nuklir Los Alamos (Amerika Serikat). Asteroid datang dari arah selatan-tenggara dari altitud 45°. Skala suhu dinyatakan dalam eV (elektronvolt), dengan 0,5 eV = 5.527° Celcius dan 0,01 eV = minus 157° Celcius. Simulasi memperlihatkan saat asteroid menumbuk Bumi di Teluk Meksiko purba, milyaran ton material tumbukan disemburkan ke langit selagi kawah tumbukan raksasa terbentuk. SUmber: Los Alamos National Laboratory, 2007.

Gambar 3. Detik-detik tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub, berdasarkan simulasi tiga dimensi oleh laboratorium nuklir Los Alamos (Amerika Serikat). Asteroid datang dari arah selatan-tenggara dari altitud 45°. Skala suhu dinyatakan dalam eV (elektronvolt), dengan 0,5 eV = 5.527° Celcius dan 0,01 eV = minus 157° Celcius. Simulasi memperlihatkan saat asteroid menumbuk Bumi di Teluk Meksiko purba, milyaran ton material tumbukan disemburkan ke langit selagi kawah tumbukan raksasa terbentuk. SUmber: Los Alamos National Laboratory, 2007.

Ketiganya membumbung tinggi hingga memasuki lapisan stratosfer dan terdistribusikan ke segala arah. Karena berada di lapisan stratosfer, mereka tak bisa terlarut dan turun bersama air hujan. Hanya gravitasi yang mampu menurunkannya kembali ke permukaan Bumi. Namun dengan ukuran butir-butir debu, jelaga dan aerosol sulfat yang kecil, butuh waktu bertahun-tahun bagi gravitasi untuk bekerja mengendapkannya. Sepanjang waktu itu milyaran ton debu halus, jelaga dan aerosol sulfat terus melayang-layang dalam lapisan stratosfer. Tak sekedar melayang, mereka berkoalisi membentuk lapisan tabir surya alamiah khas produk tumbukan. Aerosol sulfat merupakan penyerap sinar Matahari yang efektif. Sementara debu dan jelaga menjadi pemantul sinar Matahari yang tak kalah efektifnya. Kehadiran ketiganya dalam jumlah luar biasa besar sebagai tabir surya alamiah di lapisan stratosfer menghalangi pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bumi. Selain diserap, tabir surya tersebut juga memantulkan kembali sejumlah sinar Matahari ke angkasa, yang membuat albedo Bumi meningkat. Kombinasi kedua efek tersebut membuat intensitas sinar Matahari yang diterima di daratan dan lautan merosot demikian dramatis. Sehingga Bumi menjadi remang-remang gulita. Simulasi menunjukkan bahkan di siang bolong sekalipun situasinya masih lebih gelap ketimbang malam berhias Bulan purnama di hari yang normal.

Gambar 4. Bagaimana tumbukan asteroid raksasa pembentuk kawah raksasa Chicxulub mampu membangkitkan kebakaran hutan spontan dalam lingkup global diperlihatkan dalam simulasi ini. Pada detik-detik pertama pasca tumbukan (kiri), suhu tinggi akibat paparan sinar panas dan guyuran material produk tumbukan hanya mewarnai daratan Amerika Utara purba, hingga menimbulkan badai api. Namun dalam hampir 17 jam pasca tumbukan (kanan), badai api telah melingkupi sebagian besar permukaan Bumi. Khususnya akibat guyuran material produk tumbukan yang sempat terlontar melampaui atmosfer dan kembali ke Bumi sebagai trilyunan meteor. Jejak kebakaran hutan spontan yang bersifat global ini terekam jelas pada lapisan lempung tipis di batas sedimen zaman Kapur dan Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 4. Bagaimana tumbukan asteroid raksasa pembentuk kawah raksasa Chicxulub mampu membangkitkan kebakaran hutan spontan dalam lingkup global diperlihatkan dalam simulasi ini. Pada detik-detik pertama pasca tumbukan (kiri), suhu tinggi akibat paparan sinar panas dan guyuran material produk tumbukan hanya mewarnai daratan Amerika Utara purba, hingga menimbulkan badai api. Namun dalam hampir 17 jam pasca tumbukan (kanan), badai api telah melingkupi sebagian besar permukaan Bumi. Khususnya akibat guyuran material produk tumbukan yang sempat terlontar melampaui atmosfer dan kembali ke Bumi sebagai trilyunan meteor. Jejak kebakaran hutan spontan yang bersifat global ini terekam jelas pada lapisan lempung tipis di batas sedimen zaman Kapur dan Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Akibatnya sungguh buruk. Selain membuat suhu rata-rata paras Bumi anjlok dramatis dan jumlah penguapan pun berkurang dramatis dengan segala implikasinya ke sistem iklim dan cuaca Bumi, minimnya sinar Matahari juga memaksa tumbuh-tumbuhan darat dan fitoplankton di lautan berhenti berfotosintesis. Pelan namun pasti produsen makanan itu pun mati. Imbasnya segera merambat ke rantai makanan dan jaring-jaring makanan di segenap penjuru. Hewan-hewan yang menjadi konsumen, baik konsumen tingkat 1, 2 maupun 3 segera menyusul bergelimpangan akibat kelaparan. Dapat dikatakan segenap makhluk hidup yang bobotnya lebih dari 20 kilogram tewas bertumbangan. Hanya hewan-hewan kecil dan tumbuh-tumbuhan perintis saja yang sanggup bertahan.

Gravitasi dan Magnetik

Tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub mendorong kehidupan di Bumi memasuki saat-saat terpedihnya. Di era kontemporer, khususnya semenjak dasawarsa 1990-an, kengerian akan peristiwa ini mulai mengetuk pintu kesadaran umat manusia akan Bumi yang tidaklah steril dari hantaman komet dan asteroid, sebagaimana yang juga dialami planet-planet lainnya. Wajah Bumi pun pernah diwarnai kawah-kawah raksasa produk tumbukan, meski perjalanan waktu membuatnya dipahat erosi intensif atau bahkan terkubur di bawah ketebalan sedimen. Mata dunia semakin terbuka setelah menyaksikan untuk pertama kalinya bagaimana tumbukan benda langit bekerja, di planet lain. Selama tujuh hari berturut-turut semenjak 16 hingga 22 Juli 1994 TU, dunia menyaksikan bagaimana 21 fragmen komet Shoemaker-Levy 9 berjatuhan ke planet Jupiter. Secara akumulatif energi yang dilepaskannya pun mencapai ratusan juta megaton TNT, sebanding dengan peristiwa tumbukan asteroid raksasa 65 juta tahun silam. Kini asteroid dan komet pun dipandang dalam perspektif baru. Komet misalnya, tak lagi hanya dilihat sebagai benda langit eksotik yang mempunyai ‘ekor’ mempesona, namun juga menjadi salah satu potensi bahaya bagi Bumi meski dalam perspektif yang sangat berbeda dibanding ungkapan Aristoteles 2.000 tahun silam.

Gambar 5. Saat-saat megatsunami setinggi ratusan meter menjalar di Teluk Meksiko hanya dalam beberapa detik pasca tumbukan asteroid raksasa, dalam simulasi Ward. Asteroid jatuh dari arah selatan-tenggara. Simulasi tsunami disesuaikan dengan situasi Teluk Meksiko purba 65 juta tahun silam, yang lebih luas dari sekarang. Garis hitam menunjukkan garis pantai modern. Megatsunami produk tumbukan asteroid raksasa ini menjalar ke segala arah dan meninggalkan jejak dimana-mana. Termasuk ke dalam laut pedalaman Amerika, yang kini telah tertutup. Sumber: Ward, t.t.

Gambar 5. Saat-saat megatsunami setinggi ratusan meter menjalar di Teluk Meksiko hanya dalam beberapa detik pasca tumbukan asteroid raksasa, dalam simulasi Ward. Asteroid jatuh dari arah selatan-tenggara. Simulasi tsunami disesuaikan dengan situasi Teluk Meksiko purba 65 juta tahun silam, yang lebih luas dari sekarang. Garis hitam menunjukkan garis pantai modern. Megatsunami produk tumbukan asteroid raksasa ini menjalar ke segala arah dan meninggalkan jejak dimana-mana. Termasuk ke dalam laut pedalaman Amerika, yang kini telah tertutup. Sumber: Ward, t.t.

Namun jarang diketahui bahwa upaya pencarian, penemuan dan hubungan antara kawah raksasa Chicxulub dengan peristiwa pemusnahan massal 65 juta tahun silam berjalan dalam rangkaian yang mirip kisah-kisah detektif. Di dalamnya ada luapan energi dan semangat para pencarinya, yang ditingkahi pula dengan penolakan demi penolakan hingga hampir tiga dasawarsa seiring benturan asimetrik antara ‘kubu’ amatir vs profesional, sebelum kemudian bukti-bukti yang meyakinkan datang.

Ilmu tumbukan benda langit merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang usianya masih sangat muda. Secara formal cabang ilmu ini lahir pada 1963 TU seiring kerja keras Eugene M. Shoemaker, Nicholas M. Short, Edward Chao, B.M. French dan W. von Engelhardt dalam menganalisis dampak ledakan nuklir di medan percobaan nuklir Nevada (Amerika Serikat). Kala sebuah bom nuklir yang berjuluk Sedan (kekuatan 104 kiloton TNT) diledakkan di kedalaman 192 meter dari paras Bumi pada 5 Juli 1962 TU dan membentuk lubang kawah yang besar, Shoemaker sangat tertarik dengan morfologi kawahnya. Kawah produk ledakan Sedan memiliki diameter 426 meter dengan kedalaman 107 meter. Ia pun segera membandingkan kawah Sedan dengan kawah Barringer (Meteor) di Arizona (juga di Amerika Serikat) yang telah lama mengundang kontroversi akan asal-usulnya.

Perbandingan itu menunjukkan kawah Barringer nampaknya terbentuk oleh pelepasan energi 3,5 megaton TNT. Sementara analisis petrologi oleh M. Short menyimpulkan mineral-mineral kuarsa di dasar kawah Sedan telah mengalami metamorfosis dinamik tingkat tinggi akibat hadirnya tekanan sangat tinggi, minimal 200 ribu ton per meter persegi. Sementara di Arizona, analisis petrologi serupa yang dilakukan trio Chao, French dan Engelhardt di dasar kawah Barringer pun menemukan pola metamorfosis kuarsa yang sama. Ini memperlihatkan kawah Barringer juga dibentuk oleh aksi pelepasan energi yang melibatkan tekanan sangat tinggi. Secara alamiah hal semacam itu hanya bisa dihasilkan oleh tumbukan komet atau asteroid ke Bumi. Inilah tonggak berdirinya cabang ilmu tumbukan benda langit, sebagai hasil perkawinan silang antara ilmu kebumian dengan astronomi. Mulai saat itu para geolog harus lebih berhati-hati dalam mendeskripsikan morfologi cekungan bulat (bowl-shaped) di paras Bumi, tidak lagi sekedar mengidentifikasinya sebagai kawah maar, dolina, kaldera mud volcano ataupun erosi kubah garam.

Gambar 6. Perbandingan antara rekaman stratigrafis dan skematis kehidupan biotik di sekitar batas zaman Kapur dan Tersier, atau di sekitar batas Kapur-Paleogene, dengan catatan kimiawi dan mineralogis dari lubang bor Atlantik Utara (ODP 207), yang diperbandingkan lagi dengan unit-unit erupsi di Dataran Tinggi Dekan. Nampak jelas mayoritas spesies zaman Kapur punah di batas Kapur-Paleogene (A). Sementara spesies oportunistik sempat bertahan hingga awal Paleogene (B). Spesies baru juga muncul di awal Paleogene dan tersebar luas ke zaman berikutnya (C). Kepunahan ini ditandai pula dengan merosotnya isotop Karbon-13 (D), pertanda terjadinya gangguan berat terhadap siklus karbon. Juga terjadi penurunan kalsit (E), yang menandakan aktivitas pengendapan karbonat di lautan terganggu. Sementara konsentrasi Iridium, sebagai penanda utama terjadinya tumbukan komet/asteroid, sempat melonjak dramatis di batas Kapur-Paleogene (F). Tak satupun dari rekaman kehidupan biotik dan catatan kimiawi-mineralogis tersebut yang berkorespondensi dengan letusan-letusan di Dataran Tinggi Dekan/Deccan traps (G), mengingat letusan gigantis tersebut telah dimulai semenjak 600 ribu tahun sebelum batas Kapur-Paleogene. Sumber: Schulte dkk, 2010.

Gambar 6. Perbandingan antara rekaman stratigrafis dan skematis kehidupan biotik di sekitar batas zaman Kapur dan Tersier, atau di sekitar batas Kapur-Paleogene, dengan catatan kimiawi dan mineralogis dari lubang bor Atlantik Utara (ODP 207), yang diperbandingkan lagi dengan unit-unit erupsi di Dataran Tinggi Dekan. Nampak jelas mayoritas spesies zaman Kapur punah di batas Kapur-Paleogene (A). Sementara spesies oportunistik sempat bertahan hingga awal Paleogene (B). Spesies baru juga muncul di awal Paleogene dan tersebar luas ke zaman berikutnya (C). Kepunahan ini ditandai pula dengan merosotnya isotop Karbon-13 (D), pertanda terjadinya gangguan berat terhadap siklus karbon. Juga terjadi penurunan kalsit (E), yang menandakan aktivitas pengendapan karbonat di lautan terganggu. Sementara konsentrasi Iridium, sebagai penanda utama terjadinya tumbukan komet/asteroid, sempat melonjak dramatis di batas Kapur-Paleogene (F). Tak satupun dari rekaman kehidupan biotik dan catatan kimiawi-mineralogis tersebut yang berkorespondensi dengan letusan-letusan di Dataran Tinggi Dekan/Deccan traps (G), mengingat letusan gigantis tersebut telah dimulai semenjak 600 ribu tahun sebelum batas Kapur-Paleogene. Sumber: Schulte dkk, 2010.

Pada tahun 1966 TU pemuda belia Robert Baltosser yang juga geofisikawan yunior di Seismographic Service Corp, Tulsa (Amerika Serikat) berangkat ke Meksiko. Ia bertugas menganalisis data gravitasi PEMEX (perusahaan perminyakan nasional Meksiko) di kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara, seiring terpilihnya tempat kerjanya sebagai salah satu kontraktor PEMEX. Sudah hampir dua dasawarsa PEMEX dibingungkan oleh teka-teki Semenanjung Yucatan. Selama lima tahun sejak 1947 TU, PEMEX telah melakukan survei gravitasi di kawasan ini dengan harapan menemukan cekungan-cekungan potensial kaya minyak bumi. Mereka berhasil mengidentifikasi pola aneh setengah-melingkar di Semenanjung Yucatan bagian utara. Pola seperti itu biasanya menunjukkan ada sesuatu yang terpendam di dalam tanah. Berharap menjumpai cadangan minyak baru, PEMEX mengebor bagian utara kawasan berpola aneh tersebut di dua titik berbeda, yakni di Chicxulub Puerto dan Sacapuc. Sayangnya pengeboran yang menembus kedalaman hampir 1.000 meter itu tidak menghasilkan setetes minyak pun. Namun geolog yang mengawasi pengeboran itu mencatat satu hal yang aneh. Jika pada 800 meter pertama pemboran hanya menembus sedimen karbonat dan gipsum yang cerah, sejak kedalaman 800 meter pengeboran mulai menembus batuan beku kegelapan. Geolog itu menginterpretasikannya sebagai andesit, batuan beku khas di gunung berapi. Maka PEMEX pun berkesimpulan sumurnya telah menembus gunung berapi purba yang telah lama mati. Sumur pun ditutup dan pemburu minyak beralih ke lokasi lain.

Gambar 7. Atas: dua buah cekungan/kawah yang morfologinya mirip meski dibentuk oleh penyebab yang berbeda. Kawah Sedan (diameter 426 meter) dibentuk oleh ujicoba peledakan nuklir Sedan yang melepaskan energi 104 kiloton TNT (kiri). Sementara Kawah Barringer (diameter 1.186 meter) dibentuk oleh tumbukan asteroid 50.000 tahun silam dengan pelepasan eenrgi 3,5 megaton TNT (kanan). Bawah: Sayatan tipis batuan pasir di bawah Kawah Sedan (kiri) dan Kawah Barringer (kanan) saat dilihat dengan mikroskop terpolarisasi. Nampak butir-butir batuannya memperlihatkan pola garis-garis lurus yang sama. Pola ini disebut planar deformation features (PDF) dan merupakan khas terjadinya metamorfosa akibat menerima tekanan yang sangat tinggi. Secara alamiah tekanan yang sangat tinggi di Bumi hanya bisa diproduksi oleh tumbukan komet/asteroid. Sumber: Atomic Energy Comission, 1965; French, 2008; M. Short, 2000.

