Asteroid-Asteroid yang Berjatuhan dari Langit

Sekilat cahaya terang mendadak mengerjap cepat dari arah barat daya di langit malam negara bagian Alabama, Amerika Serikat, pada Sabtu 2 Agustus 2014 pukul 22:19 waktu musim panas setempat (Minggu 3 Agustus 2014 pukul 10:19 WIB). Detik demi detik kemudian, kilatan itu kian bertambah terang hingga bahkan berkali-kali lipat lebih benderang ketimbang Bulan purnama saat tiba di akhir perjalanannya. Namun semuanya hanya berlangsung sesaat. Sejurus kemudian langit pun menggelap lagi seiring dengan terdengarnya suara bergemuruh laksana petir di kejauhan.

Kehebohan sontak merebak. Polisi lokal dan layanan darurat 911 kebanjiran telepon dari warga yang menyaksikan langsung peristiwa tersebut. Pun demikian dengan Perhimpunan Meteor Amerika Serikat atau American Meteor Society (AMS). Sedikitnya 65 orang saksi mata dari Alabama dan berbagai negara bagian disekitarnya seperti Georgia, Tennessee, Kentucky dan Florida mengirimkan laporan tertulis secara online. Kesaksian tersebut amat mencukupi guna merekonstruksi apa yang sebenarnya terjadi malam itu di langit Alabama.

Asteroid

Gambar 1. Kilatan cahaya Alabama saat mencapai puncak kecemerlangannya, diabadikan oleh salah satu dari tiga kamera langit pelacak meteor milik NASA yang dipasang di Huntsville, Alabama (Amerika Serikat). Analisis memperlihatkan kilatan cahaya ini merupakan boloid yang semula adalah pecahan asteroid. Pecahan itu memiliki diameter sekitar 38 cm. Sumber: Cooke, 2014 dengan citra dari NASA, 2014.

Gambar 1. Kilatan cahaya Alabama saat mencapai puncak kecemerlangannya, diabadikan oleh salah satu dari tiga kamera langit pelacak meteor milik NASA yang dipasang di Huntsville, Alabama (Amerika Serikat). Analisis memperlihatkan kilatan cahaya ini merupakan boloid yang semula adalah pecahan asteroid. Pecahan itu memiliki diameter sekitar 38 cm. Sumber: Cooke, 2014 dengan citra dari NASA, 2014.

Tak ada keraguan kalau kilatan cahaya seterang Bulan purnama itu adalah meteor, tepatnya meteor-terang (fireball) atau bahkan mungkin boloid (bolide). Meteor terang adalah terminologi yang dilekatkan bagi meteor dengan magnitudo semu minimal -4, atau minimal setara dengan benderangnya planet Venus di kala fajar/senja. Sedangkan boloid adalah istilah bagi meteor-terang yang minimal 40 kali lebih benderang ketimbang Venus yang disertai terdengarnya suara gemuruh sebagai tanda melintasnya gelombang kejut (shockwave) produk pelepasan energi besar dalam tempo sangat singkat saat meteor-terang itu mengalami fenomena ledakan di ketinggian atmosfer (airburst) dan kemudian diikuti dengan guyuran meteorit ke permukaan tanah.

Namun pertanyaan yang menyeruak adalah, apakah kilatan cahaya Alabama ini sekedar meteor-terang ataukah boloid? Dan apakah ia terkait dengan hujan meteor Perseids yang memang sedang aktif pada saat ini? Hujan meteor Perseids memang dikenal sebagai salah satu hujan meteor yang paling produktif menghasilkan meteor-terang. Semenjak dimulai pada 26 Juli 2014 lalu, hingga sebelas hari kemudian telah terekam 90 meteor-terang yang dihasilkan hujan meteor ini, hanya di daratan Amerika Serikat saja.

Gambar 2. Rekonstruksi lintasan tiga-dimensi boloid Alabama oleh American Meteor Society berdasarkan laporan para saksi mata. Garis putih tebal putus-putus menandakan saat meteoroid belum berpijar. Garis putih tebal tak terputus adalah saat meteoroid berpijar cemerlang sebagai boloid. Sementara garis merah tak terputus menandakan lintasan sisa-sisa boloid (yang masih bertahan) kala menjalani tahap dark-flight. Sumber: AMS, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Gambar 2. Rekonstruksi lintasan tiga-dimensi boloid Alabama oleh American Meteor Society berdasarkan laporan para saksi mata. Garis putih tebal putus-putus menandakan saat meteoroid belum berpijar. Garis putih tebal tak terputus adalah saat meteoroid berpijar cemerlang sebagai boloid. Sementara garis merah tak terputus menandakan lintasan sisa-sisa boloid (yang masih bertahan) kala menjalani tahap dark-flight. Sumber: AMS, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Untungnya, badan antariksa Amerika Serikat (NASA) melalui NASA Meteoroid Environment Office telah memasang sejumlah kamera langit dengan medan pandang amat lebar (all sky camera) yang dipadukan dengan perangkat lunak khusus untuk menjejak dan melacak setiap meteor yang terekam. Kilatan cahaya Alabama terekam oleh tiga kamera tersebut secara simultan. Maka hakikatnya dapat dikuak dengan cepat. Sehingga astrofisikawan Bill Cooke di NASA Meteoroid Environment Office pun menyatakan kilatan cahaya tersebut berasal dari meteoroid yang berkemungkinan berbentuk bongkahan batu sangat berpori dengan massa sekitar 45 kg. Jika strukturnya demikian berpori sehingga memiliki masa jenis cukup rendah, diasumsikan hanya 1,6 gram per sentimeter kubiknya, maka meteoroid ini memiliki diameter sekitar 38 cm.

Meteoroid ini merupakan pecahan asteroid dan semula beredar mengelilingi Matahari dengan orbit lonjong yang melambung di antara orbit Venus hingga Mars. Terhadap bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari (ekliptika), bidang orbit meteoroid ini membentuk sudut hingga 30 derajat. Namun ia berpotongan dengan orbit Bumi di satu titik nodal. Dan pada 3 Agustus 2014 lalu, baik Bumi maupun si meteoroid sama-sama menempati titik nodal tersebut, sehingga meteoroid pun memasuki atmosfer Bumi tanpa bisa dihindarkan lagi. Meteoroid pun melejit masuk ke dalam atmosfer Bumi pada kecepatan tinggi, yakni 26,02 km/detik (93.662 km/jam) relatif terhadap Bumi dengan lintasan membentuk sudut 24 derajat terhadap permukaan Bumi. Dengan kecepatan setinggi itu maka ia mengangkut energi kinetik yang cukup besar untuk ukuran manusia, yakni 15,6 GigaJoule atau setara 3,7 ton TNT. Dengan demikian energi yang dibawa meteoroid ini hampir sama dengan seluruh bom konvensional yang bisa diangkut oleh dua jet tempur F-16.

Gambar 3. Orbit meteoroid yang menjadi boloid Alabama digambar menggunakan Starry Night Backyard versi 3.0. dengan elemen orbit merujuk hasil analisis Bill Cooke dari NASA. Orbit meteoroid dan ketiga planet tetangga terdekat Bumi ditinjau dari atas kutub utara Matahari. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Orbit meteoroid yang menjadi boloid Alabama digambar menggunakan Starry Night Backyard versi 3.0. dengan elemen orbit merujuk hasil analisis Bill Cooke dari NASA. Orbit meteoroid dan ketiga planet tetangga terdekat Bumi ditinjau dari atas kutub utara Matahari. Sumber: Sudibyo, 2014.

Bill Cooke memperlihatkan meteoroid ini mulai berpijar pada ketinggian 98 km dari paras (permukaan) Bumi sehingga berubah menjadi meteor dan kemudian terus berkembang menjadi meteor-terang. Simulasi sederhana memperlihatkan meteor-terang ini mulai terfragmentasi (terpecah-belah) pada ketinggian sekitar 78 km dari paras Bumi. Saat ia terus berusaha menembus atmosfer Bumi kita, gaya hambat yang dideritanya kian membesar. Sehingga pada suatu waktu di ketinggian tertentu, keping-keping meteor-terang ini akan sangat terlambatkan yang membuat mayoritas energi kinetiknya terlepas. Inilah fenomena airburst. Bill Cooke menunjukkan fenomena ini terjadi pada ketinggian 48 km. Pada saat itu kepingan-kepingan meteor masih melaju secepat 4,89 km/detik (17.600 km/jam). Ia lantas menghilang dari pandangan, memasuki apa yang disebut status dark-flight. Status dark-flight adalah kondisi dimana bagian yang tersisa dari sebuah meteor-terang/boloid yang telah terpecah-belah dan selanjutnya mengalami airburst terus melanjutkan perjalanannya ke Bumi, namun dalam kondisi tak lagi memancarkan cahaya.

