Asteroid 2014 RC dan “Kawah Meteor” Nikaragua

Bongkahan besar itu akhirnya melanjutkan perjalanannya dengan selamat meski melintas pada jarak cukup dekat terhadap Bumi kita. Ya. Pada puncak perlintasannya asteroid 2014 RC berhasil dibidik dan diamati sifat-sifatnya lewat sejumlah teleskop dari berbagai penjuru. Benderangnya malam dengan cahaya Bulan yang mendekati purnamanya memang membuat asteroid yang di atas kertas pun sudah sangat redup (magnitudo semu +11,5) jadi lebih sulit diamati. Namun beberapa observatorium dari sejumlah penjuru berhasil mencetak sukses. Sebut saja Observatorium Siding Spring (Australia), Virtual Telescope Project di Ceccano (Italia) serta observatorium Lowell di Arizona dan NASA Infrared Telescope Facility di Hawaii (keduanya di Amerika Serikat).

Lewat kerja keras mereka kini kita telah selangkah lebih maju dalam memahami sifat-sifat asteroid. Teleskop inframerah NASA memperlihatkan betapa asteroid 2014 RC memantulkan hingga 25 % cahaya Matahari yang menerpanya. Angka ini hampir menyamai kemampuan Bumi (memantulkan 30 % cahaya Matahari) dan jauh lebih besar ketimbang Bulan yang hanya sanggup memantulkan 12 % saja sinar Matahari yang jatuh kepadanya. Dengan kata lain asteroid ini memiliki albedo hingga 0,25.

Gambar 1. Film pendek yang memperlihatkan pergerakan asteroid 2014 RC di latar depan bintang-bintang saat hendak mencapai titik terdekatnya ke Bumi, diabadikan lewat teleskop Hall diameter 105 cm di Observatorium Lowell, Arizona (Amerika Serikat). Film dibuat dengan menggabungkan sejumlah citra/foto terpisah yang diambil dalam waktu berurutan. Sumber: Lowell Observatory, 2014.

Gambar 1. Film pendek yang memperlihatkan pergerakan asteroid 2014 RC di latar depan bintang-bintang saat hendak mencapai titik terdekatnya ke Bumi, diabadikan lewat teleskop Hall diameter 105 cm di Observatorium Lowell, Arizona (Amerika Serikat). Film dibuat dengan menggabungkan sejumlah citra/foto terpisah yang diambil dalam waktu berurutan. Sumber: Lowell Observatory, 2014.

Albedo ini lumayan tinggi. Albedo dalam nilai ini menunjukkan bahwa asteroid 2014 RC banyak mengandung mineral-mineral logam. Sehingga strukturnya relatif lebih padat. Massa jenisnya pun relatif tinggi. Dengan albedo demikian maka asteroid 2014 RC adalah bagian keluarga asteroid tipe S. Yakni asteroid-asteroid yang komposisinya didominasi oleh besi dan magnesium silikat. Asteroid tipe S merupakan keluarga asteroid dengan populasi terbanyak kedua di lingkung tata surya kita, yakni mencakup 17 % dari seluruh asteroid yang telah ditemukan hingga saat ini.

Selain mencerminkan strukturnya, nilai albedo yang lumayan tinggi juga berimplikasi pada ukuran sang asteroid. Semula asteroid ini dianggap berdiameter sekitar 20 meter berdasarkan asumsi albedonya hanya senilai 0,05 seperti halnya asteroid pada umumnya. Namun kini dengan nilai albedo 0,25 dipastikan bahwa ukuran asteroid 2014 RC adalah tak lebih besar dari 12 meter. Dan karena menjadi bagian dari asteroid tipe S, massa jenis 2014 RC diperkirakan berada di sekitar 3 gram di setiap sentimeter kubiknya. Sehingga saat menjangkau titik terdekatnya terhadap Bumi, asteroid 2014 RC mengangkut energi kinetik sebesar 73 kiloton TNT. Energi tersebut hampir menyamai 4 butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan secara serempak.

Gambar 2. Asteroid 2014 RC diabadikan per 7 September 2014 jelang pukul 24:00 WIB dengan teleskop robotik reflektor astrograf 43 cm di Observatorium Siding Spring (Australia). Teleskop diarahkan mengikuti gerakan bintang-bintang dengan waktu penyinaran (paparan) 60 detik. Asteroid bergerak dengan kecepatan sudut yang tinggi sehingag nampak sebagai garis lurus panjang. Sumber: Remanzacco Observatory, 2014.

Gambar 2. Asteroid 2014 RC diabadikan per 7 September 2014 jelang pukul 24:00 WIB dengan teleskop robotik reflektor astrograf 43 cm di Observatorium Siding Spring (Australia). Teleskop diarahkan mengikuti gerakan bintang-bintang dengan waktu penyinaran (paparan) 60 detik. Asteroid bergerak dengan kecepatan sudut yang tinggi sehingag nampak sebagai garis lurus panjang. Sumber: Remanzacco Observatory, 2014.