Gambar 7. Atas: dua buah cekungan/kawah yang morfologinya mirip meski dibentuk oleh penyebab yang berbeda. Kawah Sedan (diameter 426 meter) dibentuk oleh ujicoba peledakan nuklir Sedan yang melepaskan energi 104 kiloton TNT (kiri). Sementara Kawah Barringer (diameter 1.186 meter) dibentuk oleh tumbukan asteroid 50.000 tahun silam dengan pelepasan eenrgi 3,5 megaton TNT (kanan). Bawah: Sayatan tipis batuan pasir di bawah Kawah Sedan (kiri) dan Kawah Barringer (kanan) saat dilihat dengan mikroskop terpolarisasi. Nampak butir-butir batuannya memperlihatkan pola garis-garis lurus yang sama. Pola ini disebut planar deformation features (PDF) dan merupakan khas terjadinya metamorfosa akibat menerima tekanan yang sangat tinggi. Secara alamiah tekanan yang sangat tinggi di Bumi hanya bisa diproduksi oleh tumbukan komet/asteroid. Sumber: Atomic Energy Comission, 1965; French, 2008; M. Short, 2000.

Dua dasawarsa kemudian, pola setengah-melingkar itu tetap mengusik benak geofisikawan PEMEX. Apalagi harga minyak sedang meningkat sehingga penemuan cekungan-cekungan baru menjadi kebutuhan mendesak. Maka dipanggillah perusahaan yang mempekerjakan Baltosser. Kebetulan pemuda ini baru saja usai memetakan struktur Wells Creek di Tennesse (Amerika Serikat) secara gravitasi. Wells Creek adalah sebuah struktur bergaris tengah 13 kilometer yang sudah dipastikan sebagai produk tumbukan asteroid/komet, seiring telah teridentifikasinya kuarsa termetamorfosis dinamik tingkat tinggi didasarnya. Survei gravitasi Baltosser mengukuhkan hal itu, khususnya melalui peta anomali gravitasinya. Tatkala geofisikawan PEMEX menyodorkannya peta gravitasi Semenanjung Yucatan, Baltosser segera menyadari pola aneh setengah-melingkar itu memiliki banyak kemiripan dengan Wells Creek, hanya saja ukurannya 10 kali lebih besar. Maka spontan Baltosser pun berargumen pola setengah-melingkar di Semenanjung Yucatan itu jejak kawah tumbukan.

Namun sebuah perubahan dramatis tak terduga datang menerpa. Manajemen PEMEX sedang melaksanakan reorganisasi disertai perampingan pada semua lini. Geofisikawan PEMEX yang menjadi partner Baltosser turut diberhentikan. PEMEX juga menerapkan peraturan baru yang lebih ketat. Sehingga semua data hasil survei, termasuk peta yang dilihat Baltosser, tidak diperbolehkan keluar dari lingkungan PEMEX apalagi digandakan dan disebarluaskan. Baltosser pun pulang ke Tulsa sembari memendam rasa penasaran akan apa yang dilihatnya. Namun tanpa data di tangan untuk dianalisis, ia tak bisa berbuat apa-apa.

Gambar 8. Glenn Penfield (tengah) dan Antonio Camargo (kanan), bersama dengan Luis Alvarez (kiri) dalam sebuah pertemuan ilmiah di Houston, tahun 1994 TU. Penfield dan Camargo adalah sepasang detektif sains yang memburu kawah raksasa Chicxulub dengan gigih dan berusaha menunjukkannya sebagai kawah raksasa produk tumbukan asteroid yang memusnahkan dinosaurus dan 76 % makhluk hidup lainnya. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 8. Glenn Penfield (tengah) dan Antonio Camargo (kanan), bersama dengan Luis Alvarez (kiri) dalam sebuah pertemuan ilmiah di Houston, tahun 1994 TU. Penfield dan Camargo adalah sepasang detektif sains yang memburu kawah raksasa Chicxulub dengan gigih dan berusaha menunjukkannya sebagai kawah raksasa produk tumbukan asteroid yang memusnahkan dinosaurus dan 76 % makhluk hidup lainnya. Sumber: Penfield, 2009.

Bonanza minyak pasca berkecamuknya Perang Arab-Israel 1973 membuat permintaan minyak dunia kian melonjak. Seperti perusahaan minyak lainnya, PEMEX pun kian agresif mencari cekungan-cekungan minyak yang baru untuk mempertahankan dan bahkan meningkatkan produksinya. Segera PEMEX kembali mendiskusikan pola setengah-melingkar yang unik di Semenanjung Yucatan. Meski satu dasawarsa sebelumnya Baltosser menganggapnya sebagai kawah tumbukan, tak satupun geolog dan geofisikawan PEMEX yang sepaham. Mereka tetap memperkukuhi argumen gunung berapi purba dan menyebut kawasan Semenanjung Yucatan itu sebagai Central Yucatan Igneous Zone. Atas nama profesionalitas, mereka mengabaikan pendapat Baltosser dan menganggapnya sebagai sekedar imajinasi anak muda amatiran yang penuh energi menggelegak, masih idealis dan belum tahu apa-apa tentang realitas dunia. Namun PEMEX tetap membutuhkan survei baru sebagai pembanding guna mengetahui lebih lanjut apa yang tersembunyi di bawah Semenanjung Yucatan dan kawasan lepas pantainya. Syukur-syukur ada prospek minyak yang bisa dibor.

Maka pada 1978 TU datanglah perusahaan survei Western Geophysical (juga dari Amerika Serikat) sebagai pemain baru. Dalam rombongan ini terdapat pula Glenn Penfield, seorang geofisikawan ingusan namun sudah berpengalaman dengan pengukuran dan pembuatan peta magnetik kawasan. Selama tiga bulan di tahun 1976 TU Penfield menghabiskan waktunya di Alaska untuk melaksanakan survei aeromagnetik menggunakan radas magnetometer yang diterbangkan pesawat. Lebih dari 25.000 kilometer lintasan penerbangan ditempuhnya, beberapa melalui gunung-gemunung berapi besar di Alaska. Sehingga bagaimana anomali magnetis khas gunung berapi telah menjadi pengetahuannya, baik gunung berapi aktif yang tersingkap di paras Bumi maupun gunung berapi purba yang terpendam jauh di dalam tanah.

Divisi Aerosurvey perusahaan Western Geophysics mulai melaksanakan survei aeromagnetik di Semenanjung Yucatan sejak April 1978 TU. Selama berbulan-bulan kemudian Penfield dan rekan-rekannya menghabiskan waktu untuk terbang di atas kawasan pada altitud 5.000 meter dpl dengan lintasan barat-timur sejauh 400 kilometer. Lintasan terbang selanjutnya hanya bergeser 4 kilometer di sebelah lintasan terbang sebelumnya. Setelah usai, rute pesawat diubah menjadi berarah utara-selatan juga sejauh 400 kilometer, Namun selisih antar lintasan kali ini lebih lebar, yakni 20 kilometer. Dengan cara ini maka dihasilkan peta magnetik Teluk Meksiko dengan resolusi hingga 30 meter. Secara akumulatif panjang lintasan penerbangan survei tersebut mencapai kurang lebih 25.000 kilometer.

Gambar 9. Kiri: dua dari sekian banyak rekaman analog akan anomali magnetik di Semenanjung Yucatan bagian utara, yang diperoleh Penfield selama survei aeromagnetik bersama perusahaan Western Geophysics di tahun 1978 TU. Kanan: saat rekaman-rekaman anomali magnetik diolah dalam perangkat lunak geofisika, terlihat bahwa semua anomali magnetik tersebut terkumpul dalam satu kawasan besar berbentuk melingkar dengan diameter tak kurang dari 90 kilometer. Kawasan anomali magnetik ini berimpit dengan Central Yucatan Igneous Zone, namun Penfield kemudian memperkenalkan istilah Struktur Chicxulub. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 9. Kiri: dua dari sekian banyak rekaman analog akan anomali magnetik di Semenanjung Yucatan bagian utara, yang diperoleh Penfield selama survei aeromagnetik bersama perusahaan Western Geophysics di tahun 1978 TU. Kanan: saat rekaman-rekaman anomali magnetik diolah dalam perangkat lunak geofisika, terlihat bahwa semua anomali magnetik tersebut terkumpul dalam satu kawasan besar berbentuk melingkar dengan diameter tak kurang dari 90 kilometer. Kawasan anomali magnetik ini berimpit dengan Central Yucatan Igneous Zone, namun Penfield kemudian memperkenalkan istilah Struktur Chicxulub. Sumber: Penfield, 2009.

Sejak hari pertama survei aeromagnetik, Penfield sudah mendeteksi anomali medan magnetik di titik tertentu. Anomalinya memang kecil, antara 1 hingga 5 nanoTesla di atas rata-rata. Namun cakupan areanya cukup besar. Titik-titik anomali tersebut dijumpai di hampir setiap lintasan penerbangan survei, sepanjang April hingga Agustus 1978 TU. Setelah penerbangan usai, mulailah analisis dilakukan dalam periode September 1978 hingga Maret 1979 TU. Titik-titik anomali tiap lintasan penerbangan survei dimasukkan dalam perangkat lunak pengolah data Western Geophysics. Perangkat lunak itu juga memadukannya dengan peta topografi daratan Semenanjung Yucatan dan batimetri Teluk Meksiko. Hasilnya, ditemukanlah sebuah kawasan anomali magnetik yang sangat besar. Kawasan tersebut terkonsentrasi dalam sebuah struktur sirkular mengesankan berdiameter lebih dari 90 kilometer dan berimpit dengan Central Yucatan Igneous Zone.

Selain memanfaatkan perangkat lunak, Penfield juga menggunakan cara konvensional. Mereka mengeplot titik-titik anomali tersebut ke dalam peta kawasan. Keduanya merasa takjub saat melihat sejumlah titik di peta ternyata membentuk pola setengah-melingkar. Penfield pun berbagi cerita dengan rekan geofisikawannya di PEMEX. Si rekan, yang sama takjubnya, segera menggali timbunan arsip dan menyodorkan peta gravitasi Semenanjung Yucatan yang dilihat Baltosser satu dasawarsa sebelumnya. Kala dua peta ini digabungkan, jelas terlihat terlihat bagaimana pola setengah-melingkar peta gravitasi dan pola setengah-melingkar peta aeromagnetik membentuk satu kesatuan struktur sirkular bergaris tengah lebih dari 100 kilometer. Sama persis dengan hasil olahan perangkat lunak. Mengacu pengalamannya selama di Alaska, pola anomali magnetik berskala besar di Semenanjung Yucatan sangat berbeda dengan yang umumnya dijumpai di gunung berapi, baik aktif maupun purba. Penfield pun sependapat dengan Baltosser, bahwa Central Yucatan Igneous Zone lebih mungkin merupakan kawah tumbukan raksasa yang terpendam. Maka, sejak Agustus 1978 TU nama Struktur Chicxulub pun mulai bergaung.

Tapi senasib dengan Baltosser, PEMEX pun mengabaikan pendapat Penfield dan melemparkan laporannya ke kolong arsip di gudang data. Sesuai kebijakannya, PEMEX juga melarang Penfield memublikasikan apapun yang berbasis data PEMEX. Pada 1979 TU, PEMEX kembali mengebor daratan Yucatan di Yaxcopoil. Pengeboran sedalam 1.800 meter itu lagi-lagi tidak menemukan minyak, sehingga sumur pun ditutup dan ditinggalkan. Namun geolog yang menyupervisi pengeboran, yakni Burkhard Dressler dan David Kring, menjumpai keanehan yang mirip dengan temuan di sumur Chicxulub Puerto dan Sacapuc tiga dasawarsa sebelumnya. Pada kedalaman 800 meter tidak lagi dijumpai sedimen karbonat dan gipsum, namun justru ditemukan bebatuan mirip breksi, sejenis batuan sedimen yang tersusun dari bongkahan-bongkahan batu bersudut tajam. Breksi juga biasa dijumpai di kawasan gunung berapi, sehingga PEMEX tanpa ragu mengatakan sumur Yaxcopoil pun menembus gunung berapi purba di Central Yucatan Igneous Zone.

Menemukan Chicxulub

Selagi PEMEX dibingungkan oleh teka-teki Semenanjung Yucatan namun sibuk memperkukuhi argumen gunung berapi purba, satu kuartet ilmuwan menggoncangkan dunia ilmu geologi, astronomi, biologi dan fisika lewat publikasi menggemparkan. Dalam bulan Juni 1980 TU kuartet ilmuwan Luis W. Alvarez, Walter Alvarez, Frank Asaro dan Helen Michel dari University of California (Berkeley) mengumumkan temuan tentang hubungan peristiwa pemusnahan massal 65 juta tahun silam dengan sumber ekstraterestrial berupa tumbukan komet/asteroid. Lewat analisis terhadap lapisan lempung hitam tipis yang terjepit di antara sedimen zaman Kapur dan Tersier dari sejumlah singkapan seperti di Gubbio (Italia), Stevns Klint (Denmark) dan Woodside Creek (Selandia Baru), mereka menemukan konsentrasi Iridium cukup pekat. Yakni antara 30 hingga 160 kali di atas normal. Iridium adalah salah satu logam yang ditemukan berlimpah dalam meteorit namun tidak di paras Bumi. Sehingga jika di daratan atau lautan terdapat temuan konsentrasi Iridium nan pekat, jelas sumbernya adalah debu-debu meteor dari langit. Jika Iridium di lempung hitam tipis tersebut dianggap berasal dari pengendapan debu-debu antariksa, maka butuh waktu setidaknya 500 ribu tahun untuk mencapai konsentrasi sepekat itu. Namun berselang setahun kemudian lewat analisis singkapan Caravaca (Spanyol), Jan Smit menyimpulkan deposisi lempung hitam berlangsung jauh lebih cepat yakni hanya dalam waktu sekitar 50 tahun.

Gambar 10. Contoh lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di lembah Raton, Colorado (Amerika Serikat). Di bawahnya terdapat sedimen zaman Kapur yang mengindikasikan lingkungan pengendapan berawa-rawa. Sementara diatasnya terdapat sedimen zaman Tersier (Paleogene). Karena relatif dekat dengan kawah raksasa Chicxulub, lempung hitam di sini relatif tebal dan terdiri dari dua sub-lapisan. Sub-lapisan bawah merupakan endapan produk pembentukan kawah raksasa Chicxulub. Sementara sub-lapisan atas (tebal 5 mm) berasal dari material asteroid penumbuk dan debu jelaga produk kebakaran hutan global. Sumber: Brien, 2006.

Gambar 10. Contoh lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di lembah Raton, Colorado (Amerika Serikat). Di bawahnya terdapat sedimen zaman Kapur yang mengindikasikan lingkungan pengendapan berawa-rawa. Sementara diatasnya terdapat sedimen zaman Tersier (Paleogene). Karena relatif dekat dengan kawah raksasa Chicxulub, lempung hitam di sini relatif tebal dan terdiri dari dua sub-lapisan. Sub-lapisan bawah merupakan endapan produk pembentukan kawah raksasa Chicxulub. Sementara sub-lapisan atas (tebal 5 mm) berasal dari material asteroid penumbuk dan debu jelaga produk kebakaran hutan global. Sumber: Brien, 2006.

Karena lapisan lempung hitam sejenis tersingkap pula di berbagai penjuru (dalam catatan terkini, ditemukan di lebih dari 350 singkapan di lima benua) Alvarez dkk meyakini skala peristiwa yang menyebabkannya bersifat global. Perhitungan Alvarez dkk menyimpulkan bahwa lempung hitam tipis tersebut hanya bisa dibentuk oleh tumbukan komet/asteroid berdiameter 10 +/- 4 km. Tumbukan komet/asteroid sebesar itu bakal menimbulkan kawah tumbukan raksasa bergaris tengah tak kurang dari 200-an kilometer. Tumbukan seukuran ini memproduksi debu sangat banyak yang terhambur ke atmosfer dan berperan sebagai tabir surya sehingga intensitas sinar Matahari di di paras Bumi turun drastis. Perhitungan menunjukkan pada puncaknya intensitas sinar Matahari yang diterima paras Bumi tinggal sepersepuluh juta dari normalnya. Maka fotosintesis akan terhenti, yang segera membunuh fitoplankton dan flora berdaun hijau. Selanjutnya giliran kawanan fauna yang tumbang berkalang tanah. Sayangnya Alvarez dkk tidak bisa menyodorkan bukti dimana lokasi kawah raksasa tersebut. Belakangan pada tahun 1984 TU Bruce Bohor dkk dari United States Geological Survey memperkuat argumen Alvares dkk. Bohor dkk menemukan butir-butir kuarsa yang termetamorfosis dinamik tingkat tinggi dalam lempung hitam di tepi Madrid Road, Colorado (Amerika Serikat). Setahun kemudian giliran Wendy Wolbach yang menemukan bahwa lapisan lempung hitam itu sangat kaya dengan butir-butir karbon mikro hasil kebakaran hutan konifer dalam skala global.