CTBTO

Dengan magnitudo semu puncak melebihi benderangnya Bulan purnama sebagai konsekuensi massanya yang relatif besar, maka ada kemungkinan kilatan cahaya Alabama ini memproduksi meteorit. Sehingga kilatan cahaya tersebut jelas merupakan boloid. Pada umumnya, untuk boloid dengan massa yang kecil seperti boloid Alabama ini, bagian yang tersisa menjadi meteorit hanyalah 1 % dari massa awal. Maka dapat dikatakan boloid Alabama ini memproduksi sekitar 4,5 kg meteorit. Perhitungan mengindikasikan meteorit ini terserak dalam area berbentuk lonjong seluas 14,7 kilometer persegi, yakni pada ellips dengan sumbu panjang 3,3 km dan sumbu pendek 1,4 km.

Boloid Alabama sejatinya bukanlah peristiwa yang luar biasa ataupun jarang bila dipandang dari perspektif astronomi. Statistik memperlihatkan kejadian sejenis berulang setiap 2,3 hari sekali di Bumi. Hanya karena sebagian besar permukaan Bumi adalah lautan luas sementara sebagian besar daratan pun tak berpenghuni (baik sebagai gurun pasir, pegunungan maupun hutan lebat), maka ia seolah-olah menjadi jarang kita saksikan. Namun jika ditinjau dari perspektif dimensi meteoroid versus kekerapannya datang ke Bumi, memang terdapat situasi bahwa semakin besar ukuran meteoroidnya maka semakin jarang ia menghampiri Bumi. Statistik yang diterima para astrofisikawan sejagat pra-2014 memperlihatkan, meteoroid berdiameter 100 meter akan jatuh ke Bumi rata-rata setiap 2.900 tahun sekali. Sementara meteoroid bergaris tengah 1.000 meter jauh lebih jarang, karena rata-rata baru akan menjatuhi Bumi setiap 639.000 tahun sekali.

Gambar 4. Peta distribusi lokasi dan energi yang dilepaskan 25 dari 26 peristiwa airburst dalam kurun 2000 hingga 2013 berdasarkan rekaman pulsa infrasonik dari stasiun pemantau CTBTO. Dua peristiwa dengan pelepasan energi terbesar masing-masing adalah peristiwa Chelyabinsk (nomor 23) dan peristiwa Bone (nomor 19). Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan data B612 Foundation.

Gambar 4. Peta distribusi lokasi dan energi yang dilepaskan 25 dari 26 peristiwa airburst dalam kurun 2000 hingga 2013 berdasarkan rekaman pulsa infrasonik dari stasiun pemantau CTBTO. Dua peristiwa dengan pelepasan energi terbesar masing-masing adalah peristiwa Chelyabinsk (nomor 23) dan peristiwa Bone (nomor 19). Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan data B612 Foundation.

Namun bagaimana sesungguhnya kekerapan jatuhnya meteoroid ke Bumi, khususnya yang berasal dari pecahan asteroid maupun sang asteroidnya itu sendiri, belumlah benar-benar bisa dipahami dengan baik. Setidaknya hingga 2014 ini. Padahal bagaimana dampaknya ke Bumi telah bisa kita perkirakan, berdasarkan jejak-jejak kawah tumbukan yang terdapat di Bumi maupun di planet bebatuan (terestrial) lainnya. Sebutir asteroid bertipe karbon kondritik yang melesat ke Bumi pada kecepatan 20 km/detik mampu melubangi permukaan Bumi yang dihantamnya menjadi kawah berdiameter 12 km sembari melepaskan energi sebesar 63.800 megaton TNT. Sebagai pembanding, letusan bom nuklir Hiroshima pada 69 tahun silam (yang menewaskan hampir 140.000 jiwa penduduk kota itu) hanyalah berkekuatan 20 kiloton TNT. Sehingga kedahsyatan hantaman asteroid tersebut setara tiga juta butir bom nuklir Hiroshima. Padahal informasi akan kekerapan jatuhnya meteoroid/asteroid ke Bumi sangat penting bagi manusia, khususnya untuk menyusun strategi mitigasi dalam menghadapi ancaman dahsyat tersebut.

Cukup menarik bahwa saat astronomi masakini masih meraba dalam gelap dalam mengeksplorasi hal tersebut, ada pencerahan yang datang dari disiplin ilmu yang sama sekali berbeda, yakni fisika nuklir. Sebagai bagian dari penegakan larangan ujicoba nuklir di segala matra secara global dalam kerangka Comprehensive nuclear Test-ban Treaty Organization (CTBTO) di bawah payung Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), maka didirikan sejumlah stasiun pengawas. Hingga kini telah berdiri 337 stasiun pengawas dalam jaringan International Monitoring Systems (IMS). Stasiun-stasiun ini terdiri dari stasiun seismik (untuk mengidentifikasi ujicoba nuklir bawah tanah), hidroakustik (mendeteksi ujicoba nuklir di dalam lautan), infrasonik (pendeteksi ujicoba nuklir di atmosfer baik pada ketinggian rendah maupun tinggi) dan radionuklida (mengendus partikel-partikel radioaktif khas ujicoba nuklir).

Meski memiliki fungsi utama sebagai pemantau ujicoba nuklir, namun stasiun IMS ini juga memiliki kegunaan lain khususnya dalam hal stasiun infrasoniknya. Gelombang infrasonik berbentuk pulsa memang selalu dihasilkan oleh ledakan nuklir di udara. Namun pulsa infrasonik yang mirip juga dapat dihasilkan oleh peristiwa lain, seperti letusan gunung berapi berkekuatan besar, tsunami berskala besar, ledakan bahan peledak/bahan bakar berkekuatan besar, aktivitas pesawat terbang dan juga airburst.

Sepanjang kurun 2000 hingga 2013 lembaga B612 Foundation, yakni yayasan nirlaba yang berspesialisasi dalam mitigasi bencana hantaman asteroid dan komet dari langit, menuturkan bahwa stasiun pengamat CTBTO mendeteksi terjadinya 26 peristiwa jatuhnya asteroid ke Bumi dengan pelepasan energi minimal 1 kiloton TNT. Pada energi tersebut, asteroid yang jatuh memiliki diameter 2,5 meter sehingga tergolong asteroid kecil (pada kecepatan awal 20 km/detik dan dari ketinggian 45 derajat). Seluruh asteoid kecil itu mengemuka sebagai peristiwa airburst di dalam atmosfer Bumi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa dalam setiap tahunnya, dua buah asteroid kecil dengan diameter minimal 2,5 meter memasuki atmosfer Bumi kita dan melepaskan energi minimal 1 kiloton TNT.

Gambar 5. Bongkahan terbesar meteorit Chelyabinsk, yakni meteorit yang ditinggalkan oleh peristiwa Chelyabinsk 15 Februari 2013, setelah diangkat dari dasar danau Cherbakul. Bongkahan bermassa hampir 600 kg ini merupakan bagian dari 4 hingga 6 ton meteorit yang diproduksi peristiwa tersebut, angka yang setara dengan hanya 0,03 hingga 0,05 % massa awal asteroid. Sumber: Popova, 2013.

Gambar 5. Bongkahan terbesar meteorit Chelyabinsk, yakni meteorit yang ditinggalkan oleh peristiwa Chelyabinsk 15 Februari 2013, setelah diangkat dari dasar danau Cherbakul. Bongkahan bermassa hampir 600 kg ini merupakan bagian dari 4 hingga 6 ton meteorit yang diproduksi peristiwa tersebut, angka yang setara dengan hanya 0,03 hingga 0,05 % massa awal asteroid. Sumber: Popova, 2013.