Di samping bisa menentukan ukurannya dengan tingkat ketelitian yang jauh lebih tinggi, observasi yang digelar tatkala asteroid 2014 RC menghampiri titik terdekatnya ke Bumi itu juga menjumpai fakta mencengangkan lainnya. Asteroid ternyata berotasi sangat cepat pada sumbunya, dengan periode rotasi hanya 15,8 detik. Ini adalah periode rotasi benda langit terpendek bagi anggota tata surya yang pernah teramati. Begitu cepatnya maka panjang siang hari di asteroid ini hanya akan berlangsung selama 7,9 detik. Begitupun panjang malam harinya.

Nikaragua

Tiga belas jam sebelum asteroid 2014 RC mencapai titik terdekatnya ke planet kita sebuah peristiwa aneh terjadi di pinggiran bandara internasional Augusto Cesar Sandino di kota Managua (Nikaragua). Petugas bandara dan penduduk sekitar melaporkan adanya dentuman keras disertai getaran tanah menjelang tengah malam, tepatnya sekitar pukul 23:05 waktu setempat. Keesokan paginya di kawasan penyangga bandara dijumpai lubang besar membulat nan aneh dengan bentuk mirip mangkuk, yang menghamburkan tanah alluvial ke sekelilingnya. Terdapat juga pepohonan yang rubuh. Diameter lubang besar ini sekitar 12 meter dengan kedalaman maksimum 5 meter. Di dasar lubang dijumpai bongkahan-bongkahan tanah berukuran besar yang kasar (blocky).

Gambar 3. Cekungan besar mirip mangkuk yang terbentuk di kawasan pinggiran bandara internasional Sandino di dekat kota Managua (Nikaragua), diabadikan dari udara oleh militer Nikaragua. Sumber: National Geographic, 2014.

Gambar 3. Cekungan besar mirip mangkuk yang terbentuk di kawasan pinggiran bandara internasional Sandino di dekat kota Managua (Nikaragua), diabadikan dari udara oleh militer Nikaragua. Sumber: National Geographic, 2014.

Temuan ini, bersama dengan fakta terjadinya dentuman menggelegar beserta tanah bergetar, sontak menghebohkan jagat. Ia mengingatkan semua orang pada peristiwa sejenis 1,5 tahun silam. Yakni tatkala asteroid 2012 DA14 melintas-dekat Bumi hingga hanya sejarak 27.700 kilometer saja di atas sudut barat daya pulau Sumatra (Indonesia). Beberapa jam sebelumnya, Rusia dikejutkan oleh munculnya kilatan cahaya singkat di langit namun benderangnya melebihi Matahari, yang disusul dengan hempasan kuat di udara dan getaran tanah. Awan nan lurus segera terlihat memanjang di langit. Ribuan orang luka-luka ringan hingga sedang, akibat terkena pecahan kaca-kaca jendela yang hancur berkeping oleh hempasan udara. Sejumlah bangunan ambruk. Beberapa orang bahkan melaporkan ada rasa pedih di kulit ibarat lama terpapar sinar Matahari tropik. Total kerugian material mencapai puluhan milyar rupiah. Penyelidikan lebih lanjut menunjukkan bahwa peristiwa yang kemudian lebih dikenal sebagai Peristiwa Chelyabinsk atau Tumbukan Chelyabinsk disebabkan oleh jatuhnya asteroid tak-bernama sebesar sekitar 20 meter ke Bumi. Atmosfer Bumi masih sanggup meredamnya sehingga ia keburu hancur berkeping dan melepaskan sebagian besar energi kinetiknya menyerupai ledakan di udara (airburst). Namun tetap saja dampak pelepasan energi tersebut, dalam rupa rambatan gelombang kejut (gelombang tekanan di udara) tetap terasakan di permukaan Bumi yang ada dibawahnya. Inilah yang menciptakan kerusakan berskala luas di kawasan Chelyabinsk dan sekitarnya serta merenggut korban luka-luka.

Apakah hal serupa juga yang terjadi di Nikaragua barusan?

Gambar 4. Perbandingan antara "kawah meteor" Nikaragua dengan kawah Meteor Carancas (Peru). Cincin kawah setebal 1 meter dan bongkah-bongkah tanah yang kasar nampak menghiasi kawah Carancas, hal yang tak dijumpai di "kawah" Nikaragua. SUmber: Space.com, 2014 & Brown dkk, 2008.

Gambar 4. Perbandingan antara “kawah meteor” Nikaragua dengan kawah Meteor Carancas (Peru). Cincin kawah setebal 1 meter dan bongkah-bongkah tanah yang kasar nampak menghiasi kawah Carancas, hal yang tak dijumpai di “kawah” Nikaragua. SUmber: Space.com, 2014 & Brown dkk, 2008.

Pemerintah Nikaragua segera membentuk komisi penyelidik beranggotakan sejumlah astronom dan geosifikawan untuk menguak peristiwa tersebut. Sejauh ini geofisikawan Instituto Nicaraguense de Estudios Territoriales (INETER) menyebut lubang besar itu terbentuk akibat tumbukan benda langit (meteor) dan dikaitkan dengan kepingan asteroid yang mungkin menjadi bagian dari asteroid 2014 RC. Maka lubang besar itu boleh disebut sebagai “kawah meteor” Nikaragua. Namun demikian banyak astronom dan geofisikawan di luar Nikaragua yang tak sependapat.