Penfield menyimak publikasi menggemparkan tersebut dan segera menyadari Struktur Chicxulub mungkin adalah kawah raksasa yang dibicarakan Alvarez dkk. Berdasar ketebalan sedimen di atas batuan mirip andesit/breksi di sumur Chicxulub Puerto dan Yaxcopoil, Penfield mengetahui umur struktur itu sekitar 80 juta tahun. Namun jika betul kawah tumbukan, umurnya bisa lebih muda karena faktor deposisi sedimen dasar kawah. Sehingga umur 65 juta tahun adalah masuk akal. Dengan rasa gembira meluap Penfield menghubungi Antonio Camargo, koleganya di Meksiko, menceritakan apa yang diketahuinya. Mereka akhirnya bersepakat untuk melaporkan Struktur Chicxulub serta kemungkinannya sebagai kawah raksasa penyebab pemusnahan massal 65 juta tahun silam dalam pertemuan ilmiah. Yang dituju adalah temu ilmiah geofisikawan dibawah tajuk Society of Exploration Geophysicist di Los Angeles (Amerika Serikat) pada bulan Oktober 1981. Di forum ini Penfield dan camargo memaparkan apa yang selama ini dikenal sebagai Central Yucatan Igneous Zone merupakan Struktur Chicxulub yang adalah kawah raksasa produk tumbukan komet/asteroid dan berkaitan dengan pemusnahan massal 65 juta tahun silam.

Gambar 11. Contoh lain lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di dalam gua Geulhemmergroeve di dekat Geulhem (Belanda). Di sini baik sedimen zaman kapur maupun Tersier merupakan lempung. Dua orang geolog nampak sedang mengamati lapisan tipis lempung hitam yang memiliki nilai ilmiah sangat tinggi ini. Sumber:  Wilson, 2010.

Gambar 11. Contoh lain lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di dalam gua Geulhemmergroeve di dekat Geulhem (Belanda). Di sini baik sedimen zaman kapur maupun Tersier merupakan lempung. Dua orang geolog nampak sedang mengamati lapisan tipis lempung hitam yang memiliki nilai ilmiah sangat tinggi ini. Sumber: Wilson, 2010.

Namun pertemuan Society of Exploration Geophysicist berlangsung bersamaan dengan pertemuan lain yang lebih presitisius, yakni Snowbird Conference di Utah (juga di Amerika Serikat). Berbeda dengan Society of Exploration Geophysicist, Snowbird conference dihadiri oleh para ilmuwan keplanetan, palentolog dan geolog yang secara khusus membahas peristiwa pemusnahan massal dan tumbukan komet/asteroid. Maka kala presentasi Penfield dan Camargo di Los Angeles ditanggapi dengan biasa-biasa saja dan bahkan cenderung dingin, konferensi di Utah justru begitu bersemangat menunggu pemaparan penyelidikan kandidat-kandidat kawah raksasa produk tumbukan yang memicu pemusnahan massal. Utah tak mengetahui sedikitpun bahwa Struktur Chicxulub sedang dipaparkan di Los Angeles. Nestapa Penfield bertambah setelah pejabat PEMEX mengecamnya secara terbuka. PEMEX kecewa data anomali magnetik milik mereka ternyata menjadi basis pemaparan di di Los Angeles.

Tapi Los Angeles jugalah yang mempertemukan Penfield dengan Carlos Byars, wartawan Houston Chronicle dan satu-satunya orang yang tertarik dengan presentasinya. Tanpa membuang waktu, Houston Chronicle edisi 13 Desember 1980 TU memajang artikel Penfield dan Camargo di halaman pertama dengan judul provokatif, lengkap dengan peta Struktur Chicxulub. Byars juga mempublikasikan tulisannya di majalah astronomi prestisius Sky and Telescope edisi Maret 1982 TU. Belakangan editor Sky and Telescope memangkas habis-habisan tulisannya sehingga hanya ditempatkan pada kolom singkat di halaman 249 dan 250. Byars pun khawatir tidak semua orang membacanya. Penfield sendiri terbang ke Houston (juga di Amerika Serikat) dan bertemu dengan pakar-pakar keplanetan di NASA Johnston Spaceflight Center. Salah satunya William Phinney. Phinney menekankan bahwa gagasan Struktur Chicxulub tidak akan dianggap remeh jika Penfield sanggup memperlihatkan bukti batuan metamorf dinamik tingkat tinggi dari struktur tersebut.

Gambar 12. Citra rupabumi kawasan Semenanjung Yucatan, diproduksi dengan peta DEM (digital elevation model) berdasarkan data SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) NASA. Sebagian lengkungan tepi kawah (cincin kawah) Struktur Chicxulub nampak jelas dalam citra ini, seperti diperlihatkan dalam tanda panah. Sumber: NASA, 2000.

Gambar 12. Citra rupabumi kawasan Semenanjung Yucatan, diproduksi dengan peta DEM (digital elevation model) berdasarkan data SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) NASA. Sebagian lengkungan tepi kawah (cincin kawah) Struktur Chicxulub nampak jelas dalam citra ini, seperti diperlihatkan dalam tanda panah. Sumber: NASA, 2000.

Saran Phinney membakar obsesi Penfield. Segera ia terbang ke Meksiko dan mencari sampel batuan khususnya di sekitar sumur-sumur yang pernah dibor PEMEX, atas biaya sendiri. Setelah tahu batuan dari sumur yang dibor di dasawarsa 1970-an dikirim ke Quetzalcoalcos, ia pun menyewa taksi dan pergi ke sana, hanya untuk mendapati gudang penyimpanan batuan sudah dibongkar dan diratakan dengan tanah. Tanpa patah semangat, Penfield menyigi jengkal demi jengkal puing-puing gudang guna mencari sisa-sisa batuan, namun tanpa hasil. Pencarian ke seluruh penjuru hingga 600 kilometer dari Merrida, dengan meneliti setiap cenote (telaga dolina) yang ada pun tidak mendapati batuan andesit/basalt yang dicarinya. Dari Merrida, ia pergi ke Sacapuc. Lokasi sumur Sacapuc ternyata sudah berubah jadi kandang babi dan berada di bawah timbunan kotoran. Mengabaikan bau kotoran dan rasa jijik, ia menggali hingga posisi sumur ketemu dan mencari batuan yang diinginkannya, lagi-lagi tanpa hasil. Lantas pergilah ia ke sumur di Chicxulub Puerto. Ketika sumur digali, disinilah bongkahan-bongkahan batuan yang dicarinya dijumpai sebagai penutup sumur. Penfield mengambil sampel seberat 9 kilogram, membersihkannya dari sisa-sisa semen penutup sumur dan segera dikirim ke Houston.

Lidah memang tak bertulang. Kerja keras Penfield tidak diapresiasi Phinney. Rupanya argumen gunung api purba di Semenanjung Yucatan juga telah merasuki benak ilmuwan-ilmuwan keplanetan NASA. Lebih dari itu, ilmuwan-ilmuwan itu pun terhinggapi penyakit profesionalitas layaknya geolog dan geofisikawan PEMEX. Mereka menganggap, sebagai profesional, merekalah yang lebih paham akan sifat dan dinamika kawah tumbukan. Apalagi dengan gencarnya misi antariksa antarplanet sejak dasawarsa 1960-an. Sementara Penfield yang hanya anak bawang. Sehingga meski Penfield datang membawa gagasan Stuktur Chicxulub dan segerobak sampel, ia hanyalah sosok amatir yang dianggap tidak memahami persoalan dan apa yang diungkapkannya sendiri, apalagi mengaitkannya dengan pemusnahan massal. So, genta perang amatir vs profesional kembali ditabuh. Sampel kiriman Penfield dicueki di Houston dan ilmuwan-ilmuwan NASA menganggap teka-teki Yucatan sudah usai dengan penjelasan tentang gunung api purba (Central Yucatan Igneous Zone).

Perang serupa juga dialami Byars. Setiap tahun, sebagai jurnalis, ia menghadiri pertemuan demi pertemuan di bawah Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) di Houston. Dalam setiap sesi ia selalu berupaya meyakinkan ilmuwan yang dijumpainya mengenai Struktur Chicxulub, namun selalu ditolak. Byars dianggap sebagai jurnalis ilmiah yang baik, namun pembahasan kawah tumbukan dianggap bukan kompetensinya. Dalam salah satu pertemuan bahkan tulisan tentang Struktur Chicxulub yang disiapkannya langsung diserahkan seorang ilmuwan kepada mahasiswa S-1 binaannya. Belakangan sang mahasiswa malah menghilangkan tulisan tersebut. Situasi tak berubah memasuki tahun 1988 TU kala Snowbird Conference kedua diselenggarakan, juga mengambil tempat di Utah. Kelak Penfield menyebut periode sulit sepanjang Maret 1979 hingga Februari 1990 TU sebagai tahun-tahun yang penuh kebisuan.

Gambar 13. Salah satu citra sayatan tipis sampel batuan hasil pengeboran di lokasi Struktur Chicxulub saat dilihat dengan mikroskop polarisasi. Nampak garis-garis yang merupakan pola planar deformation features (PDF), penanda khas metamorfosis akibat tekanan sangat tinggi. Inilah bukti kuat bahwa Struktur Chicxulub merupakan kawah raksasa produk tumbukan asteroid/komet. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 13. Salah satu citra sayatan tipis sampel batuan hasil pengeboran di lokasi Struktur Chicxulub saat dilihat dengan mikroskop polarisasi. Nampak garis-garis yang merupakan pola planar deformation features (PDF), penanda khas metamorfosis akibat tekanan sangat tinggi. Inilah bukti kuat bahwa Struktur Chicxulub merupakan kawah raksasa produk tumbukan asteroid/komet. Sumber: Penfield, 2009.

Pada bulan Maret 1990 TU, kegigihan Byars menemukan hasilnya, Ia bersua Alan Hildebrand, pemuda tanggung lulusan University of Arizona yang sedang bersemangat mencari kawah tumbukan penyebab pemusnahan massal 65 juta tahun silam tanpa sponsor siapapun. Hildebrand sudah mendengar dari Jan Smit bahwa lapisan lempung hitam di Karibia lebih tebal dibanding tempat lain dimanapun, sehingga kawah tumbukan yang dicari tentu berada di dekat Kini. Hildebrand sebelumnya meneliti lapisan serupa di Beloc (Haiti) yang tebalnya mencapai 1 meter. Dari koleganya William Boynton, Hildebrand juga tahu lempung hitam tebal juga dijumpai di Texas, namun tidak setebal di Beloc. Esktrapolasi ketebalan lempung Texas, Beloc dan Karibia membuat Hildebrand dan Boynton berpendapat kawah raksasa itu mungkin saja ada di Colombia. Mereka segera menulis makalah ilmiah tentangnya yang akan dikirim ke jurnal Science. Menjelang pengiriman, Byars mempertemukannya dengan Penfield dan segera keduanya terlibat diskusi intensif akan Struktur Chicxulub. Hildebrand terpukau dengan teori Penfield dan mencantumkannya dalam tulisannya di Science.

Saat mengikuti wawancara kerja di Geological Survey of Canada, Hildebrand menyadari institusi ini menyimpan peta-peta gravitasi seluruh benua Amerika, termasuk Colombia dan Semenanjung Yucatan. Hildebrand agak kecewa ketika menemukan Colombia ternyata tidak memiliki anomali gravitasi yang diharapkannya. Sebaliknya justru di Semenanjung Yucatan-lah anomali gravitasi tersebut berada. Segera benaknya berbinar dengan satu nama : Penfield. Tanpa membuang waktu, Hildebrand terbang kembali ke Amerika Serikat untuk berdiskusi panjang lebar dengan Boynton, Penfield dan Camargo dengan disaksikan Byars. Akhirnya disusunlah makalah tentang Struktur Chicxulub. Pada April 1990 TU ia dikirim ke Nature, hanya untuk menerima penolakan langsung dari juri. Hildebrand menyadari salah satu alasan penolakan adalah tiadanya bukti langsung tentang Struktur Chicxulub sebagai kawah tumbukan.

Hildebrand segera bertanya-tanya pada semua orang yang dianggapnya tahu tentang nasib batuan hasil pengeboran PEMEX di dasawarsa 1970-an. Akhirnya didapat informasi akurat bahwa sebagian sampel batuan itu dikirim PEMEX ke Al Weidie di University New Orleans. Rupanya sampel-sampel itu dijadikan bahan untuk mempelajari sistem air bawah tanah di Semenanjung Yucatan. Begitu dikabarkan ke Penfield, segera ia terbang ke New Orleans dan berhasil memperoleh 600 kotak sampel yang dimaksud. Tanpa membuang waktu ia mengirimkan beberapa kotak ke Hildebrand. Hildebrand segera mengirimnya lagi ke Arizona dimana David Kring, mantan supervisor sumur Yaxcopoil yang kemudian bekerja di University of Arizona, telah menunggu bersama partnernya Jacobsen dan Pilkington. Segera terkuak bahwa sampel itu memang mengandung butir-butir kuarsa yang termetamorfosis dinamik tingkat tinggi. Inilah bukti yang dicari-cari itu. Struktur Chicxulub memang dibentuk oleh tumbukan komet/asteroid raksasa.

Kini teori Struktur Chicxulub telah menemukan bukti penyokong terkuatnya. Namun masih ada satu halangan menghadang: perang amatir vs profesional. Hildebrand segera menulis makalah ilmiah tentang bukti Struktur Chicxulub sebagai kawah tumbukan dengan menyertakan Penfield, Camargo, Boynton, Kring, Jacobsen dan Pilkington sebagai penulis tambahan. Makalah segera dikirimkan ke Nature, namun kembali juri menolaknya kali ini tanpa alasan yang jelas. Tapi alasannya diduga sangat personal, terkait status Hildebrand dkk yang dianggap amatiran. Tak menyerah dengan penolakan Nature, Hildebrand mengirimkan makalahnya ke jurnal lain, Geology, yang akhirnya memuatnya di edisi September 1991 TU. Dengan cepat publikasi ini memukau dunia. Ibarat bak air yang lepas sumbatnya, publikasi ini segera memantik perhatian besar akan Struktur Chicxulub.

Gambar 14. Gambaran artis saat-saat asteroid raksasa (diameter 5 hingga 15 kilometer) jatuh di Teluk Meksiko purba dengan kawanan Pterosaurus berterbangan di latar depan. Tumbukan ini memicu bencana global yang menyebabkan 76 % makhluk hidup zamannya musnah, termasuk dinosaurus. Digambar oleh Donald E. Davis untuk NASA pada 1994 TU. Sumber: Davis, 1994.

Gambar 14. Gambaran artis saat-saat asteroid raksasa (diameter 5 hingga 15 kilometer) jatuh di Teluk Meksiko purba dengan kawanan Pterosaurus berterbangan di latar depan. Tumbukan ini memicu bencana global yang menyebabkan 76 % makhluk hidup zamannya musnah, termasuk dinosaurus. Digambar oleh Donald E. Davis untuk NASA pada 1994 TU. Sumber: Davis, 1994.

Satu demi satu dukungan pun berdatangan. Carl C. Swisher dari Berkeley datang menyodorkan hasil pertanggalan radioaktif berbasis Kalium-Argon dengan kesimpulan umur struktur itu memang 65 juta tahun. Di tahun yang sama, 1991, Kevin Pope bersama Adriana Ocampo dan Charles Duller menuturkan pola sebaran cenote di Semenanjung Yucatan ternyata sangat dipengaruhi Stuktur Chicxulub. Konsentrasi terbesar cenote terletak di atas tepi kawah (cincin kawah) dan sebagian lagi di luar tepi kawah dimana produk tumbukan sebagian besar diendapkan. Hanya sebagian kecil saja yang dijumpai di dalam kawah, yakni di dalam area yang disebut puncak pusat (central peak). Jika Struktur Chicxulub tidak ada, cenote-cenote tersebut pun tak terbentuk. Implikasinya bakal membuat umat manusia mulai dari masa peradaban Maya di masa silam hingga sekarang sulit berkembang.

Referensi :

Penfield. 2009. Finding Chicxulub.

Verschuur. 1996. Impact! The Threat of Comets and Asteroids. Oxford University Press, New York, USA.

French. 1998. Traces of Catastrophe, A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. Lunar Planetary Institute, Arizona, USA.

Schulte dkk. 2010. The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science 327, 5 March 2010, pp 1214-1218 + Supporting Materials .