Dari 26 peristiwa tersebut, hanya 6 yang terjadi di atas daratan berpenduduk sehingga hanya enam itu saja yang dapat disaksikan manusia. Dan dari keenamnya, dua merupakan peristiwa airburst dengan pelepasan energi terbesar sepanjang sejarah CTBTO. Pelepasan energi terbesar pertama terjadi pada peristiwa Siberia atau peristiwa Chelyabinsk, yakni pada 15 Februari 2013 di atas wilayah Chelyabinsk (Rusia). Ia melepaskan energi 600 kiloton TNT dan menyebabkan aneka kerusakan ringan hingga berat pada kota-kota yang ada di bawahnya hingga melukai ribuan orang dengan angka kerugian hingga puluhan milyar rupiah. Sementara pelepasan energi terbesar kedua adalah peristiwa Bone pada 8 Oktober 2009 yang terjadi di atas wilayah Bone, Sulawesi Selatan (Indonesia) dengan pelepasan energi hingga 60 kiloton TNT. Tak ada kerusakan yang terjadi, namun seorang meninggal sebagai korban tak langsung akibat serangan jantung setelah terkejut mendengar ledakan tersebut.

Data CTBTO ini membikin gempar dunia astronomi. Betapa tidak, kekerapan jatuhnya asteroid kecil ternyata jauh lebih tinggi dibanding yang selama ini diduga. Sehingga secara umum asteroid ternyata lebih sering jatuh ke Bumi dibanding dengan apa yang telah kita pahami pada pra-2014. Di satu sisi kenyataan ini tentu menggelisahkan, mengingat betapa rentannya Bumi kita dalam berhadapan dengan ancaman dari langit. Namun di sisi yang lain, ini sekaligus memercikkan tantangan: sanggupkah umat manusia dengan keunggulan akal-budinya dibanding makhluk hidup lainnya mengatasi ancaman seperti ini? Terlebih dengan kian bertambahnya jumlah umat manusia, maka tingkat kerentanannya terhadap hantaman asteroid pun meningkat. Sehingga asteroid yang lebih kecil sekalipun kini mampu memberikan dampak signifikan, hal yang tak terbayangkan dalam kurun berabad-abad silam.

Referensi :

American Meteor Society. 2014. Alabama Fireball.

Schermier. 2013. Risk of Massive Asteroid Strike Underestimated, Meteor in Chelyabinsk Impact was Twice as Heavy as Initially Thought. Nature News, 6 November 2013.

B612 Foundation. 2013. List of Impacts from Impact Video.

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

Kawah Meteor Baru (Lagi) di Bulan

Sebuah kawah meteor kembali terbentuk di permukaan Bulan. Dibanding kawah meteor sebelumnya yang lahir pada 17 Maret 2013, kawah terbaru ini dua kali lebih besar. Diameternya berkisar antara 46 hingga 56 meter, atau setara dengan separuh lapangan sepakbola. Energi yang dilepaskannya kala terbentuk mencapai 15.600 kilogram TNT (trinitrotoluena), atau lebih dahsyat ketimbang bom konvensional terkuat yang ada dalam gudang arsenal militer AS pada saat ini.

Gambar 1. Saat kilatan cahaya produk tumbukan meteoroid di permukaan Bulan pada 11 September 2013 pukul 20:07:28,7 UTC terekam melalui sepasang teleskop reflektor masing-masing dengan cermin berdiameter 36 cm (kiri) dan 28 cm (kanan). Sumber: Madiedo dkk, 2014.

Gambar 1. Saat kilatan cahaya produk tumbukan meteoroid di permukaan Bulan pada 11 September 2013 pukul 20:07:28,7 UTC terekam melalui sepasang teleskop reflektor masing-masing dengan cermin berdiameter 36 cm (kiri) dan 28 cm (kanan). Sumber: Madiedo dkk, 2014.

Sepasang teleskop pemantul (reflektor) di Observatorium Sevilla, Spanyol bagian selatan, sedang menjalankan tugas rutinnya memonitor Bulan sebagai bagian dari proyek MIDAS saat sebuah kilatan cahaya terang mengerjap dalam pandangannya. Semenjak 2009 Spanyol mulai mengarahkan pandangannya ke Bulan lebih serius di bawah tajuk MIDAS (Moon Impact Detection and Analysis System) sebagai analog dari program sejenis di daratan AS yang diselenggarakan oleh NASA Meteoroid Environment Office. Mengikuti namanya, MIDAS bertujuan untuk memantau dan mendeteksi kekerapan peristiwa tumbukan benda langit di Bulan. Hal tersebut diimbangi pengembangan sistem robotik untuk mendeteksinya yang melibatkan beberapa teleskop yang dilengkapi kamera beresolusi tinggi dan saling terhubung satu sama lain.

Selain untuk kepentingan ilmiah khususnya guna lebih memahami persebaran tumbukan benda langit di segenap penjuru permukaan Bulan dan mendeduksi asal-usulnya apakah dari remah-remah komet ataupun pecahan asteroid, program MIDAS juga memiliki kepentingan praktis, yakni sebagai dasar untuk mengurangi potensi hantaman benda langit pada setiap kegiatan eksplorasi manusia di permukaan Bulan hingga sekecil mungkin. Dengan tiadanya selimut udara signifikan yang melindungi permukaan Bulan, maka hantaman benda langit berukuran kecil sekalipun akan sangat merusak karena tak ada yang mampu menghambat kecepatannya.

Asal

Sepasang teleskop MIDAS di Sevilla mendeteksi kilatan cahaya pada wajah Bulan yang gelap di 11 September 2013 pukul 20:07:28,7 UTC (atau pada 12 September 2013 pukul 03:07:28,7 WIB). Saat itu Bulan baru berumur 6 hari pasca konjungsi dengan fase 40 %, sehingga masih berbentuk sabit dengan lebih dari separuh wajah cakram Bulan yang terlihat dari Bumi tak tersinari cahaya Matahari. Kilatan cahaya tersebut cukup terang (magnitudo +2,9) sehingga secara teoritis dapat dilihat manusia dengan mudah kala ia sedang mengarahkan pandangan ke Bulan meski tanpa dibantu teleskop sekalipun. Kilatan cahaya tersebut juga memiliki durasi cukup lama yakni hingga 8,3 detik. Dengan kedua teleskop yang terpisah merekamnya pada saat yang sama, dapat dipastikan bahwa kilatan cahaya tersebut memang mengerjap dari Bulan dan bukan karena fenomena di dalam atmosfer Bumi. Dan karena tidak ada bayangan yang timbul di permukaan Bulan bersamaan dengan kilatan cahaya ini, maka dapat dipastikan bahwa kilatan tersebut terjadi di permukaan Bulan.

Gambar 2. Bagaimana kilatan cahaya produk peristiwa 11 September 2013 di Bulan berkembang dari waktu ke waktu dalam dua detik pertama. Sumber: Madiedo dkk, 2014.

Gambar 2. Bagaimana kilatan cahaya produk peristiwa 11 September 2013 di Bulan berkembang dari waktu ke waktu dalam dua detik pertama. Sumber: Madiedo dkk, 2014.

Kilatan di permukaan Bulan selalu dihasilkan oleh tumbukan benda langit (meteoroid) ke permukaan satelit alamiah Bumi tersebut. Tumbukan meteoroid ke Bulan sudah berkali-kali teramati terutama dalam momen hujan meteor periodik (shower) seperti misalnya hujan meteor Leonid tahun 1999. Tapi tumbukan tersebut umumnya memproduksi kilatan cahaya redup (magnitudo +5) dengan durasi jauh lebih singkat (maksimum 0,2 detik). Sehingga apa yang terekam dari Sevilla ini merupakan peristiwa tumbukan meteoroid yang tak biasa. Kilatan tersebut muncul dari kawasan Mare Nubium bagian barat laut, tepatnya dari koordinat 17,2 LSB (lintang selatan Bulan) dan 20,5 BBB (bujur barat Bulan), yang secara geografis berada di sebelah timur kawah Lubiniezky H (diameter 4 km). Analisis lebih lanjut memperlihatkan kilatan tersebut terbentuk akibat tumbukan meteoroid yang melepaskan energi hingga 65 GigaJoule. Dari energi tersebut hanya 0,2 % saja yang berubah menjadi energi cahaya dalam segenap rentang panjang gelombang. Energi 65 GigaJoule setara dengan 15.600 kilogram TNT, sehingga tumbukan meteoroid ini lebih dahsyat ketimbang ledakan bom konvensional terkuat dalam militer AS hingga saat ini, yakni GBU 43/B MOAB (Massive Ordnance Air Blast) yang kekuatannya ‘hanya’ 11.000 kilogram TNT.