Faktor

Dalam hemat penulis, ada empat faktor yang membuat “kawah meteor” Nikaragua diragukan keabsahannya sebagai produk tumbukan meteor. Yang pertama, terbentuknya kawah tumbukan seukuran itu seharusnya didahului penampakan boloid (bolide), yakni meteor yang sangat terang disertai suara gemuruh, di langit. Simulasi sederhana memperlihatkan agar sebuah meteoroid yang dianggap sebagai bagian pecahan 2014 RC dapat menghasilkan kawah tumbukan bergaris tengah 12 meter, maka ia harus berukuran sekitar 10 meter dengan massa sekitar 1.600 ton. Saat memasuki atmosfer Bumi meteoroid akan berpijar sangat terang dengan kecerlangan menyamai Bulan purnama. Andaikata terjadi peristiwa airburst, kecerlangannya bahkan akan berlipat-lipat kali Bulan purnama atau malah bahkan mendekati benderangnya Matahari.

Pemandangan seperti itu akan sangat mudah dilihat di langit, bahkan di kala siang sekalipun. Kita umat manusia pernah menyaksikan langsung betapa sebentuk boloid dengan terang hampir menyamai Matahari terlihat di siang bolong dan kemudian jatuh di Desaguadero (Peru) pada 15 September 2007. Inilah Peristiwa Carancas. Titik jatuhnya boloid itu pun kini dikenal sebagai kawah Carancas (diameter 13,5 meter), kawah tumbukan termuda di Bumi. Dengan situasi tersebut maka boloid pun bahkan masih bisa disaksikan kala langit tertutupi awan sekalipun. Apalagi di saat malam. Apalagi jika terjadi di sebuah kota besar seperti Managua, yang adalah ibukota Nikaragua. Apalagi di dekat sebuah bandara internasional yang sibuk dan nyaris tak pernah tidur. Ketiadaan ini membuat status “kawah meteor” Nikaragua diragukan.

Gambar 5. Gambaran sederhana bagaimana masuknya meteoroid ke atmosfer Bumi yang berujung peristiwa airburst menghasilkan gelombang infrasonik dan gelombang gempa, dua jenis gelombang berbeda yang memungkinkan untuk mendeteksi (sekaligus mengonfirmasi) peristiwa tersebut. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan gambar latarbelakang dari Neisius, 2004.

Gambar 5. Gambaran sederhana bagaimana masuknya meteoroid ke atmosfer Bumi yang berujung peristiwa airburst menghasilkan gelombang infrasonik dan gelombang gempa, dua jenis gelombang berbeda yang memungkinkan untuk mendeteksi (sekaligus mengonfirmasi) peristiwa tersebut. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan gambar latarbelakang dari Neisius, 2004.

Yang kedua, saat meteoroid yang bersumber dari pecahan asteroid berukuran kecil (dalam skala astronomi) memasuki atmosfer Bumi, pada umumnya hanya menyisakan 1 % saja massanya untuk menjadi meteorit. Sisanya terhambur di dalam atmosfer sebagai partikulat berukuran debu. Di sisi lain, kawah tumbukan bergaris tengah 12 meter dapat dibentuk oleh meteorit tunggal seukuran 2,2 meter (massa hampir 16 ton) yang jatuh pada kecepatan 700 kmjam, menyamai kecepatan jelajah pesawat jet komersial. Jika meteorit ini dianggap sebagai bongkahan tunggal yang tersisa dari sebuah meteoroid, maka sebelum memasuki atmosfer Bumi meteoroid itu akan bermassa sekitar 1.600 ton dengan diameter 10 meter. Mayoritas massanya memang akan terhambur menjadi partikulat debu, Namun andaikata terjadi peristiwa airburst, maka akan terbentuk kepingan dan bongkahan seukuran kerikil atau lebih besar lagi. Mereka akan berjatuhan sebagai meteorit ke permukaan Bumi dibawahnya, dalam sebuah kawasan ellips (lonjong) seluas beberapa kilometer persegi.

Lokasi “kawah meteor” Nikaragua berada di pinggiran kota Managua. Jika benar ia dibentuk oleh meteor, seharusnya ada kawasan ellips tempat meteorit berjatuhan. Kawasan itu sangat mungkin berimpit dengan pemukiman di pinggiran kota. Dan meteorit-meteorit yang mengguyur pemukiman ini tentu akan menyebabkan hujan batu yang mudah diidentifikasi. Ketiadaan temuan meteorit dalam jarak tertentu dari “kawah meteor menjadi salah satu faktor untuk meragukan statusnya.

Yang ketiga, kawah meteor berdiameter kecil pada umumnya berbentuk mirip mangkuk, khususnya bila meteoroidnya memiliki lintasan yang terhadap paras Bumi membentuk sudut 30 derajat atau lebih. Namun cekungan mirip mangkuk ini mempunyai sejumlah ciri khas, yakni salah satunya memiliki tepi yang meninggi sebagai tanggul yang melingkari cekungan. Fenomena ini dikenal sebagai cincin kawah. Cincin kawah merupakan konsekuensi dari hantaman berkecepatan sangat tinggi dari meteorit ke tanah. Sehingga tanah target tergerus dan terciprat ke sekelilingnya hingga mengendap dengan posisi lapisan-lapisan tanahnya terbalik dibanding semula. Akibat lainnya, hantaman berkecepatan sangat tinggi juga akan menghamburkan material tanah dalam wujud bongkahan beraneka ukuran keluar dari kawah ke lingkungan sekelilingnya hingga radius tertentu.