Brien. 2006. Raton Basin Field Trip, Southern Colorado / Northern New Mexico, September 28 – October 1, 2006. Lunar Planetary Institute, Arizona, USA.

Wilson. 2010. The Best Cretaceous-Paleogene Boundary Yet. Wooster Geologist Blog.

Hildebrand dkk. 1990. Chicxulub Crater Size and Structure as Revealed by Horizontal Bouguer Gravity Gradients and Cenote Distribution. Lunar & Planetary Science XXVI, 603-604.

Dua Tahun Peristiwa Tumbukan Asteroid di Russia, Apa yang Telah Kita Ketahui?

Dua tahun sudah terlewat dari sebuah masa pada Jumat 15 Februari 2013 Tarikh Umum (TU). Dua tahun yang lalu, jagat astronomi dibikin terhenyak oleh sebuah peristiwa luar biasa yang mengambil lokasi di sisi barat Pegunungan Ural (Russia). Tepatnya di Chelyabinsk dan sekitarnya, kawasan yang di masa Perang Dunia 2 hingga puncak Perang Dingin menjadi tempat Uni Soviet (pendahulu Russia) mengencangkan otot-ototnya lewat industri militer berkelas raksasa. Di Jumat pagi tersebut, tepatnya pada pukul 09:20 waktu setempat (10:20 WIB), rutinitas harian kota Chelyabinsk sontak terhenti oleh sebuah peristiwa aneh. Langit pagi yang cerah meski dingin, saat itu musim dingin belum usai di Russia, mendadak sontak berganti dengan munculnya cahaya terang-benderang dalam sekejap. Demikian terangnya sehingga melebihi benderangnya Matahari. Sejurus kemudian tanah mulai bergetar. Udara seperti ditekan, hingga kabel-kabel yang bergelantungan pun mulai berayun-ayun. Kaca-kaca jendela mulai pecah berkeping-keping. Menghujani siapapun yang ada didekatnya tanpa ampun. Alarm mobil-mobil yang diparkir pun mulai meraung-raung. Kekacauan merajalela dimana-mana.

Gambar 1. Salah satu gambar ikonik Peristiwa Chelyabinsk 2013, yakni kala asteroid-tanpa-nama telah memasuki atmosfer Bumi dan mengalami kilatan cahaya pertama hingga lebih terang ketimbang Matahari. Kilatan cahaya ini terjadi saat asteroid, yang telah berubah menjadi boloid, sampai di ketinggian 29,7 kilometer dpl. Garis putih tebal lurus dibelakangnya adalah awan debu lurus (train) yang dibentuk boloid mulai dari ketinggian 97 kilometer dpl. Sumber: NASA APOD, 2013.

Gambar 1. Salah satu gambar ikonik Peristiwa Chelyabinsk 2013, yakni kala asteroid-tanpa-nama telah memasuki atmosfer Bumi dan mengalami kilatan cahaya pertama hingga lebih terang ketimbang Matahari. Kilatan cahaya ini terjadi saat asteroid, yang telah berubah menjadi boloid, sampai di ketinggian 29,7 kilometer dpl. Garis putih tebal lurus dibelakangnya adalah awan debu lurus (train) yang dibentuk boloid mulai dari ketinggian 97 kilometer dpl. Sumber: NASA APOD, 2013.

Dalam beberapa jam kemudian kekacauan di Chelyabinsk dan sekitarnya mendunia. Kekacauan ini merupakan akibat dari peristiwa tumbukan benda langit. Yakni melesat jatuhnya benda langit mini anggota tata surya (asteroid atau komet) ke permukaan Bumi dengan segala imbasnya. Kejadian di Chelyabinsk dan sekitarnya secara formal kemudian disebut sebagai Peristiwa Tumbukan benda langit Chelyabinsk 2013, atau disingkat sebagai Peristiwa Chelyabinsk 2013 saja. Secara kronologis Peristiwa Chelyabinsk 2013 merupakan peristiwa tumbukan benda langit paling energetik yang pernah disaksikan umat manusia modern dalam kurun 80 tahun terakhir, setelah Peristiwa Curuca (Brazil) 1930. Dan sepanjang abad ke-21 TU ini, Peristiwa Chelyabinsk 2013 hingga saat ini merupakan peristiwa tumbukan benda langit terenergetik, menumbangkan rekor yang semula dipegang Peristiwa Bone (Indonesia) 2008.

Besar dan kompleksnya Peristiwa Chelyabinsk 2013 menggamit minat ilmuwan dari beragam disiplin ilmu. Semangat mereka demikian besarnya, hal yang tak pernah dialami bagi peristiwa sejenis sebelumnya. Mereka datang dari kalangan astronomi, astrofisika, geofisika, geologi dan bahkan kedokteran. Tak hanya dari Russia, para ilmuwan itu berduyun-duyun datang dari Eropa, Amerika dan bahkan Asia. Sebagian diantaranya lantas menyatukan diri dalam sebuah konsorsium yang menamakan dirinya sebagai The Chelyabinsk Airburst Consortium. Kini, dua tahun setelah semua kehebohan itu, kerja keras para ilmuwan konsorsium itu telah membuahkan hasil. Tulisan ini pun didasarkan atas hasil kerja keras mereka, 59 ilmuwan The Chelyabinsk Airburst Consortium dengan penulis pertama Olga P. Popova, yang dimuat dalam jurnal ilmu pengetahuan Science setahun silam.

Peristiwa Chelyabinsk 2013 menjadi peristiwa tumbukan benda langit yang sarat data, hal yang juga belum pernah terjadi sebelumnya. Puluhan, bahkan mungkin ratusan, rekaman video mengabadikannya. Baik melalui radas (instrumen) semi-otomatis seperti kamera dasbor mobil dan kamera keamanan sirkuit tertutup (CCTV) maupun manual yang harus mendapat sentuhan langsung tangan manusia seperti kamera digital, kamera ponsel pintar dan yang lainnya. Peristiwa ini juga membuat ribuan bangunan rusak, sehingga memungkinkan dilakukannya analisis mendetail akan posisi dan dinamika penyebab kerusakannya. Rekaman tak kasat mata lainnya, dalam bentuk rekaman seismik dan rekaman infrasonik pun melimpah. Getaran di kerak bumi seiring peristiwa tersebut direkam oleh seismometer-seismometer yang berlokasi hingga ratusan kilometer jauhnya dari kawasan Chelyabinsk. Sementara rekaman infrasoniknya bahkan lebih spektakuler. Salah satu dari 11 stasiun infrasonik dalam jejaring CTBTO (the Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization) bahkan berada di kawasan Antartika, ribuan kilometer dari Chelyabinsk.

Apa yang sesungguhnya terjadi di ketinggian udara Pegunungan Ural hingga berdampak ke daratan kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya mulai bisa kita pahami. Informasi ini tak hanya sekedar memuaskan rasa keingintahuan umat manusia semata. Namun lebih jauh dari itu, juga sangat bermanfaat untuk mengantisipasi bilamana kelak benda langit sejenis ‘menyerang’ kita lagi. Dan harapan berikutnya, semoga saja informasi tersebut juga turut membantu umat manusia berinovasi mengembangkan ‘payung’ (sistem pertahanan) untuk mengeliminasi ‘serangan’ benda langit sejenis kelak. Bukan hanya sekedar duduk diam dan menunggu nasib.

Asteroid

Peristiwa Chelyabinsk 2013 merupakan tumbukan sebuah asteroid-tanpa-nama. Berdasarkan meteorit yang tersisa, asteroid-tanpa-nama itu memiliki kerapatan 3,3 gram dalam setiap sentimeter kubiknya. Ini lebih padat dibandingkan batuan beku yang kita kenal di Bumi, misalnya andesit (2,5 hingga 2,8 gram dalam tiap sentimeter kubik). Jika berbentuk bulat seperti bola, maka asteroid itu merupakan bongkahan batuan padat dengan garis tengah 19,8 meter. Massanya 13.000 ton. Sebelum jatuh menumbuk Bumi, asteroid beredar mengelilingi Matahari dalam sebentuk orbit lonjong di antara orbit Venus dan orbit Jupiter. Perihelionnya (yakni titik terdekat ke Matahari) berdekatan dengan orbit Venus, yakni hanya sejarak 110,5 juta kilometer. Sebaliknya titik aphelionnya (yakni titik terjauh dari Matahari) berjarak 417 juta kilometer atau tepat di tengah-tengah kawasan Sabuk Asteroid. Orbit asteroid memiliki kemiringan (inklinasi) 4,9 derajat terhadap ekliptika (bidang edar Bumi mengelilingi Matahari). Asteroid-tanpa-nama ini butuh waktu 2,34 tahun untuk menyusuri orbitnya beredar mengelilingi Matahari sekali putaran. Sebelum jatuh menumbuk Bumi sebagai Peristiwa Chelyabinsk 2013, ia tiba di titik perihelionnya tepat pada detik-detik pergantian tahun 2012 ke 2013 TU.

Gambar 2. Orbit asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013, dibandingkan dengan orbit planet-planet terestrial saat dilihat dari jarak 3 satuan astronomis di atas kutub utara Matahari. Dibandingkan orbit planet-planet, orbit asteroid tersebut jauh lebih lonjong, yang merentang di antara orbit Venus hingga kawasan Sabuk Asteroid. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan basis Starry Night Backyard 3.0 dan data dari Popova dkk, 2013.

Gambar 2. Orbit asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013, dibandingkan dengan orbit planet-planet terestrial saat dilihat dari jarak 3 satuan astronomis di atas kutub utara Matahari. Dibandingkan orbit planet-planet, orbit asteroid tersebut jauh lebih lonjong, yang merentang di antara orbit Venus hingga kawasan Sabuk Asteroid. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan basis Starry Night Backyard 3.0 dan data dari Popova dkk, 2013.

Dengan demikian asteroid ini merupakan asteroid dekat Bumi kelas Apollo, karena perihelionnya lebih kecil ketimbang orbit Bumi sebaliknya aphelionnya lebih besar. Perbandingan dengan basisdata jumbo yang memuat ratusan ribu data asteroid yang telah kita temukan menunjukkan asteroid-tanpa-nama ini masih berkerabat dengan asteroid 86039 (1999 NC43). Asteroid 86039 (1999 NC43) adalah asteroid besar (garis tengah 2,2 kilometer) yang ditemukan pada 4 Juli 1999 TU silam lewat sistem penyigi langit semi-otomatis LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research). Penyusuran lebih lanjut memperlihatkan baik asteroid 86039 (1999 NC43) maupun asteroid-tanpa-nama tersebut kemungkinan berasal dari satu induk yang sama dalam keluarga asteroid Flora yang bermukim di sisi dalam kawasan Sabuk Asteroid. Keduanya terlempar dari kawasan setelah mengalami resonansi sekular akibat gangguan gravitasi Jupiter. Setelah keduanya terdorong memasuki kawasan tata surya bagian dalam, giliran gangguan gravitasi Mars dan Bumi yang lambat laun mengubah orbit kedua asteroid sedikit demi sedikit. Perubahan gradual ini membuat keduanya menjadi asteroid dekat Bumi. Bedanya orbit asteroid-tanpa-nama kemudian berpotongan dengan orbit Bumi, sementara orbit asteroid 86039 (1999 NC43) tidak.

Asteroid-tanpa-nama ini juga diduga adalah bagian keluarga asteroid Baptistina. Alasannya kadar mineral piroksen dan olivinnya setara dengan kadar rata-rata piroksen dan olivin keluarga asteroid Baptistina. Yakni 23 % dan 28 %. Keluarga asteroid Baptistina berasal dari sebuah asteroid raksasa (garis tengah 170 kilometer) penghuni bagian tengah yang berkeping-keping dalam kurun antara 90 hingga 160 juta tahun silam. Salah satu anggota keluarga asteroid Baptistina yang terkenal adalah asteroid-tanpa-nama berdiameter 10 kilometer yang jatuh menumbuk Bumi 65 juta tahun silam. Tumbukannya melepaskan energi teramat besar dan dampak teramat merusak ke segenap penjuru hingga melenyapkan 75 % kelimpahan spesies makhluk hidup saat itu. Termasuk kawanan dinosaurus. Maka, apabila dugaan itu benar, asteroid-tanpa-nama penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 masih berkerabat dengan asteroid raksasa pemusnah dinosaurus.

Gambar 3. Kawah raksasa Chicxulub (diameter 170 kilometer) di batas Semenanjung Yucatan dan Teluk Meksiko, berdasarkan peta gradien gravitasi Bouguer. Kawah raksasa ini terbentuk 65 juta tahun silam akibat hantaman asteroid raksasa bergaris tengah 10 kilometer. Terbentuknya kawah raksasa ini menandai bencana ekologis mahadahsyat di Bumi akibat tumbukan benda langit. Bencana tersebut turut melenyapkan populasi dinosaurus. Berdasarkam komposisi mineral piroksen dan olivinnya, ada dugaan bahwa asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 masih berkerabat dengan asteroid pembentuk kawah raksasa Chicxulub. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Gambar 3. Kawah raksasa Chicxulub (diameter 170 kilometer) di batas Semenanjung Yucatan dan Teluk Meksiko, berdasarkan peta gradien gravitasi Bouguer. Kawah raksasa ini terbentuk 65 juta tahun silam akibat hantaman asteroid raksasa bergaris tengah 10 kilometer. Terbentuknya kawah raksasa ini menandai bencana ekologis mahadahsyat di Bumi akibat tumbukan benda langit. Bencana tersebut turut melenyapkan populasi dinosaurus. Berdasarkam komposisi mineral piroksen dan olivinnya, ada dugaan bahwa asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 masih berkerabat dengan asteroid pembentuk kawah raksasa Chicxulub. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Airburst

Pada Jumat pagi 15 Februari 2013 TU, asteroid-tanpa-nama ini berada di salah satu titik nodalnya, yakni titik potong orbitnya dengan orbit Bumi. Pada saat yang sama Bumi-pun sedang berada di titik nodal tersebut. Maka tak terelakkan lagi, asteroid pun menumbuk Bumi. Asteroid memasuki atmosfer Bumi pada kecepatan 19,16 km/detik (~69.000 km/jam) dengan lintasan membentuk sudut 18,3° terhadap paras Bumi. Segera ia bergesekan dengan molekul-molekul udara, serupa dengan yang diderita setiap benda apapun (baik alamiah maupun buatan) yang mencoba menerobos atmosfer. Gesekan kuat menghasilkan tekanan ram yang cukup tinggi dibarengi dengan suhu tinggi pula, yang segera menggerus permukaan asteroid. Maka asteroid pun berubah menjadi meteor. Karena besarnya ukurannya, meteor yang dihasilkannya pun demikian terang hingga bisa dikategorikan sebagai boloid.

Sejumlah kamera mulai merekam boloid ini sebagai titik cahaya mulai dari ketinggian 97 kilometer dpl (dari paras air laut rata-rata). Semakin jauh boloid menembus atmosfer maka lapisan-lapisan udara yang dihadapinya kian menebal. Dorongan kuat seiring penetrasi boloid menyebabkan gelombang tekanan udara atau gelombang kejut mulai terbentuk. Gelombang kejut terbentuk sejak boloid berada di ketinggian 90 kilometer dpl. Semakin jauh boloid menembus atmosfer, tekanan ram-nya kian membesar. Maka permukaan boloid mulai tergerus (menguap) membentuk partikel-partikel debu. Akumulasi partikel-partikel tersebut membentuk awan debu di sepanjang lintasan yang telah dilaluinya, sehingga nampak sebagai awan lurus (train) yang khas. Selain teramati dengan jelas dari darat, awan lurus tersebut juga berhasil dipantau oleh sejumlah satelit.

Gambar 4. Dinamika boloid dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari detik ke detik, seperti direkam oleh A. Ivanov di Kamensk-Uralskiy. A: tepat saat kilatan cahaya pertamanya (yang lebih terang dari Matahari). B: pasca pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. C: jelang kilatan cahaya yang kedua. D: pasca kilatan cahaya yang kedua. E: dua bongkahan besar tersisa, terjadi kilatan cahaya yang ketiga. F: bongkahan kedua lenyap, tinggal bongkahan pertama yang masih bercahaya. G: bongkahan kedua mulai meredup, namun masih melaju. H: bongkahan kedua kian redup meski masih melaju. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 4. Dinamika boloid dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari detik ke detik, seperti direkam oleh A. Ivanov di Kamensk-Uralskiy. A: tepat saat kilatan cahaya pertamanya (yang lebih terang dari Matahari). B: pasca pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. C: jelang kilatan cahaya yang kedua. D: pasca kilatan cahaya yang kedua. E: dua bongkahan besar tersisa, terjadi kilatan cahaya yang ketiga. F: bongkahan kedua lenyap, tinggal bongkahan pertama yang masih bercahaya. G: bongkahan kedua mulai meredup, namun masih melaju. H: bongkahan kedua kian redup meski masih melaju. Sumber: Popova dkk, 2013.