Gambar 3. Awan jamur (mushroom cloud) produk ujicoba peledakan bom GBU 43/B Massive Ordnance Air Blast, dilihat dari kejauhan. Bom ini berkekuatan 11.00 kilogram TNT. Bandingkan dengan peristiwa 11 September 2013 di Bulan yang melepaskan energi hingga 15.600 kilogram TNT. Sumber: US DoD, 2003.

Gambar 3. Awan jamur (mushroom cloud) produk ujicoba peledakan bom GBU 43/B Massive Ordnance Air Blast, dilihat dari kejauhan. Bom ini berkekuatan 11.00 kilogram TNT. Bandingkan dengan peristiwa 11 September 2013 di Bulan yang melepaskan energi hingga 15.600 kilogram TNT. Sumber: US DoD, 2003.

Sejauh ini hasil pemantauan program MIDAS itu belum mampu menentukan asal-usul meteoroid yang bertanggung jawab atas peristiwa 11 September 2013 di Bulan. Hanya bisa diduga bahwa meteoroid tersebut mungkin bagian dari hujan meteor yakni hujan meteor September Perseid, namun juga bisa berasal dari sumber sporadis. Bila merupakan bagian dari meteoroid September Perseid, maka meteoroidnya memiliki masa 46 kilogram, diameter 36 cm dan melesat pada kecepatan 53,2 km/detik (191.500 km/jam) dengan sudut jatuh 39 derajat saat menyentuh permukaan Bulan. Sebaliknya jika merupakan bagian dari meteoroid sporadis yang tak tergolong hujan meteor periodik tertentu, maka massanya 450 kilogram, diameter berkisar antara 61 hingga 142 cm dan melejit pada kecepatan 17 km/detik (61.200 km/jam) dengan sudut jatuh saat menyentuh permukaan Bulan adalah sebesar 45 derajat.

Perbedaan asal-usul akan berimbas pada perbedaan dimensi kawah yang terbentuk. Jika berasal dari meteoroid September Perseid, maka kawah yang terbentuk akan berdiameter 46 meter. Sedangkan bila berasal dari meteoroid sporadis, dimensi kawahnya akan bervariasi di antara 47 meter hingga 56 meter. Untuk memastikan asal-usulnya maka dibutuhkan observasi langsung terhadap kawah ini. Beruntung saat ini di orbit Bulan terdapat wahana LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) milik NASA (AS) yang sanggup mencitra permukaan Bulan dengan resolusi sangat tinggi. LRO pula yang mengungkap detail kejadian serupa dalam setengah tahun sebelumnya (yakni peristiwa 17 Maret 2013) walaupun dimensi kawahnya lebih kecil. Kita masih menunggu kapan wahana LRO melintas di atas Mare Nubium khususnya di atas titik tumbukan yang diperkirakan.

Gambar 4. Citra satelit kawasan Mare Nubium dengan garis-garis lintang Bulan dan bujur Bulan serta nama-nama kawahnya. Loksi peristiwa 11 September 2013 ditunjukkan dengan tanda panah. Sumber peta: USGS, 2014.

Gambar 4. Citra satelit kawasan Mare Nubium dengan garis-garis lintang Bulan dan bujur Bulan serta nama-nama kawahnya. Loksi peristiwa 11 September 2013 ditunjukkan dengan tanda panah. Sumber peta: USGS, 2014.

Bumi

Bagaimana jika meteoroid serupa masuk ke dalam atmosfer Bumi ?

Berbeda dengan Bulan, saat meteoroid tersebut memasuki atmosfer Bumi, selimut udara tebal yang menyelubungi planet biru kita bekerja demikian rupa sehingga meteoroid tak sempat jatuh ke permukaan tanah sebagai meteorit. Perbedaan tempat memang membuat meteoroid tersebut bakal memasuki atmosfer Bumi dengan kecepatan lebih besar. Jika berupa meteoroid September Perseid, maka kecepatannya mencapai 66,5 km/detik (239.200 km/jam). Namun meteoroid ini hanya akan berubah menjadi meteor-terang (fireball) yang berpijar hingga mencapai magnitudo -9 atau hanya 3,4 % kecerlangan Bulan purnama. Meteor-terang ini akan habis menguap di ketinggian 80 km dpl (dari permukaan laut) setelah mulai terpecah-belah dan mencapai puncak kecerlangannya di ketinggian 90 km dpl. Energi kinetik yang dilepaskannya mencapai 100 GigaJoule atau setara 24.300 kilogram TNT. Sebaliknya jika berasal dari meteroroid sporadis, maka kecepatannya 22,9 km/detik (82.400 km/jam) dengan energi kinetik 120 GigaJoule atau setara 28.300 kilogram TNT. Bila berasal dari remah-remah komet (massa jenis 0,3 gram per centimeter kubik) maka meteor-terang yang dihasilkannya akan mulai terpecah-belah sekaligus mencapai puncak kecerlangan pada ketinggian 102 km dpl dengan magnitudo -7,7 atau 19 kali lebih terang dibanding Venus. Meteor-terang kemudian habis menguap di ketinggian 80 km dpl. Sedangkan jika berasal dari pecahan asteroid (massa jenis 3,7 gram per centimeter kubik) maka meteor-terangnya bakal menembus atmosfer lebih jauh dan akan mulai terpecah-belah sekaligus mencapai puncak kecerlangan pada ketinggian 60 km dpl dengan magnitudo -7,6 atau 16 kali lebih terang dibanding Venus. Meteor-terang kemudian habis menguap di ketinggian 55 km dpl.

Gambar 5. Citra satelit lokasi peristiwa 11 September 2013 di Bulan yang ditandai sebagai titik kuning. Bingkai merah menunjukkan implementasi nilai galat posisi lokasi peristiwa tersebut, yang sebesar 0,2 derajat baik dalam garis lintang Bulan maupun bujur Bulan. Panjang sisi bingkai merah setara dengan 12 km. Sementara garis-garis tegak hitam merupakan garis bujur Bulan, yakni garis 21 BBB (kiri) dan 20 BBB (kanan). Sumber peta: WMS Image Map, 2014.

Gambar 5. Citra satelit lokasi peristiwa 11 September 2013 di Bulan yang ditandai sebagai titik kuning. Bingkai merah menunjukkan implementasi nilai galat posisi lokasi peristiwa tersebut, yang sebesar 0,2 derajat baik dalam garis lintang Bulan maupun bujur Bulan. Panjang sisi bingkai merah setara dengan 12 km. Sementara garis-garis tegak hitam merupakan garis bujur Bulan, yakni garis 21 BBB (kiri) dan 20 BBB (kanan). Sumber peta: WMS Image Map, 2014.

Sehingga baik berasal dari remah-remah komet maupun pecahan asteroid, meteoroid seperti yang terlibat dalam peristiwa 11 September 2013 di Bulan takkan berhasil mencapai permukaan Bumi karena sudah keburu menguap habis dalam atmosfer. Pada titik ini kita memang harus bersyukur. Dengan selimut udara demikian tebal menyelubungi Bumi kita sebagai atmosfer, sebongkah batuan yang saat jatuh di Bulan mampu melubangi permukaannya dan menciptakan kawah yang tergolong besar bagi ukuran kita, yakni setara separuh lapangan sepakbola, ternyata di Bumi tak berkutik sama sekali dan hanya bisa menjadi meteor-terang yang lantas lenyap karena habis menguap di ketinggian antara 55 hingga 80 km dpl.

Referensi :

Madiedo dkk. 2014. A Large Lunar Impact Blast on 2013 September 11. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2014), 23 Feb 2014.