Hal tersebut tak teramati di “kawah meteor” Nikaragua. Nyaris tak ada cincin kawah di “kawah meteor” tersebut. Partikel-partikel tanah yang terhambur ke sekelilingnya juga berukuran kecil, seukuran butir pasir. Bongkah-bongkah besar memang ada, namun justru berserakan di dasar “kawah meteor” tanpa bisa keluar darinya. Fenomena ini juga yang meragukan identitas “kawah meteor” Nikaragua.

Gambar 6. Contoh sinyal gelombang infrasonik dan gempa (seismik) produk tumbukan benda langit yang terekam di mikrobarometer dan seismometer. Dalam hal ini adalah Peristiwa Carancas. Rekaman infrasonik berasal dari stasiun yang berjarak 80 km dari titik tumbukan, sementara rekaman gempa dari seismometer yang berjarak lebih jauh yakni 100 km. Sumber: Brown dkk, 2008.

Gambar 6. Contoh sinyal gelombang infrasonik dan gempa (seismik) produk tumbukan benda langit yang terekam di mikrobarometer dan seismometer. Dalam hal ini adalah Peristiwa Carancas. Rekaman infrasonik berasal dari stasiun yang berjarak 80 km dari titik tumbukan, sementara rekaman gempa dari seismometer yang berjarak lebih jauh yakni 100 km. Sumber: Brown dkk, 2008.

Dan yang keempat, tiap kali meteoroid memasuki atmosfer Bumi, ia akan menekan lapisan-lapisan udara yang dilintasinya dengan sangat kuat sekaligus mentransfer sejumlah energi kinetiknya. Sehingga terjadi sebentuk gelombang yang menjalar sebagai gelombang akustik (suara). Salah satu bagiannya adalah gelombang infrasonik, yang sanggup menjalar sangat jauh dari sumbernya. Bila gelombang akustiknya masih sangat kuat saat menyentuh permukaan Bumi, maka terjadi transformasi menjadi gelombang permukaan yang disebut gelombang Rayleigh, bagian dari gelombang gempa (seismik). Gelombang infrasonik dapat diendus oleh detektor mikrobarometer sementara gelombang gempa diindra seismometer. Dewasa ini cukup banyak instrumen seismometer dan barometer yang terpasang simultan di berbagai sudut Bumi, khususnya dalam tiap-tiap IMS (International Monitoring Station) bagian dari CTBTO (The Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization). CTBTO adalah lembaga di bawah Perserikatan Bangsa-Bangsa yang bertugas menegakkan pengawasan atas larangan ujicoba nuklir global dalam segala matra. Selain oleh ledakan nuklir, secara alamiah gelombang infrasonik dan gelombang gempa bisa disebabkan oleh peristiwa tumbukan benda langit maupun letusan besar/dahsyat sebuah gunung berapi.

Simulasi sederhana menunjukkan jika meteoroidnya berdiameter 10 meter, bermassa sekitar 1.600 ton dan melejit dengan kecepatan setara asteroid 2014 RC saat di titik terdekatnya ke Bumi, yakni 15 km/detik (54.000 km/jam), maka ia mengandung 42 kiloton energi. Energi tersebut setara dengan 2 butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan serempak. Energi sebesar ini akan menghasilkan gelombang infrasonik dan gelombang gempa yang sangat mudah dideteksi oleh mikrobarometer dan seismometer yang berdekatan dengannya. Sebagai gambaran, saat Peristiwa Carancas terjadi, energi kinetik meteoroidnya berkisar antara 0,06 hingga 0,23 kiloton TNT. Namun gelombang infrasoniknya terekam oleh detektor mikrobarometer yang terpasang di titik berjarak hingga 1.600 km dari lokasi tumbukan. Sementara gelombang gempanya terekam seismometer yang berajark 100 km dari titik tumbukan. Sampai sejauh ini belum dijumpai stasiun yang mendeteksi gelombang infrasonik dan gempa terkait pembentukan “kawah meteor” Nikaragua ini, hal yang menguatkan keraguan akan statusnya.

Gambar 7. Peta proyeksi lintasan asteroid 2014 RC di permukaan Bumi mulai 7 September 2014 pukul 10:00 WIB hingga 10 jam kemudian. Nampak asteroid bergerak ke barat. Nampak lokasi kota Managua (Nikaragua) yang terletak jauh di utara proyeksi lintasan asteroid. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasar data NASA Solar System Dynamics.

Gambar 7. Peta proyeksi lintasan asteroid 2014 RC di permukaan Bumi mulai 7 September 2014 pukul 10:00 WIB hingga 10 jam kemudian. Nampak asteroid bergerak ke barat. Nampak lokasi kota Managua (Nikaragua) yang terletak jauh di utara proyeksi lintasan asteroid. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasar data NASA Solar System Dynamics.