Produksi debu berlangsung kontinu, untuk kemudian mendadak melonjak hebat sejak di ketinggian 54 kilometer dpl. Boloid juga kian benderang. Dari yang semula hanya seterang Venus, kecemerlangannya terus meningkat menjadi seterang dan bahkan ratusan kali lipat lebih terang dari Bulan purnama. Kini cahayanya bahkan telah sanggup menciptakan bayang-bayang pada benda-benda di paras Bumi yang tersinarinya. Pada ketinggian 29,7 kilometer dpl terjadi kilatan cahaya (flare) yang menghasilkan cahaya lebih benderang dari Matahari (!) meski hanya sesaat. Dari kota Chelyabinsk, saat kilatan itu terjadi boloid terlihat memiliki magnitudo visual -28,8 atau 13 kali lebih terang dari Matahari. Bahkan di kota kecil Korkino, yang tepat berada di bawah lintasan boloid, ia hampir 30 kali lebih benderang ketimbang Matahari!

Pasca terjadinya kilatan pertama, boloid mengalami pemecah-belahan brutal pada ketinggian 27 kilometer dpl. Pasca pemecah-belahan brutal ini, terjadilah kilatan cahaya kedua pada ketinggian 23,9 kilometer dpl. Magnitudo semu kilatan kedua ini adalah -20,5 sehingga 1.300 kali lebih terang ketimbang Bulan purnama. Pada pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl, dua bongkahan besar melejit dalam lintasannya masing-masing, kumplit dengan awan debu lurusnya sendiri. Kedua bongkahan kemudian melanjutkan perjalanannya hingga bongkahan kedua tiba di ketinggian 18,5 kilometer dpl. Di sinilah terjadi kembali sebuah kilatan cahaya yang ketiga. Kilatan ketiga ini memiliki magnitudo semu -16,5 sehingga 30 kali lebih terang dari Bulan purnama. Bongkahan kedua kemudian lenyap dari pandangan mata pasca kilatan ketiga. Sementara bongkahan pertama, yang melaju sedikit lebih cepat tak mengalami kilatan semenjak dari ketinggian 23,9 kilometer dpl, terus melanjutkan perjalanannya hingga mencapai ketinggian 13,6 kilometer dpl untuk kemudian tak nampak lagi. Dengan tiga kilatan cahaya terjadi tinggi di udara tanpa disertai terbentuknya kawah tumbukan di Bumi, jelas Peristiwa Chelyabinsk 2013 tergolong sebagai peristiwa airburst (ledakan di udara).

Gambar 5. Bagaimana Peristiwa Chelyabinsk 2013 menghasilkan bayang-bayang yang sangat tegas pada benda-benda yang tersinarinya kala terjadi kilatan cahaya pertama, seperti direkam oleh sejumlah kamera keamanan. A: bayang-bayang tiang lampu (tanda panah) di Lapangan Revolusi Chelyabinsk. Lintasan boloid berada di arah pandang kamera. B: bayang-bayang pohon, patung dan tiang lampu (tanda panah) bangunan administratif Cherbakul. Lintasan boloid berada di belakang arah pandang kamera. Disajikan oleh Eduard Kalinin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 5. Bagaimana Peristiwa Chelyabinsk 2013 menghasilkan bayang-bayang yang sangat tegas pada benda-benda yang tersinarinya kala terjadi kilatan cahaya pertama, seperti direkam oleh sejumlah kamera keamanan. A: bayang-bayang tiang lampu (tanda panah) di Lapangan Revolusi Chelyabinsk. Lintasan boloid berada di arah pandang kamera. B: bayang-bayang pohon, patung dan tiang lampu (tanda panah) bangunan administratif Cherbakul. Lintasan boloid berada di belakang arah pandang kamera. Disajikan oleh Eduard Kalinin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Pantauan satelit memperlihatkan energi kinetik boloid yang berubah menjadi cahaya dalam segenap lintasannya, termasuk ketiga kilatan tersebut, adalah 90 kiloton TNT (trinitrotoluena). Secara keseluruhan hingga ketinggian tersebut boloid telah melepaskan 590 kiloton TNT energi kinetik. Itu setara dengan 29 butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan serempak. Tekanan ram yang kian membesar saat boloid menembus atmosfer yang lebih rendah membuat boloid tak sekedar tergerus, namun juga membuatnya terpecah-belah. Terutama saat besarnya tekanan telah melampaui daya tahan mineral-mineral penyusun tubuh asteroid-tanpa-nama yang menjadi boloid tersebut. Pemecah-belahan mulai berlangsung di sekitar ketinggian 40 kilometer dpl. Namun pemecah-belahan yang sangat intensif terjadi di antara ketinggian 32 hingga 29 kilometer dpl, atau tepat sebelum boloid mengalami kilatan pertamanya. Pemecah-belahan intensif tersebut menghasilkan ribuan keping meteor. Masing-masing keping terus melaju namun dengan kecepatan jauh lebih lambat. Pemecah-belahan yang sangat intensif dibarengi dengan boloid yang mencapai puncak kecemerlangannya segera menimbulkan implikasi lanjutan yang lebih serius.

Saat tiba di ketinggian 29,7 kilometer dpl kecepatan boloid masih sebesar 18,6 km/detik ( ~67.000 km/jam). Jelas terlihat ia mengalami perlambatan (deselerasi) meski kecil. Namun setelah terpecah-belah demikian massif dan kecemerlangannya mencapai puncaknya, boloid masih terus terfragmentasi hingga tiba di ketinggian 27 kilometer dpl. Produksi debunya berhenti di ketinggian 26,2 kilometer dpl. Hingga ketinggian tersebut, sebanyak 76 % massa awal boloid berubah menjadi awan debu lurus yang khas dan pekat. Sementara 24 % sisanya, yang setara dengan 3.120 ton, menjadi ribuan keping meteor yang mayoritas berukuran kecil. Keping-keping tersebut melesat pada lintasannya masing-masing. Namun pada ketinggian 27 hingga 23 kilometer dpl, keping-keping itu kembali mengalami perlambatan hebat dan tergerus. Partikel-partikel debu pun kembali terbentuk. Dalam beberapa kasus, keping-keping meteor yang terlalu kecil bahkan tergerus hingga habis. Maka keping-keping meteor yang tersisa tinggal bermassa antara 4 hingga 6 ton.

Gambar 6. Awan debu lurus (train) yang khas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari waktu ke waktu. Angka-angka menunjukkan perkiraan ketinggian dalam kilometer dpl. A: 5 detik setelah terbentuk, awan masih sempit dan pekat dengan emisi warna merah dan merah jingga. B: 35 detik setelah terbentuk, masih tersisa warna jingga yang kemungkinan adalah emisi cahaya dari molekul-molekul NO. C: 46 hingga 73 detik setelah terbentuk, warna merah jingga masih tersisa. D: 1,5 menit pasca terbentuk, awan debu lurus mulai melebar dan menipis. Berdasarkan pada pemotretan yang dilakukan Marat Ahmetvaleev dan Evgueny Tvogorov. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 6. Awan debu lurus (train) yang khas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 dari waktu ke waktu. Angka-angka menunjukkan perkiraan ketinggian dalam kilometer dpl. A: 5 detik setelah terbentuk, awan masih sempit dan pekat dengan emisi warna merah dan merah jingga. B: 35 detik setelah terbentuk, masih tersisa warna jingga yang kemungkinan adalah emisi cahaya dari molekul-molekul NO. C: 46 hingga 73 detik setelah terbentuk, warna merah jingga masih tersisa. D: 1,5 menit pasca terbentuk, awan debu lurus mulai melebar dan menipis. Berdasarkan pada pemotretan yang dilakukan Marat Ahmetvaleev dan Evgueny Tvogorov. Sumber: Popova dkk, 2013.

Dalam peristiwa ini separuh energi kinetik boloid, yakni sebesar 295 kiloton TNT, terlepas di sepanjang lintasannya hingga ke titik terjadinya kilatan pertama. Sementara kilatan pertama melepaskan 30 % energi kinetik boloid, setara dengan 177 kiloton TNT. Kilatan kedua melepaskan 15 % energi kinetik, setara 88,5 kiloton TNT. Dan kilatan ketiga melepaskan hanya 5 % energi kinetik boloid, setara dengan 29,5 kiloton TNT. Pelepasan energi kinetik boloid secara bertahap disusul dengan tiga kilatan berturut-turut melipatgandakan intensitas gelombang kejutnya. Selagi menjalar di udara, gelombang tekanan udara ini memproduksi juga gelombang akustik dengan gelombang infrasonik sebagai salah stau komponennya. Gelombang infrasonik berkemampuan menjalar jauh. Bahkan hingga mencapai Antartika, seperti yang direkam radar mikrobarometer stasiun CTBTO disana. Saat gelombang akustik menyentuh daratan tepat di bawah lintasan boloid, terjadi konversi menjadi gelombang seismik dalam rupa gelombang Rayleigh (gelombang permukaan).

Sinar Panas

Tumbukan benda langit memang bukanlah peristiwa ledakan senjata nuklir. Tumbukan benda langit tak pernah memandarkan sinar radioaktif ataupun memproduksi sampah radioaktif layaknya ledakan senjata nuklir. Namun keduanya memiliki beberapa ciri khas yang sama, misalnya dalam hal pelepasan energi sangat besar pada tempo sangat singkat. Karena itu dampak peristiwa tumbukan terhadap Bumi kerap dianalisis dengan pendekatan dampak ledakan nuklir, khususnya jika energi kinetik asteroid/komet itu cukup besar. Termasuk dalam peristiwa airburst. Dampak sebuah airburst dapat dianalisis berdasarkan pendekatan dampak ledakan nuklir atmosferik (titik ledaknya berada di udara), khususnya pada ketinggian cukup besar (eksoatmosferik). Energi sangat besar yang dilepaskan dalam peledakan senjata nuklir strategis secara eksoatmosferik akan menghasilkan dua dampak utama, yakni sinar panas dan gelombang kejut. Dua dampak utama tersebut pun teramati dalam airburst Peristiwa Chelyabinsk 2013.

Gambar 7. Peta area yang terkena dampak sinar panas Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran ungu mewakili lokasi para korban yang merasakan sensasi terbakar di kulit (sunburn). Lingkaran merah mewakili lokasi para korban yang mengalami sensasi terbakar di retina. Lingkaran kuning mewakili lokasi para korban yang merasa terbutakan untuk sementara waktu. Dan lingkaran jingga mewakili lokasi para korban yang matanya teriritasi. Garis hitam berujung panah merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 7. Peta area yang terkena dampak sinar panas Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran ungu mewakili lokasi para korban yang merasakan sensasi terbakar di kulit (sunburn). Lingkaran merah mewakili lokasi para korban yang mengalami sensasi terbakar di retina. Lingkaran kuning mewakili lokasi para korban yang merasa terbutakan untuk sementara waktu. Dan lingkaran jingga mewakili lokasi para korban yang matanya teriritasi. Garis hitam berujung panah merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Dampak sinar panas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 mewujud pada mata pedih (disamping silau) dari orang-orang yang menatap boloid ini secara langsung. Sebagai hasilnya, ada 180 orang yang matanya teriritasi, 70 orang merasa terbutakan untuk sesaat dan 11 orang merasakan sensasi retina yang terbakar. Namun tidak ada kasus kerusakan mata permanen bagi orang-orang tersebut, baik di lensa mata maupun kornea. Di luar dari dampak pada mata, terdapat 20 orang yang melaporkan sensasi terbakar pada kulit (sunburn). Beberapa mereka merasakan sensasi tersebut di leher bagian belakang kala membelakangi boloid. Juga terdapat 315 orang yang merasa mendadak panas dan 415 orang yang merasa mendadak hangat. Jika dibandingkan dengan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi, maka area yang terdampak sinar panas dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah hingga garis paralel 200 kilometer di sebelah utara dan hingga garis paralel 120 kilometer di selatan. Korban terparah dampak sinar panas terdapat di Korkino, 30 kilometer dari proyeksi titik kilatan pertama. Di sini seseorang mengalami luka-luka menengah akibat sunburn di wajahnya yang disusul mengelupasnya sebagian kulit wajah.

Sinar panas merupakan imbas langsung dari terjadinya airburst dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Sinar panas merupakan gelombang elektromagnetik dalam rentang frekuensi tertentu, yang didominasi sinar ultraungu, yang dipancarkan dari sebuah sumber dan memiliki intensitas sangat tinggi. Tingginya intensitas membuatnya mampu menimbulkan aneka efek fisis saat mengenai manusia/benda. Jika melampaui ambang batas tertentu, sinar panas mampu menimbulkan luka-luka bakar dalam aneka tingkat, mulai dari tingkat satu (paling ringan) hingga tingkat tiga (paling parah dan berpotensi fatal). Ia juga mampu membuat benda-benda terbakar spontan, mulai dari kertas koran (paling ringan) hingga kain (paling parah), bergantung pada intensitasnya.

Dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, sinar panas dipancarkan kala boloid mengalami kilatan pertama sekaligus meraih puncak kecemerlangannya sehingga boloid sempat lebih benderang dari Matahari. Intensitas tertinggi dari sinar panas produk airburst Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah 200 Joule per meter persegi, yang terjadi di Korkino. Intensitas tersebut masih jauh dari ambang intensitas untuk menyebabkan luka bakar tingkat satu (127,94 kiloJoule per meter persegi) maupun terbakarnya kertas koran (258,74 kiloJoule per meter persegi). Sehingga nyaris tak ada efek fisis yang ditimbulkannya, kecuali sensasi rasa terbakar. Korban terparah di Korkino merupakan kasus khusus, karena ia tak hanya menerima paparan sinar panas langsung dari boloid yang sedang dalam tahap kilatan pertamanya namun juga dari hasil pemantulan sinar panas oleh lapisan-lapisan salju yang mengitarinya. Sebagai akibatnya ia menerima paparan total sinar panas hingga sekitar 1.000 Joule per meter persegi, sehingga terjadi kasus eritema (sebagian kulit wajah mengelupas).

Gelombang Kejut

Dampak paling kasat mata Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah gelombang kejutnya. Kaca-kaca jendela dari total 7.320 buah bangunan pecah akibat hempasan gelombang kejut. Bangunan-bangunan tersebut meliputi 740 buah gedung sekolah dan universitas, 296 buah gedung fasilitas kesehatan, 110 buah gedung organisasi kebudayaan, 48 gedung olahraga serta 6.097 buah gedung apartemen dan rumah. Serpihan kaca-kaca jendela yang melesat beterbangan melukai ribuan orang dalam bentuk luka iris. Selain itu hempasan gelombang kejut juga mampu menjatuhkan orang yang berdiri tegak, khususnya di dekat proyeksi lintasan boloid. Sehingga luka-luka memar pun terjadi. Tercatat 1.613 orang mendatangi fasilitas medis untuk perawatan luka-lukanya. 112 orang diantaranya harus menjalani rawat inap dengan 2 diantaranya menderita luka berat.

Gambar 8. Kerusakan akibat dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Yemanzhelinsk. A: kaca jendela yang pecah. B dan D: pembersihan dan perbaikan sementara. C: kerangka jendela yang terdorong masuk. E, F dan H: jendela yang hilang di gedung sekolah. G: eternit yang jebol. Foto-foto dari Victor I. Gubar. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 8. Kerusakan akibat dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Yemanzhelinsk. A: kaca jendela yang pecah. B dan D: pembersihan dan perbaikan sementara. C: kerangka jendela yang terdorong masuk. E, F dan H: jendela yang hilang di gedung sekolah. G: eternit yang jebol. Foto-foto dari Victor I. Gubar. Sumber: Popova dkk, 2013.

Selain menyebabkan ribuan orang luka-luka, hempasan gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013 juga menyebabkan sejumlah kerusakan fisik dan masalah lainnya. Atap sebuah pabrik seng di Chelyabinsk ambruk. Kerangka jendela sejumlah bangunan yang tepat berada di bawah lintasan boloid melesak ke dalam. Bahkan ada eternit yang jebol, meski atapnya sendiri tidak mengalami masalah serius. Disamping itu ribuan alarm mobil dibuat meraung-raung, menambah suasana menjadi hiruk pikuk. Getaran yang ditimbulkan papasan gelombang kejut juga membuat aliran listrik di berbagai tempat sempat terputus. Juga sambungan telepon seluler. Getaran juga membuat katup pemutus otomatis pada sistem pipa gas kota terpicu. Sehingga aliran gas sempat terputus.