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 Meledak di Atas Samudera Atlantik di Awal 2014

Astronom Richard Kowalski sedang menghabiskan menit-menit awal tahun baru 2014 di tengah kedinginan Observatorium Gunung Lemmon, dekat kota Tucson, Arizona (AS). Malam itu sebagian besar manusia sedang berpesta-pora merayakan pergantian tahun , termasuk di AS. Kowalski pun tergoda untuk turut serta. Namun langit malam yang mendukung disertai absennya Bulan yang sedang menua menanti saat-saat konjungsi Bulan-Matahari menjadikannya ideal untuk berburu benda langit asing, khususnya asteroid/komet yang melintas di dekat Bumi. Dan Kowalski enggan menyia-nyiakan kesempatan baik ini. Selain karena hobi, di pundaknyalah salah satu misi penyigian langit semi-otomatik teraktif dengan pencapaian mengesankan yang bernama program Catalina Sky Survey berada. Dan Observatorium Gunung Lemmon adalah salah satu tulang punggung Catalina Sky Survey.

Gambar 1. Sepasang citra (foto) asteroid 2014 AA (dalam lingkaran ungu) saat ditemukan melalui penyigian langit Catalina Sky Survey di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) pada 1 Januari 2014 dinihari waktu setempat. Teleskop disetel untuk mengikuti gerakan bintang sehingga bintang-bintang (A, B, C) nampak tetap di posisinya masing-masing. Sepasang citra ini adalah bagian dari 7 citra bersejarah yang diambil hanya dalam selang waktu 69 menit, yang memastikan asteroid 2014 AA bakal menumbuk Bumi. Sumber: Catalina Sky Survey, 2014.

Gambar 1. Sepasang citra (foto) asteroid 2014 AA (dalam lingkaran ungu) saat ditemukan melalui penyigian langit Catalina Sky Survey di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) pada 1 Januari 2014 dinihari waktu setempat. Teleskop disetel untuk mengikuti gerakan bintang sehingga bintang-bintang (A, B, C) nampak tetap di posisinya masing-masing. Sepasang citra ini adalah bagian dari 7 citra bersejarah yang diambil hanya dalam selang waktu 69 menit, yang memastikan asteroid 2014 AA bakal menumbuk Bumi. Sumber: Catalina Sky Survey, 2014.

Tatkala sistem semi-otomatik bersenjatakan teleskop 150 cm dengan kamera CCD ini menyisir gugusan bintang Waluku (Orion) pada 1 Januari 2014 dinihari pukul 01:18 waktu Arizona (atau pukul 13:18 WIB), matanya bersirobok dengan bintik cahaya tak biasa. Kowalski memang kerap menjumpai bintik serupa, yang kemudian selalu diidentifikasi sebagai asteroid atau komet baru yang belum pernah dikenal sebelumnya melalui observasi demi observasi lebih lanjut. Namun bintik ini aneh, karena melintas cukup cepat di antara bintang-bintang di latar belakangnya. Pemandangan itu mengingatkannya pada bintik aneh sejenis yang pernah dijumpainya lebih dari 5 tahun silam, yang lantas diidentifikasi sebagai asteroid 2008 TC3 yang kemudian menghebohkan. Apakah bintik cahaya aneh ini juga asteroid sejenis?

Selama 69 menit berikutnya Kowalski berhasil mengabadikannya ke dalam 7 citra yang berbeda. Bintik cahaya aneh itu sejatinya sangat redup, sebab dengan magnitudo semu +19 maka ia 100 kali lipat lebih redup ketimbang planet kerdil Pluto. Untuk itu Kowalski harus mengatur kamera CCD-nya dengan waktu paparan 30 detik agar cahaya dari bintik aneh bisa tertangkap sensor kameranya dalam jumlah mencukupi. Meskipun konsekuensinya bintik cahaya aneh itu lantas terlihat seperti garis pendek. Bersama sesama astronom lainnya di program Catalina Sky Survey seperti Boattini, Christensen, Gibbs, Grauer, Hill, Johnson, Larson dan Shelly, analisis data pun segera dilaksanakan. Tujuan utamanya adalah untuk memperoleh kepastian sebenarnya bintik cahaya aneh ini apa? Apakah asteroid/komet baru atau benda buatan manusia? Jika asteroid/komet baru, apakah ia melintas di dekat Bumi dan apakah memiliki potensi bertumbukan dengan Bumi?

Gambar 2. Orbit asteroid 2014 AA di antara orbit Venus, Bumi dan Mars dilihat dari atas kutub utara Matahari sejauh 1,4 SA pada 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB lalu. Nampak dalam pandangan 2-dimensi orbit asteroid 2014 AA berpotongan dengan orbit Bumi dan Mars. Namun dalam perspektif 3-dimensi, orbit asteroid ini sejatinya hanya memotong orbit Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan Starry Night dan data dari NASA Solar System Dynamics.

Gambar 2. Orbit asteroid 2014 AA di antara orbit Venus, Bumi dan Mars dilihat dari atas kutub utara Matahari sejauh 1,4 SA pada 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB lalu. Nampak dalam pandangan 2-dimensi orbit asteroid 2014 AA berpotongan dengan orbit Bumi dan Mars. Namun dalam perspektif 3-dimensi, orbit asteroid ini sejatinya hanya memotong orbit Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan Starry Night dan data dari NASA Solar System Dynamics.

Hasilnya mengejutkan. Bintik cahaya aneh ini ternyata sebutir asteroid berukuran kecil, dengan dimensi hanya sekitar 3 meter saja. Asteroid ini tergolong kelas Apollo, yakni kawanan asteroid yang gemar melintas di antara orbit Venus dan Mars sehingga orbitnya kerap berdekatan atau bahkan berpotongan dengan orbit Bumi. Dengan demikian asteroid kelas Apollo memiliki potensi untuk bertumbukan dengan Bumi. Berdasar tatanama yang telah diformalkan IAU (International Astronomical Union) melalui MPC (Minor Planet Center), asteroid ini dikodekan sebagai 2014 AA dan menjadi asteroid yang pertama kali ditemukan pada 2014. Asteroid 2014 AA beredar mengelilingi Matahari dalam orbit lonjong yang memiliki perihelion (titik terdekat ke Matahari) sejarak 0,92 SA dan aphelion sejarak 1,41 SA (SA : satuan astronomi, 1 SA : 150 juta km) dengan inklinasi 1,4 derajat serta periode orbital 1,2 tahun. Bila dibandingkan dengan Bumi yang mengorbit Matahari pada jarak rata-rata 1 SA dan inklinasi 0 derajat, maka orbit asteroid 2014 AA pada hakikatnya berpotongan dengan orbit Bumi di dua titik yang berbeda, yang masing-masing dinamakan titik nodal.

Kabar mengejutkan berikutnya yang sekaligus memastikan kecurigaan awal Kowalski adalah baik Bumi maupun asteroid 2014 AA ini ternyata bakal menempati salah satu titik nodal tersebut. Dalam perhitungan Chesley (NASA) dan Jenniskens (SETI Insititute) secara bersama-sama diketahui bahwa pertemuan tersebut akan terjadi dalam waktu 21 hingga 23 jam pasca penemuan asteroid 2014 AA. Dengan kata lain, asteroid 2014 AA akan menumbuk Bumi pada Kamis 2 Januari 2014 antara pukul 10:00 hingga 12:00 WIB. Sedikitnya data, yang hanya berjumlah 7 data saja, membuat prediksi tumbukan asteroid 2014 AA yang dikerjakan Chesley dan Jenniskens memiliki akurasi relatif rendah. Titik tumbukan diprediksi berada pada koordinat 11,7 LU 40,3 BB yang secara geografis terletak di tengah-tengah Samudera Atlantik. Namun dengan ketidakpastian waktu tumbukan cukup besar, yakni hingga +/- 1 jam sendiri, maka asteroid 2014 AA sejatinya dapat jatuh kapan saja di sepanjang proyeksi lintasannya pada permukaan Bumi yang merentang mulai dari Afrika bagian timur (yakni di Laut Merah) hingga Samudera Pasifik lepas pantai barat Panama.