Jika empat faktor itu saja cukup membuat status “kawah meteor” Nikaragua diragukan, apalagi bila dikait-kaitkan dengan asteroid 2014 RC. Saat ledakan misterius menggelegar di pinggiran bandara internasional Sandino tersebut, asteroid 2014 RC sedang melintas di atas Amerika Selatan dalam jarak lebih dari 280.000 kilometer dari paras Bumi. Dan kala itu ia sedang bergerak ke arah barat. Sementara lokasi kawah meteor” Nikaragua berjarak lebih dari 4.600 kilometer dari titik proyeksi asteroid 2014 RC pada saat itu dengan arah ke utara. Dengan jarak pisah sejauh itu dan apalagi berbeda arah, dapat dikatakan mustahil untuk menghubungkan asteroid 2014 RC dengan “kawah meteor” Nikaragua. Apalagi status “kawah meteor” itu sendiri meragukan.

Referensi :

Cooke. 2014. Did a Meteorite Cause a Crater in Nicaragua? Watch the Skies, Blog NASA.

Vergano. 2014. NASA Raises Doubts About Reports of Nicaraguan Meteorite, Questions Follow Supposed Meteorite Impact. National Geographic News. September 8, 2014.

Wall. 2014. Nicaragua Meteorite Impact Theory May be Meteor-wrong. Space.com, September 8, 2014.

Guido, Howes & Niccolini. 2014. Close Approach of Asteroid 2014 RC, Update. Remanzacco Observatory, Italia.

Brown dkk. 2008. Analysis of a Crater-forming Meteorite Impact on Peru. Journal of Geophysical Research, vol. 113, E09007.

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 Mini Mengukir Kawah di Mars

Ada pemandangan tak biasa muncul di citra (foto) kamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) di wahana Mars Reconaissance Orbiter (MRO) saat penyelidik Mars itu melintas di atas kawasan Aeria Terra pada 19 November 2013 lalu. Dalam citra beresolusi tinggi yang diproses secara khusus untuk mereduksi warna merah karat dari mineral besi yang mendominasi permukaan Mars, terungkap adanya tanah Mars yang baru tersibak dan terpencar kemana-mana. Pencaran tersebut bersumber dari satu titik di koordinat 3,7 LUM (lintang utara Mars) dan 53,4 BTM (bujur timur Mars). Di situ nampak sebuah cekungan bergaris tengah 30 meter yang terlihat masih segar, pertanda baru terbentuk. Pencaran tanah dijumpai menyebar di sekelilingnya dan bahkan ada yang melampar hingga sejauh 15 kilometer dari cekungan. Tak diragukan lagi, inilah kawah baru di permukaan planet merah tersebut. Dan dengan melihat ciri-ciri khasnya, tak diragukan bahwa kawah baru ini dibentuk oleh tumbukan benda langit (komet/asteroid).

Gambar 1. Kawah 30 meter di kawasan Aeria Terra (Mars) yang diabadikan pada 19 November 2013 lalu menggunakan kamera HiRISE dari wahana Mars Reconaissance Orbiter. Nampak pencaran tanah Mars disekelilingnya. Kawah ini terbentuk pada waktu kapan saja di antara bulan Juli 2010 hingga Mei 2012. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 1. Kawah 30 meter di kawasan Aeria Terra (Mars) yang diabadikan pada 19 November 2013 lalu menggunakan kamera HiRISE dari wahana Mars Reconaissance Orbiter. Nampak pencaran tanah Mars disekelilingnya. Kawah ini terbentuk pada waktu kapan saja di antara bulan Juli 2010 hingga Mei 2012. Sumber: NASA, 2014.

Inilah salah satu dari sekian banyak panorama dramatis yang pernah dipublikasikan badan antariksa AS (NASA) mengenai Mars. Meski wahana MRO telah melintas di atas lokasi kawah baru tersebut pada November 2013 silam, namun hasil analisisnya baru dipublikasikan pada awal Februari 2014. NASA sengaja menugaskan MRO untuk mencitra lokasi dimana kawah baru tersebut berada dengan instrumen HiRISE yang beresolusi tinggi (hingga 30 cm per piksel saat MRO mengorbit setinggi 300 km di atas permukaan Mars), setelah pemantauan rutin menggunakan instrumen CTX (Camera Context) yang resolusinya lebih rendah (hingga 6 meter per piksel) pada Mei 2012 menunjukkan adanya perubahan kecerlangan di lokasi tersebut saat dibandingkan dengan pemantauan yang sama di bulan Juli 2010. Perubahan kecerlangan memberi indikasi telah terjadi sesuatu di lokasi itu sehingga tanah Mars tersibak. Dan kini diketahui perubahan tersebut disebabkan oleh terbentuknya kawah baru akibat peristiwa tumbukan benda langit (komet/asteroid) yang sekaligus melontarkan tanah Mars ke sekslilingnya hingga jarak cukup jauh.