Gambar 9. Peta area yang terkena dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran merah mewakili lokasi bangunan yang mengalami kerusakan berdasarkan temuan Popova dkk. Sementara lingkaran ungu mewakili bangunan yang rusak berdasarkan data badan layanan darurat setempat. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 9. Peta area yang terkena dampak gelombang kejut Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lingkaran merah mewakili lokasi bangunan yang mengalami kerusakan berdasarkan temuan Popova dkk. Sementara lingkaran ungu mewakili bangunan yang rusak berdasarkan data badan layanan darurat setempat. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Sumber: Popova dkk, 2013.

Seperti halnya dampak sinar panas, dampak gelombang kejut pun menjalar cukup jauh. Pemetaan menunjukkan, jika dibandingkan dengan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi maka area yang terdampak gelombang kejut dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah hingga garis paralel 120 kilometer di sebelah utara dan selatan. Pecahnya kaca-kaca jendela diakibatkan oleh tekanan lebih (overpressure) lebih besar dari 500 Pascal. Perhitungan menunjukkan dampak gelombang kejut yang diperlihatkan dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 konsisten dengan ledakan nuklir berkekuatan 520 kiloton TNT dengan titik ledak dinamis yang berpindah-pindah antara ketinggian 34 hingga 27 kilometer dpl dan antara ketinggian 24 hingga 19 kilometer dpl menyusuri lintasan boloid. Dengan demikian 88 % dari energi kinetik boloid diubah menjadi gelombang kejut sementara sisanya menjadi cahaya (termasuk sinar panas).

Ada sedikit perbedaan antara gelombang kejut produk ledakan nuklir atmosferik dengan boloid. Gelombang kejut produk ledakan nuklir eksoatmosferik umumnya menjalar sebagai bentuk sferis (mirip bola) karena berasal dari sumber ledakan titik. Ini karena titik ledaknya relatif tidak bergerak atau terpatok pada ketinggian tertentu. Sebaliknya gelombang kejut boloid pada awalnya berbentuk kerucut, sebagai imbas dari tekanan ram yang diproduksinya semenjak mulai memasuki lapisan atmosfer yang lebih padat. Yakni mulai dari ketinggian 90 atau 100 kilometer dpl. Seiring penjalaran gelombang kejut, maka bentuk kerucut ini pun melebar mengikuti waktu. Namun bila terjadi peristiwa airburst, ujung kerucut ini segera menumpul akibat penjalaran gelombang kejut baru dari titik-titik pelepasan energi (titik-titik kilatan cahaya).

Gambar 10. Model gelombang kejut dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 sebagai distribusi nilai P/Po (Po = tekanan udara di paras Bumi) dengan energi 520 kiloton TNT dan gelombang kejut dilepaskan di sepanjang lintasan boloid, bukan hanya di satu titik. Sumbu vertikal mewakili ketinggian (dalam kilometer dpl). Sementara sumbu horizontal mewakili jarak relatif dari proyeksi titik kilatan cahaya pertama di paras Bumi. Atas: distribusi gelombang kejut saat boloid tepat telah lenyap di ketinggian 13,6 kilometer dpl. Nampak gelombang kejut masih berbentuk kerucut sangat ramping. Tengah: 25 detik kemudian, gelombang kejut sudah melebar dengan ujung lebih tumpul sebagai imbas terjadinya tiga peristiwa kilatan cahaya (sekaligus pelepasan energi). Bawah: 90 detik kemudian, sebagian gelombang kejut sudah tiba di daratan. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 10. Model gelombang kejut dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 sebagai distribusi nilai P/Po (Po = tekanan udara di paras Bumi) dengan energi 520 kiloton TNT dan gelombang kejut dilepaskan di sepanjang lintasan boloid, bukan hanya di satu titik. Sumbu vertikal mewakili ketinggian (dalam kilometer dpl). Sementara sumbu horizontal mewakili jarak relatif dari proyeksi titik kilatan cahaya pertama di paras Bumi. Atas: distribusi gelombang kejut saat boloid tepat telah lenyap di ketinggian 13,6 kilometer dpl. Nampak gelombang kejut masih berbentuk kerucut sangat ramping. Tengah: 25 detik kemudian, gelombang kejut sudah melebar dengan ujung lebih tumpul sebagai imbas terjadinya tiga peristiwa kilatan cahaya (sekaligus pelepasan energi). Bawah: 90 detik kemudian, sebagian gelombang kejut sudah tiba di daratan. Sumber: Popova dkk, 2013.

Meteorit

Selain sinar panas dan gelombang kejutnya, Peristiwa Chelyabinsk 2013 juga menghasilkan guyuran meteorit ke daratan dibawahnya. Ukuran dan bobot meteoritnya beragam. Namun dibandingkan sinar panas dan gelombang kejut, guyuran meteorit nyaris tak berdampak pada bangunan, apalagi manusia. Hanya ada satu bangunan, milik keluarga Biryukovy di Emazhelinska, yang atapnya berlubang kecil akibat hantaman meteorit kecil. Meteor tersebut ditemukan di dekat lantai. Tak ada yang terluka olehnya.

Gambar 11. Satu-satunya bangunan yang mengalami kerusakan akibat hantaman meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Sebutir meteorit kecil, nampak dipegang Popova dengan tangan kiri, menghantam pinggir atap bangunan ini. Akibatnya pinggiran atap itu pun berlubang (tanda panah). Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 11. Satu-satunya bangunan yang mengalami kerusakan akibat hantaman meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Sebutir meteorit kecil, nampak dipegang Popova dengan tangan kiri, menghantam pinggir atap bangunan ini. Akibatnya pinggiran atap itu pun berlubang (tanda panah). Sumber: Popova dkk, 2013.

Meteorit-meteorit yang dijumpai dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013 terserak di sekitar proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Meteorit yang lebih ringan mengalami hambatan udara lebih besar dan lebih mudah tertiup angin. Sehingga ia butuh waktu lebih lama untuk mendarat dan mendarat dengan kecepatan kecil. Sebaliknya meteorit-meteorit yang lebih berat tidak demikian, sehingga mereka lebih cepat mendarat dan dengan kecepatan lebih besar. Meteorit-meteorit yang lebih ringan mendarat pada jarak yang lebih dekat terhadap proyeksi titik kilatan cahaya pertama di paras Bumi dibandingkan dengan meteorit yang lebih jauh. Maka meteorit dengan massa 10 gram sudah ditemukan pada jarak 18 kilometer dari proyeksi titik kilatan cahaya pertama, sementara meteorit 100 gram pada jarak 33 kilometer dan meteorit 1 kilogram pada jarak 43 kilometer. Perhitungan menunjukkan masing-masing meteorit tersebut jatuh pada kecepatan 37 meter/detik (133 km/jam), 55 meter/detik (198 km/jam) dan 82 meter/detik (295 km/jam). Perhitungan juga menunjukkan meteorit-meteorit tersebut jatuh dalam waktu 347 detik, 235 detik dan 158 detik pasca kilatan cahaya pertama.

Gambar 12. Peta area temuan meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang ditandai dengan lingkaran kuning. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Angka 14, 18, 24 dan seterusnya di sisi garis hitam menunjukkan ketinggian boloid pada saat melintas. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 12. Peta area temuan meteorit dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang ditandai dengan lingkaran kuning. Garis hitam merupakan proyeksi lintasan boloid di paras Bumi. Angka 14, 18, 24 dan seterusnya di sisi garis hitam menunjukkan ketinggian boloid pada saat melintas. Sumber: Popova dkk, 2013.

Salah satu aspek menarik Peristiwa Chelyabinsk 2013 adalah ditemukannya meteorit cukup besar sekaligus cukup berat. Segera setelah semua kehebohan di kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya, penduduk di sekitar Danau Cherbakul dikejutkan dengan adanya sebentuk lubang aneh di dataran es permukaan danau. Danau ini terletak 40 kilometer di sebelah barat-barat laut kota Chelyabinsk. Perhitungan menunjukkan danau ini terletak di sekitar ujung lintasan boloid Peristiwa Chelyabinsk 2013. Lubang aneh tersebut berbentuk lonjong dengan ukuran 7 x 8 meter persegi. Semula lubang aneh ini diduga hadir akibat ulah manusia, yang iseng membentuk lubang di dataran es setebal 70 cm dengan kapak es. Namun di sekeliling lubang ini lalu dijumpai banyak meteorit kecil-kecil. Seluruhnya terdapat 51 buah meteorit kecil, yang terserak dalam radius 5 hingga 50 meter dari lubang aneh itu. Muncul kecurigaan bahwa lubang aneh tersebut terbentuk secara alamiah, akibat hantaman meteorit yang berukuran besar. Apalagi setelah kamera keamanan sirkuit tertutup di kediaman Nikolaj Mel’nikov yang menghadap ke danau memperlihatkan memang ada obyek besar jatuh ke danau. Hanya 1 menit 2,5 detik pasca kamera merekam permukaan danau yang mendadak lebih terang (akibat paparan cahaya boloid), gumpalan asap putih menyeruak dari sebuah titik di tengah-tengah danau lantas terbawa angin. Gumpalan asap putih itu nampaknya butir-butir es atau salju yang terhambur ke udara akibat jatuhnya meteorit besar. Karena resolusinya, kamera tersebut tak menangkap obyek meteorit saat hendak jatuh ke danau.

Gambar 13. Dinamika dataran es di permukaan Danau Cherbakul pada saat Peristiwa Chelyabinsk 2013, seperti direkam kamera keamanan di kediaman Nikolaj Mel'nikov. Waktu dalam GMT (UTC). 03:20:32,20: lansekap danau diterangi oelh cahaya boloid khususnya dari kilatan cahaya pertamanya. 03:21:34,72: gumpalan asap putih yang adalah titik-titik es atau salju yang terhambur ke udara akibat hantaman meteorit besar ke permukaan danau mulai terbentuk (tanda panah). 03:22:44,20: gumpalan asap putih (tanda panah) telah membesar dan bergeser ke kanan akibat hembusan angin. 03:26:52,20: gumpalan asap putih (tanda panah) kian bergeser ke kanan oleh hembusan angin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 13. Dinamika dataran es di permukaan Danau Cherbakul pada saat Peristiwa Chelyabinsk 2013, seperti direkam kamera keamanan di kediaman Nikolaj Mel’nikov. Waktu dalam GMT (UTC). 03:20:32,20: lansekap danau diterangi oleh cahaya boloid khususnya dari kilatan cahaya pertamanya. 03:21:34,72: gumpalan asap putih yang adalah titik-titik es atau salju yang terhambur ke udara akibat hantaman meteorit besar ke permukaan danau mulai terbentuk (tanda panah). 03:22:44,20: gumpalan asap putih (tanda panah) telah membesar dan bergeser ke kanan akibat hembusan angin. 03:26:52,20: gumpalan asap putih (tanda panah) kian bergeser ke kanan oleh hembusan angin. Sumber: Popova dkk, 2013.

Pengukuran dengan radas magnetometer-gradiometer menunjukkan adanya sebentuk obyek besar padat dan kaya besi terbenam di dasar danau. Obyek padat dan kaya besi adalah salah satu ciri khas meteorit. Namun saat danau diselami di awal mula, hasilnya mengecewakan. Penyelam hanya menemukan sebentuk cekungan lumayan besar di lumpur tebal di dasar danau. Butuh lebih dari setengah tahun kemudian, setelah lapisan es mencair sepenuhnya dan menghilang di musim panas, untuk dapat menemukan meteorit besar tersebut. Pada 24 September 2013 TU penyelam Alexei Lyahov menemukan bongkahan 1,5 kilogram, yang adalah meteorit dan diyakini merupakan bagian dari meteorit besar tersebut. Pencarian mencapai puncaknya pada 16 Oktober 2013 TU kala sebongkah batu besar dengan volume 0,1533 meter kubik dan massa 500 kilogram berhasil diangkat dari dasar danau. Inilah meteorit terbesar produk Peristiwa Chelyabinsk 2013.

Perhitungan menunjukkan meteorit besar ini jatuh dengan kecepatan 225 meter/detik (810 km/jam) pada saat menyentuh permukaan es Danau Cherbakul. Meteorit besar ini adalah bagian dari bongkahan pertama, yang terbentuk saat boloid mengalami pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. Tak seperti bongkahan kedua yang hancur berkeping-keping dalam kilatan cahaya ketiga di ketinggian 18,5 kilometer dpl, bongkahan pertama terus melaju tanpa mengalami kilatan maupun pemecah-belahan signifikan lagi hingga tiba di ketinggian 13,6 kilometer dpl. Setelah itu bongkahan pertama lenyap dari pandangan mata. Namun ia masih melanjutkan perjalanannya hingga akhirnya tercebur di Danau Cherbakul.

Gambar 14. Lubang yang dibentuk oleh hantaman meteorit besar di dataran es permukaan Danau Cherbakul dilihat dari udara (kanan) beserta sejumlah meteorit kecil yang ditemukan disekitar lubang (kiri). Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 14. Lubang yang dibentuk oleh hantaman meteorit besar di dataran es permukaan Danau Cherbakul dilihat dari udara (kanan) beserta sejumlah meteorit kecil yang ditemukan disekitar lubang (kiri). Sumber: Popova dkk, 2013.

Perhitungan juga menunjukkan, andaikata meteorit besar ini jatuh ke tanah dampaknya pun lumayan. Dengan kecepatan 810 km/jam maka tanah yang ditumbuknya akan berubah menjadi cekungan kawah tumbukan bergaris tengah 5 meter dengan kedalaman maksimum 1 meter. Dari cekungan ini akan terhambur tanah produk tumbukan sebanyak 9 meter kubik. Dapat dibayangkan apa yang akan terjadi jika meteorit besar ini menghantam sebidang tanah yang terdapat bangunan atau aktivitas manusia. Korban jiwa bakal tak terelakkan.

Epilog

Lebih dari seabad sebelum kejadian di Chelyabinsk, Russia (saat itu masih kekaisaran Russia) juga didera oleh peristiwa serupa. Kilatan cahaya yang sangat benderang diiringi suara gemuruh khas ledakan yang sangat besar (dan misterius) terjadi di kawasan Tunguska, Siberia, pada 30 Juni 1908 TU. Segera setelah itu diketahui bahwa lebih dari 80 juta pepohonan yang terserak di kawasan seluas 2.000 kilometer persegi di tengah-tengah belantara Siberia ambruk. Arah jatuhnya pohon-pohon tersebut pun khas. Di tengah-tengah kawasan ini masih tersisa area kecil dengan pepohonan yang masih tegak, namun telah kehilangan cabang-cabang dan ranting-rantingnya. Getaran seismik yang setara dengan gempa 5,0 skala Richter pun mengguncang seismometer-seismometer di sekujur Eurasia. Perubahan tekanan udaranya terekam hingga ke stasiun di Inggris Raya. Selama beberapa hari kemudian langit senja Eropa dan Asia terlihat lebih terang, pemandangan yang mengingatkan pada langit senja pasca Letusan Krakatau 1883 maupun pasca Letusan Tambora 1815. Pengukuran di observatorium Gunung Wilson (Amerika Serikat) memperlihatkan bahwa semenjak peristiwa tersebut langit belahan Bumi utara cenderung lebih kotor, yang bertahan hingga berbulan-bulan kemudian. Situasi tersebut lagi-lagi mengingatkan kembali pada langit pasca Letusan Krakatau 1883 dan pasca Letusan Tambora 1815.

Gambar 15. Atas: dua bongkahan besar nampak melejit dari titik dimana boloid Peristiwa Chelyabinsk 2013 mengalami pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. Masing-masing adalah bongkahan pertama (1) dan bongkahan kedua (2). Bongkahan kedua lenyap di ketinggian 18,5 kilometer dpl bersamaan dengan kilatan cahaya ketiga. Bawah: meteorit terbesar dan terberat dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang berhasil diangkat dari dasar Danau Cherbakul lebih dari setengah tahun setelah kejatuhannya. Meteorit besar ini adalah bongkahan pertama yang berhasil selamat tiba di paras Bumi dan membentur permukaan danau dengan kecepatan 810 km/jam. Sumber: Popova dkk, 2013.

Gambar 15. Atas: dua bongkahan besar nampak melejit dari titik dimana boloid Peristiwa Chelyabinsk 2013 mengalami pemecah-belahan brutal di ketinggian 27 kilometer dpl. Masing-masing adalah bongkahan pertama (1) dan bongkahan kedua (2). Bongkahan kedua lenyap di ketinggian 18,5 kilometer dpl bersamaan dengan kilatan cahaya ketiga. Bawah: meteorit terbesar dan terberat dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013, yang berhasil diangkat dari dasar Danau Cherbakul lebih dari setengah tahun setelah kejatuhannya. Meteorit besar ini adalah bongkahan pertama yang berhasil selamat tiba di paras Bumi dan membentur permukaan danau dengan kecepatan 810 km/jam. Sumber: Popova dkk, 2013.