Menumbuk Bumi

Maka benarlah dugaan awal Kowalski, bahwa asteroid 2014 AA ini memang bakal bertumbukan dengan Bumi sebagaimana halnya asteroid 2008 TC3 yang ia temukan lebih dari lima tahun silam. Asteroid 2008 TC3 juga menumbuk Bumi hanya dalam tempo 19 jam setelah penemuannya, tepatnya pada 7 Oktober 2008, dengan titik tumbuk di ruang udara Sudan bagian utara tepatnya di atas Stasiun KA no. 6 yang terletak di kawasan padang pasir Nubia. Tumbukan asteroid 2008 TC3 menjadi peristiwa bersejarah sebab untuk pertama kalinya manusia berhasil melacak keberadaan benda langit pengancam Bumi sebelum ia benar-benar jatuh menumbuk. Begitu memasuki atmosfer Bumi asteroid 2008 TC3 (massa 80 ton dan diameter 4,1 meter) lantas berubah menjadi meteor-terang (fireball) yang terfragmentasi. Pada akhirnya meteor-terang itu melepaskan seluruh energi kinetiknya di atmosfer dalam peristiwa mirip ledakan (airburst). Energi yang terlepaskan sebesar 1,1 hingga 2,1 kiloton TNT pada ketinggian 37 km dari permukaan laut. Sebagai pembanding, energi ledakan bom nuklir di Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2 adalah 20 kiloton TNT. Ledakan tersebut membuat langit fajar Nubia mendadak benderang layaknya disinari Bulan purnama. Kilatan ledakan teramati pula oleh kru jumbo jet Boeing-747 maskapai KLM penerbangan 592 yang melayani rute Johannesburg (Afrika Selatan) – Amsterdam (Belanda) saat mereka mengudara sejauh 1.400 km dari titik ledakan. Kilatan ledakan juga terekam kamera keamanan salah satu villa di di el-Gouna (Mesir) yang terletak di pesisir Laut Merah sejauh 725 km dari episentrum titik ledakan.

Gambar 3. Jejak ekor yang tersisa dari peristiwa tumbukan asteroid 2008 TC3 di Sudan utara pada 7 Oktober 2008 jelang fajar, beberapa belas menit setelah asteroid mengalami airburst. Inilah asteroid pertama yang berhasil dideteksi sebelum benar-benar menumbuk Bumi. Asteroid 2014 AA pun serupa, hanya saja ia menumbuk dan mengalami airburst di atas Samudera Atlantik. Sumber: ElHasan, 2008.

Gambar 3. Jejak ekor yang tersisa dari peristiwa tumbukan asteroid 2008 TC3 di Sudan utara pada 7 Oktober 2008 jelang fajar, beberapa belas menit setelah asteroid mengalami airburst. Inilah asteroid pertama yang berhasil dideteksi sebelum benar-benar menumbuk Bumi. Asteroid 2014 AA pun serupa, hanya saja ia menumbuk dan mengalami airburst di atas Samudera Atlantik. Sumber: ElHasan, 2008.

Selain itu ledakan juga terekam oleh detektor infrasonik di stasiun IMS (International Monitoring Systems) Kenya yang menjadi bagian jejaring pengawas larangan ujicoba nuklir menyeluruh dalam kerangka CTBTO (Comprehensive nuclear Tes Ban Treaty Organization) di bawah kontrol Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB). Kilatan juga teramati dari langit, misalnya melalui satelit cuaca Eumetsat/Meteosat-8 maupun satelit rahasia milik departemen Pertahanan AS (Pentagon) yang sejatinya berfungsi sebagai alat deteksi dini ledakan nuklir/yang melepaskan energi setara ledakan nuklir di atmosfer. Pasca airburst, di kawasan padang pasir Nubia khususnya di sepanjang proyeksi lintasan asteroid 2008 TC3 banyak ditemukan butir-butir meteorit. Meteorit itu mencapai sekitar 600 buah dengan massa akumulatif sebesar 10,5 kg yang kemudian dikenal sebagai meteorit Almahata Sitta.

Gambar 4. Titik-titik stasiun IMS di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda yang mendeteksi lonjakan gelombang infrasonik seiring tumbukan asteroid 2014 AA. Lokasi tumbukan digambarkan dalam lingkaran kuning. Sumber: Brown, 2014.

Gambar 4. Titik-titik stasiun IMS di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda yang mendeteksi lonjakan gelombang infrasonik seiring tumbukan asteroid 2014 AA. Lokasi tumbukan digambarkan dalam lingkaran kuning. Sumber: Brown, 2014.

Dengan demikian asteroid 2011 AA menjadi asteroid kedua yang berhasil dideteksi manusia sebelum benar-benar jatuh ke Bumi. Namun berbeda dengan pendahulunya, asteroid 2014 AA relatif sepi dari pengamatan manusia pada saat mulai menembus atmosfer Bumi. Tak ada pilot pesawat terbang, kamera keamanan atau bahkan satelit yang merekam kejadian ini dari langit. Hanya ada detektor-detektor infrasonik di 3 stasiun IMS yang berbeda, masing-masing di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda. Ketiga stasiun merekam adanya pancaran gelombang infrasonik lemah dengan sumber pada koordinat 12 LU 40 BB. Posisi ini sama dengan yang diramalkan Chesley dan Jenniskens, dalam batas-batas ketelitian pengukuran. Koordinat tersebut terletak di tengah-tengah Samudera Atlantik sejauh 3.000 km sebelah timur kota Caracas (ibukota Venezuela) atau sekitar 3.100 km sebelah barat daya kepulauan Canary (Spanyol), gugusan kepulauan kecil di lepas pantai barat Afrika utara. Dari gelombang infrasonik yang berhasil direkam, dipastikan terjadi peristiwa airburst yang melepaskan energi sekitar 1 kiloton TNT. Dengan demikian terjadi peristiwa yang serupa dengan Peristiwa Chelyabinsk (Rusia) pada 15 Februari 2013 silam, namun dengan energi hanya 1/500-nya saja.

Simulasi dan Airburst

Apa yang terjadi dengan asteroid 2014 AA ini? Dengan menggunakan karakteristik orbit dan sifat fisis asteroid 2014 AA yang dipublikasikan NASA Solar System Dynamics serta perhitungan energi dari P. Brown berdasarkan data infrasonik, maka penulis mencoba merekonstruksi bagaimana pergerakan benda langit pengancam ini dalam jam-jam terakhir kehidupannya hingga kemudian menumbuk Bumi. Asteroid ini berukuran sekitar 2,7 meter yang dianggap berbentuk bola sempurna dan memiliki komposisi yang sama dengan meteorit kondritik sehingga memiliki massa sekitar 38 ton. Dalam 12 jam sebelum menumbuk, asteroid 2014 AA melintas di atas Samudera Pasifik. Jam demi jam berikutnya asteroid melaju ke barat melintas di atas kepulauan Filipina bagian utara, Vietnam, Laos, Thailand bagian utara dan Myanmar dengan ketinggian yang terus menurun. Asteroid terus melaju ke barat menyeberangi Teluk Benggala dan dalam 7 jam sebelum menumbuk sudah berada di atas India pada ketinggian 145.000 km dari permukaan laut. Asteroid selanjutnya terus melaju ke barat melintasi Laut Arab, Teluk Aden dan benua Afrika. Sehingga dalam 3 jam sebelum tumbukan terjadi, asteroid 2014 AA telah berada di atas benua Afrika dengan ketinggian tinggal 61.000 km dari permukaan laut.

Gambar 5. Proyeksi lintasan asteroid 2014 AA di atas permukaan Bumi dalam 12 jam sebelum tumbukan. Asteroid melaju ke arah barat dengan kecepatan tinggi. Bintik-bintik kuning mewakili posisi asteroid setiap setengah jam sekali hingga 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB. Tanda bintang (*) merupakan titik airburst yang terekam oleh detektor infrasonik di 3 stasiun IMS. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA dan Brown, 2014.

Gambar 5. Proyeksi lintasan asteroid 2014 AA di atas permukaan Bumi dalam 12 jam sebelum tumbukan. Asteroid melaju ke arah barat dengan kecepatan tinggi. Bintik-bintik kuning mewakili posisi asteroid setiap setengah jam sekali hingga 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB. Tanda bintang (*) merupakan titik airburst yang terekam oleh detektor infrasonik di 3 stasiun IMS. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA dan Brown, 2014.