Analisis menunjukkan bahwa bila benda langit tersebut adalah asteroid, maka ia tergolong asteroid mini karena dimensinya cukup kecil. Asteroid yang berjatuhan di Mars umumnya memiliki kecepatan relatif 7 km/detik (25.200 km/jam) terhadap Mars. Jika komposisinya dianggap sama dengan komposisi asteroid yang menjadi sumber bagi meteorit akondrit di Bumi (yang memiliki massa jenis 3 gram per sentimeter kubik), jatuh di permukaan Mars yang berpasir (dengan massa jenis dianggap 11,5 gram per sentimeter kubik), jatuh dari ketinggian (altitude) 60 derajat dan dengan percepatan gravitasi di Mars hanya 38 % Bumi, maka dimensi asteroid tersebut hanyalah 90 cm bila berupa bola. Massa asteroid mini tersebut 1.140 kg dengan energi kinetik yang terlepas kala menyentuh tanah Mars mencapai 29,8 GigaJoule atau setara dengan 7,1 ton TNT. Dengan mengacu pada pemantauan rutin instrumen CTX, maka tumbukan asteroid mini tersebut terjadi dalam waktu kapanpun di antara bulan Juli 2010 hingga Mei 2012.

Gambar 2. Posisi kawah 30 meter dalam peta global permukaan Mars. Di sudut kanan atas nampak empat kawah baru (kawah A, B, C dan D) yang terungkap pada 2008 silam dan menarik perhatian karena pembentukannya juga memencarkan es murni yang semula ada di bawah tanah Mars. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari USGS.

Gambar 2. Posisi kawah 30 meter dalam peta global permukaan Mars. Di sudut kanan atas nampak empat kawah baru (kawah A, B, C dan D) yang terungkap pada 2008 silam dan menarik perhatian karena pembentukannya juga memencarkan es murni yang semula ada di bawah tanah Mars. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari USGS.

Munculnya kawah baru di Mars akibat tumbukan benda langit sejatinya sudah berkali-kali teramati oleh wahana MRO. Beberapa diantaranya menarik perhatian karena mengambil lokasi di dekat kutub utara Mars yang kaya air meski berbentuk es abadi (permafrost). Maka begitu terbentuk kawah, tanah yang tergali dan terpencar ke sekelilingnya pun banyak mengandung es murni. Seiring waktu, es yang terhambur pun tersublimasi menjadi uap air. Hal ini cukup membantu dalam memetakan deposit dan karakteristik air yang terkandung di bawah tanah Mars. Kawah terbaru di Mars tidak memperlihatkan jejak-jejak es seperti itu. Namun apa yang membuatnya menarik adalah demikian jauhnya pencaran tanah Mars yang tergali oleh proses tumbukan. Sulit untuk dibayangkan bagaimana sebuah asteroid mini yang ‘hanya’ seukuran 90 cm mampu melontarkan tanah hingga sejauh 15 km kala membentuk kawah baru ini.

Bumi

Bagaimana jika asteroid mini tersebut jatuh ke Bumi?

Nasib asteroid tersebut dapat kita simulasikan. Disini harus digarisbawahi bahwa percepatan gravitasi Bumi lebih besar ketimbang Mars dan posisinya dalam tata surya adalah demikian rupa sehingga asteroid yang jatuh ke Bumi rata-rata berkecepatan 20 km/detik (72.000 km/jam). Sehingga energi kinetiknya lebih besar, yakni setara dengan 56,7 ton TNT atau 8 kali lipat lebih besar ketimbang energi kinetik saat di Mars.

Gambar 3. Citra kawah A (diameter 4 meter) dalam resolusi lebih tinggi yang juga diambil dari kamera HiRISE wahana Mars Reconaissance Orbiter. Kawah ini terbentuk dalam waktu kapan saja di antara bulan Januari hingga September 2008. Warna putih menunjukkan pencaran es yang tergali dan terhambur bersama tanah Mars saat kawah terbentuk. Dari sebaran es ini diketahui ketebalan lapisan es di lokasi kawah tersebut sekitar 12 cm. Sumber: NASA, 2008.

Gambar 3. Citra kawah A (diameter 4 meter) dalam resolusi lebih tinggi yang juga diambil dari kamera HiRISE wahana Mars Reconaissance Orbiter. Kawah ini terbentuk dalam waktu kapan saja di antara bulan Januari hingga September 2008. Warna putih menunjukkan pencaran es yang tergali dan terhambur bersama tanah Mars saat kawah terbentuk. Dari sebaran es ini diketahui ketebalan lapisan es di lokasi kawah tersebut sekitar 12 cm. Sumber: NASA, 2008.

Namun selimut udara tebal yang menyelubungi Bumi memperlakukan asteroid tersebut demikian rupa sehingga dipaksa berpijar cemerlang dan berubah menjadi meteor-terang (fireball) kala berusaha menembus atmosfer. Meteor-terang ini mencapai puncak kecerlangannya pada ketinggian 57 km dpl (dari permukaan laut) dengan magnitudo -8,1 atau 28 kali lebih terang ketimbang planet Venus. Dengan tingkat terang sebesar itu maka ia mudah dilihat meski muncul di langit saat siang hari sekalipun. Pada ketinggian itu juga meteor-terang mulai terpecah-belah. Proses ini terus berlangsung hingga ketinggian 51 km dpl saat meteor-terang yang telah terpecah-belah itu mendadak mengalami airburst (peristiwa mirip ledakan akibat kehilangan kecepatan secara mendadak). Airburst mengakhiri riwayat meteor-terang tersebut, meski sebagian kecil di antaranya (dengan perkiraan massa sekitar 1 % massa asteroid sebelum memasuki atmosfer Bumi) mungkin lolos dari kehancuran dan melanjutkan perjalanannya untuk kemudian mendarat di permukaan Bumi sebagai keping-keping meteorit.