Kini kita menyebut kejadian itu sebagai Peristiwa Tunguska 1908. Seperti halnya peristiwa Chelyabinsk, kejadian di Tunguka pun disebabkan oleh tumbukan benda langit yang berujung pada peristiwa airburst. Hanya saja energi kinetik boloid yang terlepas di Tunguska jauh lebih besar, yakni antara 10 hingga 15 megaton TNT dengan estimasi tertinggi hingga 30 megaton TNT. Dengan demikian ia 17 hingga 25 kali lebih energetik (maksimum 51 kali lebih energetik) ketimbang Peristiwa Chelyabinsk 2013. Ketinggian lokasi airburst-nya pun lebih rendah, yakni antara 6 hingga 10 kilometer dpl. Mujur bahwa Peristiwa Tunguska 1908 terjadi tepat di jantung hutan belantara Siberia yang tak berpenghuni (manusia). Bila berlangsung di pusat pemukiman manusia apalagi di pusat peradaban modern, entah apa jadinya.

Secara umum Peristiwa Chelyabinsk 2013, bersama dengan Peristiwa Tunguska 1908, mendemonstrasikan dengan telanjang apa yang selama ini menjadi kekhawatiran para ilmuwan, khususnya astronom dan astrofisikawan. Yakni bahwa tumbukan benda langit khususnya yang melepaskan energi kinetik besar, hingga berada dalam rentang kekuatan ledakan senjata nuklir taktis maupun strategis, memproduksi dampak perusak yang sama dengan ledakan nuklir (minus radiasinya). Termasuk jika sebuah tumbukan benda langit berujung hanya pada kejadian airburst tanpa terbentuknya kawah tumbukan. Peristiwa Chelyabinsk 2013 memperlihatkan betapa sebutir asteroid yang garis tengahnya 20 meter sanggup menghasilkan kerusakan ringan-sedang dalam wilayah yang cukup luas di Bumi. Ini memperlihatkan betapa rentannya peradaban manusia modern dalam menghadapi ancaman bahaya tumbukan benda langit, mengingat asteroid berdiameter 20 meter adalah terhitung kecil bila dibandingkan dengan dimensi asteroid pada umumnya. Termasuk di kalangan populasi asteroid dekat Bumi.

Apa yang harus dilakukan? Sejauh ini sistem penyigian langit semi-otomatis yang kita miliki sejatinya telah sanggup mendeteksi asteroid dekat-Bumi seukuran 20 meter atau lebih yang melintas di dekat Bumi. Dalam beberapa kasus khusus, asteroid yang berukuran lebih kecil pun sanggup diendus, bahkan hingga sekecil 1 meter! namun keberhasilan tersebut dibatasi oleh banyak faktor. Salah satunya kurang meratanya distribusi teleskop/observatorium yang terlibat dalam sistem penyigian langit saat ini, yang masih terkonsentrasi di belahan Bumi utara dan di benua-benua tertentu saja. Di sisi lain keampuhan sistem penyigian langit tersebut juga sangat terbatasi bila berhadapan dengan asteroid/komet yang geometri orbitnya demikian rupa sehingga magnitudo semu asteroid/komet baru akan mencapai ambang batas deteksi hanya dalam beberapa jam sebelum jatuh menumbuk Bumi. Asteroid-tanpa-nama yang menjadi penyebab Peristiwa Chelyabinsk 2013 pun demikian.

Jika upaya deteksi benda langit yang berpotensi menumbuk Bumi telah mendapat kemajuan besar, tak demikian dengan upaya antisipasinya. Sejauh ini belum ada satu perangkat teknis yang memadai dan teruji untuk mengeliminasi potensi ancaman sebuah benda langit. Baik kala benda langit tersebut masih cukup jauh dan sedang menyusuri orbitnya untuk menuju ke Bumi. Ataupun kala ia sudah menjadi boloid di lapisan atmosfer atas. Pun demikian bagaimana mereduksi bahayanya. Meski dampak tumbukan benda langit menyerupai dampak ledakan senjata nuklir (minus radiasinya), sejauh ini hanya negara-negara adidaya seperti Russia dan Amerika Serikat yang telah memperkenalkan mitigasi bencana ledakan nuklir. Begitupun, Peristiwa Chelyabinsk 2013 memperlihatkan betapa mitigasi bencana ledakan nuklir masih harus dikembangkan lagi jika hendak diaplikasikan ke dalam mitigasi bencana tumbukan benda langit. Jalan masih panjang, pekerjaan rumah masih banyak.

Referensi :

Popova dkk. 2013. Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery and Characterization. Science no. 342 (2013) October 2013 + Supplementary Materials.

Hildebrand dkk. 1990. Chicxulub Crater Size and Structure as Revealed by Horizontal Bouguer Gravity Gradients and Cenote Distribution. Lunar & Planetary Science XXVI, 603-604.

Collins dkk. 2005. Earth Impact Effects Program : A Web–based Computer Program for Calculating the Regional Environmental Consequences of a Meteoroid Impact on Earth. Meteoritics & Planetary Science 40, no. 6 (2005), 817–840.

Asteroid (357439) 2004 BL86 dan Kawah Misterius Antartika

Senin 26 Januari 2015 Tarikh Umum (TU) jelang tengah malam. Sebagian besar Indonesia sudah terlelap dalam tidurnya. Apalagi hujan menguyur di berbagai tempat, menambah dinginnya malam. Sangat sedikit yang menyadari, bahkan mungkin tak ada sama sekali, bahwa malam itu sesuatu yang tak biasa sedang muncul di langit. Khususnya di langit Indonesia bagian selatan.

Sebongkah batu sebesar gunung kecil melesat cepat jauh tinggi di atas Samudera Indonesia (Hindia) pada malam itu. Jika dianggap berbentuk bulat seperti bola, diameternya sekitar 325 meter. Massanya berkisar antara 36 juta ton hingga 72 juta ton, jika massa jenisnya diasumsikan bernilai antara 2 hingga 4 gram per sentimeter kubik. Bongkahan batu raksasa ini melejit secepat 19,24 km/detik atau 69.200 km/jam relatif terhadap Bumi kita. Kecepatan yang amat sangat cepat untuk ukuran manusia, namun sejatinya masih tergolong ‘lambat’ bagi benda-benda langit anggota tata surya. Pada pukul 23:20 WIB, bongkahan batu raksasa itu mencapai titik terdekatnya ke Bumi. Titik tersebut berjarak 1,19 juta kilometer atau 3,13 kali lipat jarak rata-rata Bumi-Bulan. Dalam skala astronomi, jarak perlintasan itu tergolong amat sangat dekat.

Gambar 1. Asteroid (357439) 2004 BL86 diabadikan dari Observatorium Nasional Langkawi (Malaysia) oleh tim pengamat Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi Malaysia bersama Badan Angkasa Negara pada Selasa dinihari 27 Januari 2015 TU. Kiri: asteroid diabadikan lewat teleskop yang diarahkan untuk mengikuti gerakan bintang-bintang dalam waktu penyinaran relatif lama, sehingga asteroid nampak sebagai garis lurus. Kanan: asteroid diabadikan dengan teknik yang sama, namun teleskop diarahkan mengikuti gerakan asteroid dalam waktu penyinaran yang sama, sehingga asteroid nampak sebagai titik sementara bintang-bintang dilatarbelakangnya menjadi garis-garis lurus. Sumber: Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi Malaysia , 2015.

Gambar 1. Asteroid (357439) 2004 BL86 diabadikan dari Observatorium Nasional Langkawi (Malaysia) oleh tim pengamat Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi Malaysia bersama Badan Angkasa Negara pada Selasa dinihari 27 Januari 2015 TU. Kiri: asteroid diabadikan lewat teleskop yang diarahkan untuk mengikuti gerakan bintang-bintang dalam waktu penyinaran relatif lama, sehingga asteroid nampak sebagai garis lurus. Kanan: asteroid diabadikan dengan teknik yang sama, namun teleskop diarahkan mengikuti gerakan asteroid dalam waktu penyinaran yang sama, sehingga asteroid nampak sebagai titik sementara bintang-bintang dilatarbelakangnya menjadi garis-garis lurus. Sumber: Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi Malaysia , 2015.

Untungnya, lintasan bongkahan batu raksasa ini punya peluang untuk berdekat-dekat apalagi berpotongan dengan orbit Bumi. Sehingga peluang bongkahan batu raksasa itu untuk meluncur deras membentur Bumi adalah nol. Umat manusia patut bersyukur dan menghela nafas lega. Betapa tidak. Andaikata bongkahan batu raksasa ini meluncur ke Bumi dan jatuh dengan kerasnya, dampaknya bakal demikian buruk. Tumbukan itu akan melepaskan energi antara 1.590 hingga 3.180 megaton TNT (trinitrotoluena). Energi tersebut setara dengan 79.000 hingga 159.000 butir bom nuklir sekelas bom Hiroshima yang diledakkan secara serempak. Permukaan tanah yang ditubruk bongkahan batu raksasa ini bakal berubah menjadi cekungan kawah besar bergaris tengah antara 4,8 hingga 6,3 kilometer. Dari cekungan kawah ini akan terhambur material produk tumbukan sebanyak antara 9 hingga 18 kilometer kubik. Jika dibandingkan, volume material ini setara dengan yang dimuntahkan letusan dahsyat gunung berapi berskala 6 VEI (Volcanic Explosivity Index) seperti Letusan Pinatubo 1991 dan Letusan Krakatau 1883.

Bongkahan batu raksasa tersebut adalah asteroid, salah satu anggota tata surya kita yang berukuran relatif sangat kecil kala dibandingkan dengan planet-planet maupun satelitnya. Ia ditemukan tepat sebelas tahun silam yakni pada 30 Januari 2004 TU lewat sistem penyigian langit semi-otomatis LINEAR (Lincoln Near-Earths Asteroids Research) di White Sands, New Mexico (Amerika Serikat). Asteroid ini adalah bagian keluarga asteroid dekat-Bumi kelas Apollo. Yakni kelompok asteroid yang gemar lewat di dekat Bumi dengan orbit demikian rupa, sehingga titik perihelionnya (titik terdekat ke Matahari) lebih kecil ketimbang orbit Bumi dan sebaliknya titik aphelionnya (titik terjauh ke Matahari) lebih besar dari orbit Bumi. Asteroid ini memiliki perihelion 134 juta kilometer dan aphelion 315 juta kilometer dengan inklinasi orbit 23 derajat. Orbit tersebut ditempuhnya sekali putaran setiap 1,84 tahun sekali. Kombinasi orbitnya dengan orbit Bumi menghasilkan fenomena unik, dimana asteroid akan melintas-dekat Bumi sekali dalam tiap dasawarsa.

Gambar 2. Proyeksi lintasan asteroid (357439) 2004 BL86 di permukaan Bumi dalam momen-momen perlintasan dekatnya, mulai Senin 26 Januari 2015 TU pukul 14:00 WIB hingga 18 jam kemudian. Proyeksi lintasan asteroid digambarkan dengan garis merah tak terputus. Tanda bintang (*) menunjukkan proyeksi koordinat asteroid saat berada pada titik terdekatnya dengan Bumi. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Gambar 2. Proyeksi lintasan asteroid (357439) 2004 BL86 di permukaan Bumi dalam momen-momen perlintasan dekatnya, mulai Senin 26 Januari 2015 TU pukul 14:00 WIB hingga 18 jam kemudian. Proyeksi lintasan asteroid digambarkan dengan garis merah tak terputus. Tanda bintang (*) menunjukkan proyeksi koordinat asteroid saat berada pada titik terdekatnya dengan Bumi. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Sesuai aturan IAU (International Astronomical Union), segera setelah ditemukan asteroid tersebut diberi penanda/kode oleh MPC (Minor Planet Center) sebagai asteroid 2004 BL86. Karena dimensinya yang tergolong besar, dimana pada saat ditemukan diduga bergaris tengah sekitar 700 meter, maka IAU pun menindaklanjutinya dengan penomoran. Sehingga asteroid tersebut kemudian secara resmi dipanggil dengan asteroid (357439) 2004 BL86.

Asteroid Berbulan

Berbeda dengan sejumlah peristiwa sejenis sebelumnya, perlintasan-dekat asteroid (357439) 2004 BL86 kali ini tergolong istimewa. Karena inilah momen dimana asteroid tersebut akan berjarak paling dekat hingga kurun 200 tahun ke depan. Kali terakhir Bumi dihampiri asteroid sebesar ini adalah pada 9 November 2011 TU (pukul 06:28 WIB) silam. Yakni kala asteroid (308635) 2005 YU55 (diameter 360 meter) melintas hingga sedekat 323.000 kilometer di atas paras (permukaan) Bumi kita. Peristiwa langka ini tentu menjadi kesempatan yang tak boleh dilewatkan begitu saja bagi kalangan astronomi. Sebab ini menawarkan momen untuk mengenali asteroid (357439) 2004 BL86 lebih baik. Tak heran jika kalangan astronom amatir maupun profesional bergegas menyiapkan teleskop beserta radas (instrumen) pendukungnya. Baik yang bekerja dalam cahaya tampak (visual), inframerah maupun gelombang radio.

Gambar 3. Proyeksi lintasan asteroid (357439) 2004 BL86 di permukaan Indonesia dalam momen-momen perlintasan dekatnya, mulai Senin 26 Januari 2015 TU pukul 23:00 WIB hingga 1,5 jam kemudian. Proyeksi lintasan asteroid digambarkan dengan garis merah tak terputus. Tanda bintang (*) menunjukkan proyeksi koordinat asteroid saat berada pada titik terdekatnya dengan Bumi. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Gambar 3. Proyeksi lintasan asteroid (357439) 2004 BL86 di permukaan Indonesia dalam momen-momen perlintasan dekatnya, mulai Senin 26 Januari 2015 TU pukul 23:00 WIB hingga 1,5 jam kemudian. Proyeksi lintasan asteroid digambarkan dengan garis merah tak terputus. Tanda bintang (*) menunjukkan proyeksi koordinat asteroid saat berada pada titik terdekatnya dengan Bumi. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan data dari NASA Solar System Dynamics.

Badan antariksa Amerika Serikat (NASA) misalnya, mengerahkan fasilitas IRTF (Infra red Telescope Facility) di puncak Gunung Mauna Kea, Hawaii (Amerika Serikat) guna melongok asteroid (357439) 2004 BL86. Dengan teleskop ini diketahui bahwa asteroid (357439) 2004 BL86 secara spektroskopik mirip dengan asteroid jumbo Vesta, asteroid terbesar kedua di seantero tata surya kita. Selain itu NASA juga mengerahkan teleskop radio raksasa Deep Space Network, dengan antenna parabola bergaris tengah 70 meter, di fasilitas Goldstone, California (Amerika Serikat) untuk membidik sang asteroid dengan gelombang radar. Dari hasil bidikan itu diketahui bahwa ukuran asteroid (357439) 2004 BL86 lebih kecil dari yang semula diduga, yakni hanya berdiameter 325 meter. Asteroid tersebut hampir bulat sepenuhnya, hanya sedikit menggelembung di kawasan ekuatornya. Ia berputar cukup cepat pada sumbunya sehingga hanya butuh waktu 2,6 jam untuk berotasi.

Kejutan lainnya, asteroid (357439) 2004 BL86 ternyata mempunyai satelit alamiah atau Bulan asteroid. Satelit alamiah itu berdimensi 70 meter. Ia berputar mengelilingi asteroid (357439) 2004 BL86 sekali dalam tiap 13,8 jam. Temuan ini mengonfirmasi apa yang telah diduga sebelumnya oleh trio astronom Joseph Pollock (Universitas Negara Appalachia Amerika Serikat), Petr Pravec (Observatorium Ondrejov, Ceko) dan Julian Oey (Observatorium Blue Mountains, Australia). Sebelumnya trio astronom itu memperlihatkan bahwa asteroid (357439) 2004 BL86 mungkin merupakan asteroid berbulan (memiliki satelit alamiah), atas dasar kurva cahaya yang dihasilkan dalam observasi mereka.

Gambar 4. Asteroid (357439) 2004 BL86 diabadikan dengan fasilitas teleskop radio Deep Space Network 70 meter milik NASA di Goldstone, California (Amerika Serikat). Sebanyak 20 citra asteroid dalam gelombang radar dibuat untuk kemudian disatukan menjadi sebuah film pendek yang menggambarkan sejumlah sifat asteroid. Dua diantaranya adalah sebagai asteroid sferis (hampir bulat) dan memiliki satelit alamiah (asteroid Berbulan). Sumber: NASA, 2015.