Tepat pada saat mulai memasuki atmosfer Bumi di ketinggian 120 km dari permukaan laut, asteroid 2014 AA melaju dengan kecepatan 15 km/detik (52.200 km/jam) dengan lintasan membentuk sudut 85 derajat (nyaris tegak lurus) terhadap permukaan Samudera Atlantik dibawahnya. Cepatnya gerakan asteroid menyebabkan molekul-molekul udara yang ada dihadapannya tertekan hebat lewat proses penekanan ram, sehingga suhunya melonjak sangat tinggi. Pada gilirannya suhu sangat tinggi ini menyebabkan permukaan asteroid mulai berpijar membara hingga permukaan asteroid mulai tergerus. Terbentuklah meteor-terang (fireball) dan nampak pula memiliki ekor. Pada puncaknya diperkirakan meteor-terang ini mencapai magnitudo semu -9,8 atau setara dengan 1/8 kali terangnya Bulan purnama. Semakin jauh meteor-terang ini menembus atmosfer Bumi, semakin ia berhadapan dengan lapisan-lapisan udara yang lebih padat sehingga tekanan ram yang dialaminya kian meningkat. Pada puncaknya tekanan ram ini melampaui kekuatan material penyuysun asteroid, sehingga meteor-terang pun terpecah-belah mulai dari ketinggian 45 km terhadap permukaan laut. Pemecah-belahan berlangsung secara terus-menerus dan intensif, yang diikuti dengan menurunnya kecepatan kepingan-kepingan produk pemecahan. Pada akhirnya seluruh kepingan mengalami perlambatan mendadak di ketinggian 35 km dari permukaan laut, sehingga sebagian besar energi kinetiknya terlepas ke udara sebagai peristiwa airburst. Pasca airburst, masih tersisa ratusan keping yang membawa sekitar 1 % massa asteroid yang terus melaju menuju permukaan Samudera Atlantik. Namun semuanya telah kehilangan energinya dan kini sepenuhnya berada di bawah kontrol gravitasi Bumi. Maka tatkala kepingan-kepingan tersebut menjatuhi Samudera Atlantik sebagai meteorit, tak ada kejadian luarbiasa (misalnya tsunami) yang terbentuk.

Gambar 6. Ilustrasi peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan komet/asteroid berukuran kecil ke Bumi. Asteroid datang dari langit dan menjadi meteor-terang dengan ekor yang tebal, untuk kemudian terpecah-belah dan lantas mendadak terlambatkan di ketinggian tertentu sehingga melepaskan mayoritas energi kinetiknya ke udara layaknya ledakan nuklir. Sumber: Neisius, 2004.

Gambar 6. Ilustrasi peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan komet/asteroid berukuran kecil ke Bumi. Asteroid datang dari langit dan menjadi meteor-terang dengan ekor yang tebal, untuk kemudian terpecah-belah dan lantas mendadak terlambatkan di ketinggian tertentu sehingga melepaskan mayoritas energi kinetiknya ke udara layaknya ledakan nuklir. Sumber: Neisius, 2004.

Untuk ukuran manusia, energi ledakan itu tergolong besar. Energi 1 kiloton TNT itu setara dengan energi yang dilepaskan oleh 1.000 ton bahan peledak dinamit yang diledakkan secara bersama-sama. Itu jumlah yang cukup besar, jauh lebih besar dibandingkan energi bom konvensional terkuat yang pernah diciptakan manusia hingga kini, yakni FOAB (Russia), yang ‘hanya’ setara 44 ton TNT. Namun untuk ukuran asteroid/komet pengancam Bumi, energi 1 kiloton TNT itu tergolong sangat kecil. Maka yang bisa ditimbulkannya hanyalah peristiwa airburst, bukan tumbukan pencipta kawah di permukaan Bumi. Dan dengan titik pelepasan energi pada ketinggian 35 km dari permukaan laut, maka dampak yang ditimbulkannya bagi permukaan Bumi yang ada dibawahnya tidak ada. Bahkan di titik episentrum, yakni titik di permukaan Bumi tepat di bawah titik airburst, pun dampak ledakan baik dalam rupa gelombang kejut (shockwave) maupun panas (thermal rays) tidak terjadi.

Jatuhnya asteroid 2014 AA terjadi hanya dalam 11 bulan pasca peristiwa Chelyabinsk (Russia). Bedanya peristiwa Chelyabinsk jauh lebih merusak seiring ukuran asteroidnya yang jauh besar sehingga energi kinetiknya jauh lebih tinggi. Statistik memperlihatkan bahwa peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan asteroid seukuran asteroid 2014 AA bukanlah hal yang jarang, rata-rata terjadi setiap setengah tahun sekali. Sebaliknya kejadian yang mirip dengan peristiwa Chelyabinsk jauh lebih jarang. Namun baik tumbukan asteroid 2014 AA maupun peristiwa Chelyabinsk menjadi pengingat bahwa Bumi kita pun senantiasa ditumbuk oleh asteroid/komet pengancam, sebagaimana yang dialami oleh planet-planet lainnya. Dalam aras tertentu, peristiwa tumbukan asteroid/komet dapat berdampak cukup dahsyat dan bahkan memusnahkan kehidupan di Bumi.

Cleveland, Kisah Meteor Paling Terang di Daratan AS dalam Lima Tahun Terakhir

Jarum jam masih berdetik selepas pukul 02:00 waktu setempat. Sementara kalender sudah menunjukkan hari Selasa 28 Agustus 2013. Pada pagi buta itu kota kecil Cleveland di negara bagian Tennessee (AS) masih tertidur lelap seperti pagi-pagi buta sebelumnya. Hanya segelintir orang yang masih beraktivitas, terutama mereka yang ritme kerjanya mengharuskan untuk tetap terjaga di dinihari. Dan semuanya menyangka pagi buta itu akan berjalan seperti biasanya, tanpa ada satu kejadian yang menonjol.

Detik-detik pemunculan meteor-terang Cleveland di langit seperti yang direkam salah satu kamera khusus pemantau meteor milik NASA. Di awal mula, meteor ini hanya sebintik cahaya kecil yang lebih redup dibanding Bulan. Namun berselang beberapa detik kemudian meteor mencapai puncak kecerlangannya dan demikian benderang sehingga kamera hampir tersaturasi. Sumber: NASA, 2013.

Detik-detik pemunculan meteor-terang Cleveland di langit seperti yang direkam salah satu kamera khusus pemantau meteor milik NASA. Di awal mula, meteor ini hanya sebintik cahaya kecil yang lebih redup dibanding Bulan. Namun berselang beberapa detik kemudian meteor mencapai puncak kecerlangannya dan demikian benderang sehingga kamera hampir tersaturasi. Sumber: NASA, 2013.

Namun pada pukul 02:27 setempat, mendadak sebuah peristiwa luar biasa terjadilah. Langit timur yang semula gelap meski berhias Bulan yang bentuknya tinggal separo mendadak benderang oleh melejitnya benda langit yang melesat cepat. Pada puncaknya langit dini hari kota bahkan demikian terang hingga melebihi terangnya langit malam kala Bulan purnama. Sehingga setiap benda yang tersinari cahayanya pun membekaskan bayangannya. Semua itu terjadi hanya dalam sekejap mata. Begitu langit benderang, dalam sekejap kemudian semuanya kembali gelap seperti sedia kala. Namun kota kecil Cleveland sontak gempar oleh peristiwa tersebut. Belakangan kegemparan bahkan merambat ke segenap penduduk bagian tenggara daratan AS.