Dengan mudah dapat kita lihat bahwa bila asteroid mini seukuran 90 cm yang jatuh di Mars mampu melubangi permukaannya hingga menghasilkan kawah selebar 30 meter dan mencipratkan tanahnya kemana-mana, saat asteroid serupa menuju ke Bumi maka ia telah dimusnahkan jauh di ketinggian 51 km dpl dalam peristiwa airburst. Sehingga tak ada dampak berarti yang ditimbulkannya di permukaan Bumi, kecuali jatuhnya keping-keping meteorit yang relatif tak mematikan. Sekali lagi, kita harus bersyukur bahwa Bumi tempat tinggal kita dilimpahi dengan selimut udara yang demikian tebal sehingga mampu menangkal bahaya dari luar yang salah satunya berupa asteroid mini semacam itu.

Bila asteroid mini mampu menjatuhi permukaan Mars dan menyebabkan dampak sedemikian rupa, maka jelas bahwa resiko yang dihadapi planet merah ini terhadap tumbukan benda langit relatif serupa dengan Bulan. Meskipun Mars memiliki atmosfer, namun cukup tipis sehingga tak berperan banyak dalam mengurangi kecepatan awal asteroid sebelum jatuh menumbuk. Tipisnya udara Mars masakini memang mengundang tanya, mengapa bisa sepeti ini? Padahal penyelidikan termutakhir melalui robot-robot penjelajah yang pernah dan masih aktif di Mars seperti robot kembar Spirit dan opportunity serta Curiosity menunjukkan bahwa Mars purba memiliki selimut udara yang jauh lebih tebal. Demikian tebalnya sehingga atmosfer Mars purba mampu mendukung proses-proses cuaca secara penuh. Hasilnya permukaan Mars purba dipenuhi dengan genangan air baik dalam wujud sungai, danau maupun laut. Bagaimana lapisan udara Mars purba yang demikian tebal dan lebih padat dapat menyusut dramatis hingga setipis sekarang, masih menjadi pertanyaan yang menunggu jawaban.

Referensi :

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.

NASA Jet Propulsion Laboratory. 2014. A Spectacular New Martian Impact Crater.

Byrne dkk. 2009. Distribution of Mid-Latitude Ground Ice on Mars from New Impact Craters. Science 325 (2009), 1674-1676.

Kawah Meteor Baru di Bulan

Sebuah kawah meteor yang baru telah terbentuk di permukaan Bulan pada 17 Maret 2013 lalu. Kawah meteor tersebut mampu ‘menelan’ sepasang rumah tipe 36 dengan mudah. Namun siapa sangka, kawah sebesar ini ternyata terbentuk oleh hantaman meteoroid yang dimensinya tak lebih besar dari roda sepeda motor kita?

Gambar 1. Ilustrasi saat-saat jatuhnya sebutir meteoroid di permukaan Bulan, yang menghamburkan material produk tumbukan (ejecta) bersuhu tinggi ke lingkungan sekelilingnya, sementara Bumi nampak mengapung di antara bintang-bintang di latar belakang. Sumber: NASA, 2005.

Gambar 1. Ilustrasi saat-saat jatuhnya sebutir meteoroid di permukaan Bulan, yang menghamburkan material produk tumbukan (ejecta) bersuhu tinggi ke lingkungan sekelilingnya, sementara Bumi nampak mengapung di antara bintang-bintang di latar belakang. Sumber: NASA, 2005.

Rob Suggs mendadak terlonjak dari kursinya saat seberkas cahaya terang benderang mendadak muncul di layar monitor di meja kerjanya di NASA Marshall Flight Space Center, Alabama (AS) pada Sabtu 16 Maret 2013 pukul 09:50 waktu setempat (atau Minggu 17 Maret 2013 pukul 10:50 WIB). Sebagai sosok di balik program Lunar Impact Monitoring yang bertugas memantau peristiwa tumbukan meteoroid di permukaan Bulan semenjak 2005, Suggs sejatinya tak asing dengan kilatan cahaya sejenis. Tapi, “itulah kilatan cahaya paling terang yang pernah saya saksikan,” kenangnya.

Kilatan cahaya itu mengerjap dari sisi dekat Bulan yang masih gulita karena berada di luar area sabit Bulan. Pada saat itu Bulan memiliki fase hanya 27 % sehingga masih berbentuk sabit (catatan: saat fase Bulan 50 %, maka ia berbentuk separuh lingkaran sementara saat fasenya maksimum maka wajah Bulan berupa lingkaran utuh sebagai purnama). Kilatan cahaya yang terbentuk saat meteoroid menghantam Bulan itu demikian terang, setara terangnya dengan bintang bermagnitudo semu +4, sehingga siapapun yang menatap Bulan pada saat itu akan mampu melihatnya bahkan meski tidak menggunakan alat bantu optik apapun, sepanjang berada di lingkungan yang cukup gelap. Dalam catatan Suggs, inilah kilatan cahaya tumbukan meteor terterang yang pernah teramati program Lunar Impact Monitoring, program pemantauan NASA yang bersenjatakan teleskop 355 mm dengan panjang fokus efektif 94 cm. Pada umumnya kilatan produk tumbukan meteoroid di Bulan hanya memiliki magnitudo semu +7 sehingga cukup gelap untuk bisa disaksikan oleh mata manusia bila tak menggunakan alat bantu optik apapun.