Gambar 4. Asteroid (357439) 2004 BL86 diabadikan dengan fasilitas teleskop radio Deep Space Network 70 meter milik NASA di Goldstone, California (Amerika Serikat). Sebanyak 20 citra asteroid dalam gelombang radar dibuat untuk kemudian disatukan menjadi sebuah film pendek yang menggambarkan sejumlah sifat asteroid. Dua diantaranya adalah sebagai asteroid sferis (hampir bulat) dan memiliki satelit alamiah (asteroid Berbulan). Sumber: NASA, 2015.

Asteroid berbulan bukanlah fenomena yang aneh. Umat manusia sudah mengetahuinya lebih dari dua dasawarsa, tepatnya semenjak 1993 TU silam. Yakni semenjak wahana antariksa tak-berawak Galileo mengabadikan asteroid 243 Ida di kawasan sabuk asteroid dalam perjalanannya menuju planet Jupiter. Asteroid seukuran 50 kilometer itu diketahui dikawal oleh sebuah Bulan asteroid berdimensi hanya 2 kilometer, yang kemudian dinamakan Dactyl (lengkapnya 243 I Dactyl). Khusus untuk kelompok asteroid-dekat Bumi, kita mengetahui bahwa 16 % diantaranya (khususnya yang berdiameter 200 meter atau lebih) memiliki sedikitnya satu Bulan asteroid.

Selain kalangan profesional, asteroid (357439) 2004 BL86 juga menjadi target bidikan kalangan astronom amatir. Sebab sepanjang malam 26 dan 27 Januari 2015 TU itu asteroid (357439) 2004 BL86 bakal berbinar sebagai benda langit yang bergerak pelan dengan magnitudo +9. Sehingga sebuah binokuler berkualitas bagus, atau teleskop kecil, dapat digunakan untuk mengamatinya. Meski memang kampanye observasinya tak semassif dan seintens observasi benda-benda langit lainnya yang lebih populer. Sayangnya langit Indonesia tidak begitu mendukung pada malam itu, mendung menyebar dimana-mana. Sehingga perangkat teleskop dan radas yang telah saya siapkan di belakang rumah pun tak bisa digunakan dengan leluasa. Sejauh ini dari kawasan Asia tenggara hanya ada satu laporan observasi yang berhasil dari Malaysia. Observasi tersebut diselenggarakan oleh Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi bersama Badan Angkasa Negara di Observatorium Nasional Langkawi.

Kawah Antartika

Gambar 5. Struktur melingkar unik berdimensi sekitar 2.000 meter yang terletak di lepas pantai Putri Ragnhild, bagian dari daratan Ratu Maud, Antartika bagian timur. Diabadikan dari samping (kiri) dan atas (kanan) dengan pesawat Polar 6 milik Alfred Wegener Institute. Sumber: AWI, 2014.

Gambar 5. Struktur melingkar unik berdimensi sekitar 2.000 meter yang terletak di lepas pantai Putri Ragnhild, bagian dari daratan Ratu Maud, Antartika bagian timur. Diabadikan dari samping (kiri) dan atas (kanan) dengan pesawat Polar 6 milik Alfred Wegener Institute. Sumber: AWI, 2014.

Bersamaan waktunya dengan momen mendekatnya asteroid (357439) 2004 BL86, kabar misterius menyeruak dari Antartika. Selagi menumpang pesawat khusus yang bersiap mendarat di benua es tersebut bersama rombongan tim pakar kutub dan kelautan Alfred Wegener Institute (Jerman), mata tajam geofisikawan C. Muller bersirobok dengan pemandangan tak biasa. Kala menatap keluar jendela, sebuah struktur aneh pun nampak. Di tengah keluasan padang es, Muller melihat sebuah struktur melingkar yang aneh berukuran besar, yakni berdiameter sekitar 2.000 meter. Struktur semacam ini sangat tak biasa untuk hadir di padang es. Struktur tersebut terletak di koordinat 69°48′ LS 32°16′ BT. Ia terletak di landas es Raja Baudoin di lepas pantai Putri Ragnhild, bagian dari daratan Ratu Maud, Antartika timur.

Pemandangan tersebut mengingatkan Muller akan yang muncul hampir dua tahun silam di kawasan Chelyabinsk, Siberia (Rusia). Pada Jumat pagi 15 Februari 2013 TU waktu setempat, kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya dikejutkan oleh kilatan cahaya benderang yang melebihi terangnya mentari. Disusul kemudian dengan suara dentuman keras, hempasan gelombang kejut, guncangan tanah dan terlihatnya pemandangan mirip kepulan asap pekat/awan yang lurus memanjang. Tak lama kemudian sebuah lubang aneh berukuran 6,5 meter ditemukan di permukaan Danau Cherbakul yang membeku menjadi es. Inilah peristiwa yang lantas dikenal sebagai Peristiwa Chelyabinsk 2013, dimana sebutir asteroid kecil (diameter 20 meter) dengan massa 13.000 ton hendak menumbuk Bumi. Atmosfer Bumi memang sanggup menahannya sehingga asteroid tersebut pecah berkeping-keping di ketinggian 27 kilometer dpl (dari paras laut rata-rata). Pemecahan ini mirip ledakan di udara (airburst), yang menghasilkan gelombang kejut kuat hingga terasakan ke paras Bumi menghasilkan kerusakan ringan hingga sedang di Chelyabinsk dan sekitarnya. Pemecahan melepaskan energi 500 kiloton TNT, 20 kali lipat bom nuklir Hiroshima, sekaligus menjadikan asteroid (yang telah berubah menjadi meteor besar) berkeping-keping menjadi puluhan ribu kepingan kecil. Namun masih ada satu kepingan besar yang tersisa, yang seberat sekitar 600 kilogram. Inilah pecahan yang kemudian jatuh terhempas di Danau Cherbakul dan menghasilkan lubang aneh di lapisan es.

Gambar 6. Kiri: struktur lingkaran (lubang) berdimensi 6 meter pada lapisan es setebal 70 cm di permukaan Danau Cherbakul, Cheylabinsk (Rusia). Sempat dianggap sebagai lubang buatan manusia, belakangan terungkap bahwa struktur lingkaran ini dibentuk oleh jatuhnya meteorit relatif besar ke Danau Cherbakul dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Kanan: meteorit seberat ~600 kilogram yang bertanggung jawab atas munculnya struktur lingkaran di lapisan es Danau Cherbakul, setelah diangkat ke permukaan. Sumber: Popova, 2013.

Gambar 6. Kiri: struktur lingkaran (lubang) berdimensi 6 meter pada lapisan es setebal 70 cm di permukaan Danau Cherbakul, Cheylabinsk (Rusia). Sempat dianggap sebagai lubang buatan manusia, belakangan terungkap bahwa struktur lingkaran ini dibentuk oleh jatuhnya meteorit relatif besar ke Danau Cherbakul dalam Peristiwa Chelyabinsk 2013. Kanan: meteorit seberat ~600 kilogram yang bertanggung jawab atas munculnya struktur lingkaran di lapisan es Danau Cherbakul, setelah diangkat ke permukaan. Sumber: Popova, 2013.

Mengacu Peristiwa Chelyabinsk 2013 itu, Muller pun menduga struktur melingkar aneh tersebut pun adalah ‘luka’ yang ditinggalkan tumbukan asteroid ke Bumi. Karena masih tercetak jelas di permukaan lembaran es, peristiwanya mungkin terjadi dalam kurun waktu yang belum begitu lama. Maka begitu mendarat di stasiun penyelidikan Putri Elizabeth pada 20 Desember 2014 TU, Muller segera mengerjakan analisisnya. Perhatiannya sontak terfokus pada apa yang terjadi pada 3 September 2004 TU. Pada tanggal tersebut benua es Antartika memang sedang terguncang. Radas mikrobarometer di 6 stasiun infrasonik yang menjadi bagian jejaring pengawasan larangan ujicoba nuklir segala matra CTBTO (Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization) dibawah payung PBB (Perserikatan Bangsa-Bangsa) merekam adanya penjalaran gelombang infrasonik khas pelepasan energi pemecah-belahan meteor besar di atas Antartika timur. Di saat yang sama sensor satelit mata-mata Amerika Serikat juga merekam kilatan cahaya khas pemecah-belahan meteor besar, juga di lokasi yang sama. Di daratan, sejumlah ilmuwan yang sedang berada di stasiun penelitian Davis (Australia) di Antartika timur juga melaporkan terlihatnya asap pekat nun tinggi di langit.

Analisis sebelumnya oleh para astronom yang berspesialisasi dalam kajian komet, asteroid dan meteor memperlihatkan bahwa peristiwa tersebut merupakan peristiwa masuknya asteroid mini dalam atmosfer sebagai Peristiwa Antartika 2004. Asteroid mini tersebut berubah menjadi meteor besar yang menyilaukan. Jika massa jenisnya 3,3 gram dalam tiap sentimeter kubiknya, garis tengah asteroid mini ini mungkin 9,5 meter. Sehingga massanya adalah 1.400 ton. Asteroid ini melejit ke dalam atmosfer Bumi pada kecepatan sekitar 45.000 km/jam. Energi kinetik yang diangkutnya mencapai 28 kiloton TNT atau 1,4 kali lipat lebih besar dari bom nuklir Hiroshima. Satelit mata-mata memperlihatkan ia mengalami pemecahan dan peristiwa mirip ledakan di udara hingga dua kali. Masing-masing pada ketinggian 32 kilometer dan 25 kilometer dpl. Berjam-jam kemudian satelit Aqua milik NASA dan pengukuran laser (LIDAR) dari daratan Antartika memperlihatkan adanya awan debu unik. Awan debu tersebut adalah kumpulan aerosol produk gerusan permukaan meteor dengan atmosfer. Pengukuran LIDAR memperlihatkan massa aerosol tersebut berkisar 1.100 ton. Sehingga sebagian besar materi meteor besar itu terlepas jauh tinggi di udara sebagai butir-butir aerosol debu. Sisanya mungkin jatuh ke Bumi sebagai keping-keping meteorit beragam ukuran

Gambar 7. Kiri: posisi stasiun-stasiun infrasonik CTBTO pada September 2004 TU. Stasiun yang mendeteksi terjadinya Peristiwa Antartika 2004 adalah stasiun yang ditandai dengan segitiga hitam. Secara keseluruhan terdapat 6 stasiun infrasonik yang mendeteksi peristiwa tersebut, yang terjauh di Italia (~13.000 kilometer dari lokasi). Kanan: hasil pengukuran LIDAR pada panjang gelombang 5.320 Angstrom dari stasiun penelitian Davis tepat setelah Peristiwa Antartika 2004. Terdeteksi aerosol dalam dua kelompok berbeda, dibatasi oleh ketinggian 30 kilometer dpl (garis putus-putus). Dua kelompok aerosol ini dibentuk oleh dua peristiwa pemecah-belahan yang berbeda. Sumber: Arrowsmith dkk, 2008 & Klekociuk dkk, 2005.

Gambar 7. Kiri: posisi stasiun-stasiun infrasonik CTBTO pada September 2004 TU. Stasiun yang mendeteksi terjadinya Peristiwa Antartika 2004 adalah stasiun yang ditandai dengan segitiga hitam. Secara keseluruhan terdapat 6 stasiun infrasonik yang mendeteksi peristiwa tersebut, yang terjauh di Italia (~13.000 kilometer dari lokasi). Kanan: hasil pengukuran LIDAR pada panjang gelombang 5.320 Angstrom dari stasiun penelitian Davis tepat setelah Peristiwa Antartika 2004. Terdeteksi aerosol dalam dua kelompok berbeda, dibatasi oleh ketinggian 30 kilometer dpl (garis putus-putus). Dua kelompok aerosol ini dibentuk oleh dua peristiwa pemecah-belahan yang berbeda. Sumber: Arrowsmith dkk, 2008 & Klekociuk dkk, 2005.

Jadi, struktur melingkar misterius itu diukir oleh Peristiwa Antartika 2004 ?

Tidak juga. Analisis lebih lanjut Muller dan para astronom secara terpisah memperlihatkan lokasi dimana meteorit-meteorit Peristiwa Antartika 2004 mendarat berjarak hampir 600 kilometer dari lokasi struktur melingkar itu. Dengan jarak sejauh itu, jelas tidak mungkin struktur melingkar tersebut dibentuk oleh Peristiwa Antartika 2004. Hal lain yang membuatnya kian meragukan adalah ukurannya. Struktur melingkar tersebut bergaris tengah sekitar 2.000 meter. Jauh lebih besar ketimbang lubang di permukaan es saat terjadi Peristiwa Chelyabinsk 2013. Maka ukuran meteorit yang membentuknya jelas harus lebih besar ketimbang meteorit Peristiwa Chelyabinsk 2013 yang jatuh ke Danau Cherbakul. Dengan meteorit lebih besar, maka energi tumbukannya pun bakal jauh lebih besar. Kawah tumbukan pun dapat terbentuk.

Gambar 8. Gambaran situasi dataran Ratu Maud dan sekitarnya di Antartika bagian timur. Nampak lintasan asteroid mini yang terlibat dalam Peristiwa Antartika 2004 sebagai gabungan garis putus-putus dan tak terputus. Garis tak terputus berpanah menandakan lintasan asteroid mini sebagai meteor besar saat teridentifikasi satelit mata-mata Amerika Serikat. Sementara garis putus-putus adalah lintasan saat sebagai meteoroid dan belum terdeteksi. Titik S adalah adalah titik saat meteor besar pertama kali terdeteksi satelit (ketinggian 75 km dpl). Sementara titik F1 dan F2 masing-masing adalah titik saat meteor besar mengalami pemecah-belahan pertama (ketinggian 32 km dpl) dan kedua (ketinggian 25 km dpl). Titik I adalah titik estrimasi jatuhnya keping-keping meteorit yang tersisa dari Peristiwa Antartika 2004. Antara titik I dan titik struktur melingkar yang ditemukan akhir 2014 TU lalu berselisih jarak hampir 600 kilometer. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan data dari Klekociuk dkk, 2005 & Muller, 2014.

Gambar 8. Gambaran situasi dataran Ratu Maud dan sekitarnya di Antartika bagian timur. Nampak lintasan asteroid mini yang terlibat dalam Peristiwa Antartika 2004 sebagai gabungan garis putus-putus dan tak terputus. Garis tak terputus berpanah menandakan lintasan asteroid mini sebagai meteor besar saat teridentifikasi satelit mata-mata Amerika Serikat. Sementara garis putus-putus adalah lintasan saat sebagai meteoroid dan belum terdeteksi. Titik S adalah adalah titik saat meteor besar pertama kali terdeteksi satelit (ketinggian 75 km dpl). Sementara titik F1 dan F2 masing-masing adalah titik saat meteor besar mengalami pemecah-belahan pertama (ketinggian 32 km dpl) dan kedua (ketinggian 25 km dpl). Titik I adalah titik estrimasi jatuhnya keping-keping meteorit yang tersisa dari Peristiwa Antartika 2004. Antara titik I dan titik struktur melingkar yang ditemukan akhir 2014 TU lalu berselisih jarak hampir 600 kilometer. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan data dari Klekociuk dkk, 2005 & Muller, 2014.

Perhitungan sederhana memperlihatkan agar bisa membentuk struktur melingkar seukuran 2.000 meter, meteorit pembentuknya harus berdiameter minimal 90 meter bila sifat-sifatnya sama dengan asteroid mini pada Peristiwa Antartika 2004. Energi yang dilepaskannya pun harusnya cukup besar, yakni 6.180 kiloton TNT atau 221 kali lipat lebih besar. Berbagai gejala yang diakibatkannya (seperti penurunan suhu dan pencahayaan Matahari) pun seharusnya dirasakan dalam lingkup regional hingga global. Mengingat kawah tumbukan bergaris tengah 2.000 meter itu bakal menghamburkan tak kurang dari 700 juta meter kubik material produk tumbukan. Volume material tersebut lima kali lipat lebih banyak ketimbang yang disemburkan Gunung Kelud dalam Letusan Kelud 2014.

Jadi, apa penyebab terbentuknya struktur melingkar unik di Antartika bagian timur itu? Sampai saat ini masih belum jelas.

Referensi:

NASA. 2015. Asteroid That Flew Past Earth Today Has Moon. NASA Jet Propulsion Laboratory, 26 Januari 2015.

Daily Mail. 2015. Mystery of the Mile-wide Ring in Antarctica: Enormous Scar may be Crater from House-sized Meteorite that hit Earth in 2004. Laman MailOnline, reportase Richard Gray, 12 Januari 2015.

Arrowsmith dkk. 2008. Global Detection of Infrasonic Signals from Three Large Bolides. Earth Moon Planet (2008) 102:357–363.

Klekociuk dkk. 2005. Meteoritic Dust from the Atmospheric Disintegration of a Large Meteoroid. Nature 436 (25 Agustus 2005), 1132-1135.

Popova dkk. 2013. Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery and Characterization. Science 432 (2013).