Kehebohan juga melanda badan antariksa AS (NASA) khususnya unit Meteoroid Environment Office. Peristiwa di langit Cleveland itu terekam pula dalam jejaring kamera khusus pemantau meteor yang telah mereka pasang di berbagai penjuru daratan AS semenjak lima tahun silam. Kamera khusus itu mampu memantau keseluruhan bagian langit tanpa terkecuali dan tanpa terputus. Tak ada keraguan bahwa kehebohan dinihari itu dipicu oleh meteor, khususnya meteor-terang (fireball). Meteor-terang merupakan meteor yang kilatan cahayanya demikian benderang sehingga melebihi terangnya planet Venus, benda langit terterang ketiga bagi kita setelah Matahari dan Bulan. Namun berbeda dengan puluhan ribu meteor-terang lainnya yang telah terekam sebelumnya oleh kamera-kamera istimewa itu, meteor-terang Cleveland merupakan meteor-terang paling benderang sepanjang lima tahun terakhir. Demikian benderangnya sehingga pada puncaknya ia sampai 20 kali lipat lebih terang dibanding Bulan purnama.

Pecahan Asteroid

Kemunculan sebuah meteor-terang di langit malam sejatinya merupakan rutinitas semesta dengan perulangan waktu yang relatif jelas. Meski demikian dengan mayoritas permukaan Bumi adalah lautan sementara mayoritas daratannya pun tak berpenghuni, maka hanya sebagian kecil saja diantaranya yang dapat disaksikan manusia. Sehingga kehadirannya kerap memberikan sensasi menakjubkan dan mengundang banyak tafsiran. Dengan kemunculan yang berlangsung sangat cepat, yakni hanya berbilang beberapa detik hingga beberapa puluh detik saja, maka di masa silam sangat sulit untuk melacak asal-usul meteor-terang sehingga hanya dugaan-dugaan saja yang bermunculan. Namun kini, seiring tersedianya jejaring kamera khusus pemantau meteor khususnya di daratan AS dan Eropa, maka asal-usul setiap meteor-terang yang muncul di langit malam dapat ditentukan dengan cukup akurat sehingga cukup membantu memahami dinamika benda-benda langit sumber meteor yang menghujani Bumi dan bagaimana Bumi melewati semua itu.

Peta topografi kota kecil Cleveland (Tennessee) dan area sekitarnya. Garis panah putus-putus menunjukkan posisi lintasan meteor-terang Cleveland semenjak awal hingga akhir berdasarkan analisis rekaman kamera-kamera khusus pemantau meteor NASA. Tanda panah menunjukkan arah gerakan. Sumber: Sudibyo, 2013 dengan peta dari Google Maps.

Peta topografi kota kecil Cleveland (Tennessee) dan area sekitarnya. Garis panah putus-putus menunjukkan posisi lintasan meteor-terang Cleveland semenjak awal hingga akhir berdasarkan analisis rekaman kamera-kamera khusus pemantau meteor NASA. Tanda panah menunjukkan arah gerakan. Sumber: Sudibyo, 2013 dengan peta dari Google Maps.

Pun demikian bagi meteor-terang Cleveland. Kini diketahui meteor-terang tersebut mulai terlihat kamera semenjak ketinggian 97 kilometer dari muka Bumi dan mulai menghilang pada ketinggian 38 kilometer dari muka Bumi. Ia melejit dari arah barat daya (tepatnya azimuth 237) menuju ke timur laut (tepatnya azimuth 57) dengan membentuk sudut 50 derajat terhadap muka Bumi. Meteor melejit dengan kecepatan awal cukup tinggi, yakni 26 km/detik atau lebih dari 94.300 km/jam. Dengan karakter demikian maka dapat diketahui bahwa sebelum memasuki atmosfer Bumi, meteor tersebut adalah meteoroid yang beredar mengelilingi Matahari pada sebentuk orbit lonjong dengan titik terdekat ke Matahari (perihelion) sebesar 0,6 SA sementara titik terjauhnya ke Matahari (aphelion) bernilai 2,6 SA (SA = satuan astronomi, 1 SA = 150 juta kilometer). Dengan demikian meteoroid ini menyapu kawasan mulai dari antara di dekat orbit Venus hingga bagian dalam Sabuk Asteroid yang terletak di antara orbit Mars dan Jupiter.

Orbit meteor-terang Cleveland di antara orbit planet-planet dalam tata surya kita, dilihat dari ketinggian 750 juta kilometer di atas kutub utara Matahari. Nampak orbit Merkurius (Me), Venus (V), Bumi (B) dan Mars (M). Bintik-bintik cahaya di dekat Bumi adalah galaksi Awan Magellan Besar sementara pola mirip awan di sebelah kanan adalah selempang galaksi Bima Sakti. Keduanya berada jauh di latar belakang. Sumber; Sudibyo, 2013 dengan peta dari Starry Night Backyard.

Orbit meteor-terang Cleveland di antara orbit planet-planet dalam tata surya kita, dilihat dari ketinggian 750 juta kilometer di atas kutub utara Matahari. Nampak orbit Merkurius (Me), Venus (V), Bumi (B) dan Mars (M). Bintik-bintik cahaya di dekat Bumi adalah galaksi Awan Magellan Besar sementara pola mirip awan di sebelah kanan adalah selempang galaksi Bima Sakti. Keduanya berada jauh di latar belakang. Sumber; Sudibyo, 2013 dengan peta dari Starry Night Backyard.

Dengan aphelion di dalam Sabuk Asteroid, jelas bahwa meteoroid ini merupakan pecahan asteroid. Ia terhempas dari induknya mungkin akibat benturan dengan sesama asteroid lainnya. Ia kemudian melanglang buana mengarungi keluasan tata surya dalam orbitnya yang khas. Menyelesaikan sekali putaran dalam orbitnya setiap 2 tahun sekali, periode revolusi meteoroid ini ternyata tepat seperenam dari periode revolusi Jupiter. Maka terjadilah resonansi orbital dengan sang raksasa tata surya kita dan akibatnya Jupiter pun secara teratur mengubah orbit meteoroid ini. Sehingga pada suatu saat orbitnya pun berpotongan dengan orbit Bumi pada dua titik yang disebut titik nodal. Dan pada 28 Agustus 2013 itu meteoroid dan Bumi sama-sama menempati salah satu titik nodal tersebut. Tak dapat dielakkan lagi, meteoroid pun memasuki atmosfer Bumi sebagai meteor dan tepat di langit Cleveland.

Berbahaya ?

Dengan puncak kecerlangan hingga 20 kali lipat lebih besar ketimbang benderangnya Bulan purnama, perhitungan menunjukkan meteoroid Cleveland berbobot minimal 110 kilogram. Sehingga ia memiliki energi kinetik sekitar 40 Giga Joule atau 10 ton TNT, yang setara dengan 10 buah bom konvensional berdaya ledak tinggi. Kepadatan lapisan-lapisan atmosfer Bumi yang kian meninggi seiring kian mendekat ke muka Bumi menyebabkan gaya hambat udara kian membesar sehingga tekanan yang diderita meteor kian meninggi. Sebagai akibatnya suhu pun kian meninggi sehingga meteor kian berpijar membara. Pada satu titik, tekanan tersebut tak tertahankan lagi sehingga meteor pun terpecah-belah mulai ketinggian sekitar 80 kilometer. Karena kecerlangannya yang demikian besar, meteor-terang Cleveland berpotensi memproduksi meteorit kecil. Secara statistik rata-rata 90 % massa meteor-terang habis tergerus di atmosfer sehingga total massa meteorit yang bisa diproduksi dari peristiwa di Tennessee mungkin hanya sekitar 10-an kilogram saja.

Secara statistik pula meteor-terang layaknya kejadian di Cleveland terjadi rata-rata 5 hari sekali, sehingga peristiwa semacam ini tidaklah jarang. Dan dengan massa minimal 110 kilogram, yang setara dengan batu berongga bergaris tengah sekitar 1 meter, meteor-terang ini takkan sanggup mengatasi atmosfer Bumi. Maka meskipun mencatatkan diri sebagai meteor-terang paling benderang di daratan AS sepanjang lima tahun terakhir, meteor-terang Cleveland bukanlah jenis meteor yang berbahaya, yang sanggup menciptakan kerusakan signifikan di sekitar titik tumbuk/titik ledaknya. Inilah yang membedakan peristiwa Cleveland dengan Chelyabinsk (Rusia) pada 15 Februari 2013 atau setengah tahun sebelumnya. Karena, meski sama-sama berasal dari pecahan asteroid, ukuran meteoroid Cleveland terlalu kecil bila dibandingkan dengan meteoroid Chelyabinsk.