Gambar 2. Bagian dari rekaman video yang menunjukkan peristiwa tumbukan meteor di Bulan pada 17 Maret 2013 silam. Kilatan cahaya produk tumbukan nampak mengerjap dari area Mare Imbrium (kanan bawah). Sumber: NASA, 2013.

Gambar 2. Bagian dari rekaman video yang menunjukkan peristiwa tumbukan meteor di Bulan pada 17 Maret 2013 silam. Kilatan cahaya produk tumbukan nampak mengerjap dari area Mare Imbrium (kanan bawah). Sumber: NASA, 2013.

Perbandingan antara rekaman video yang memuat detik-detik terjadinya kilatan cahaya benderang tersebut dengan peta Bulan memastikan bahwa posisi tumbukan meteoroid ada di sisi selatan Mare Imbrium, tepatnya di dekat kawah Pytheas. Berselang 4 bulan kemudian, satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) memastikan keberadaan jejak dari tumbukan tersebut. Mata tajam kamera LRO, yang dirancang untuk bisa menjejak obyek di permukaan Bulan dengan resolusi sangat tinggi hingga sebesar 35 cm per piksel, mendeteksi kehadiran sebentuk kawah baru yang sebelumnya tak pernah ada. Kawah baru tersebut terletak di koordinat 20,6 LU 23,9 BB di permukaan Bulan. Kamera LRO memperlihatkan kawah baru tersebut sebagai kawah kecil dengan garis tengah 18 meter yang berhiaskan tumpukan material segar sebagai produk tumbukan yang terlontar kesekelilingnya. Material tersebut tidak tersebar secara merata di sekeliling kawah melainkan lebih dominan ke arah timur laut, yang menandakan bahwa meteoroid pembentuknya datang dari arah barat daya. Namun butuh waktu hingga 9 bulan pasca tumbukan sebelum hasil-hasil bidikan satelit LRO dipublikasikan, yakni melalui momen pertemuan Perhimpunan Geofisika Amerika Serikat (AGU/American Gephysical Union) pada Desember 2013 lalu.

Analisis

Dalam waktu yang hampir bersamaan dengan kejadian tumbukan meteor di Bulan itu, kamera pemantau NASA di program Meteoroid Environment juga mendeteksi adanya 5 meteoroid tak biasa yang memasuki atmosfer Bumi sebagai meteor-terang (fireball). Selain NASA, fireball yang sama juga terekam kamera pemantau University of Western Ontario. Analisis menunjukkan bahwa semua fireball itu merupakan bagian hujan meteor eta Virginids, yakni jenis hujan meteor periodik yang berlangsung semenjak 24 Februari hingga 27 Maret setiap tahun. Puncak hujan meteor ini terjadi pada 18 Maret dengan intensitas sangat kecil, hanya 1 sampai 2 meteor per jam. Meteoroid-meteoroid eta Virginids berasal dari sisa-sisa komet tak dikenal yang nampaknya sempat teramati pada 30 September 1833 dan 16 hari kemudian. Meteoroid-meteoroid tersebut mengorbit Matahari dalam lintasannya masing-masing yang berbentuk lonjong serta merentang di antara orbit Venus dan Jupiter. Meteoroid eta Virginids memasuki atmosfer Bumi pada kecepatan yang cukup tinggi untuk ukuran manusia, yakni 25,5 km/detik (92.000 km/jam). Namun untuk ukuran meteoroid yang berasal dari sisa komet, kecepatan eta Virginids masih tergolong rendah. Waktu kejadian yang hampir bersamaan mengindikasikan bahwa meteor yang membentuk kawah di Bulan pada 17 Maret 2013 itu pun merupakan meteoroid eta Virginids.

Gambar 3. Titik jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan dalam peristiwa 17 Maret 2013 silam (ditandai dengan anak panah kuning) dalam citra satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter). Fitur topografis Bulan terdekat dengannya adalah kawah Pytheas (diameter 20 km). Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 3. Titik jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan dalam peristiwa 17 Maret 2013 silam (ditandai dengan anak panah kuning) dalam citra satelit LRO (Lunar Reconaissance Orbiter). Fitur topografis Bulan terdekat dengannya adalah kawah Pytheas (diameter 20 km). Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Pada saat kejadian, sumber hujan meteor Virginids terletak pada altitud 70 derajat di arah barat daya jika ditinjau dari titik targetnya di Bulan. Dengan memanfaatkan data ini dan kecepatan meteoroid, maka perhitungan yang penulis lakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan matematis dari Collins (2005) yang dimodifikasi memperlihatkan kawah meteor baru yang bergaris tengah 18 meter di Bulan itu bisa dibentuk oleh sebongkah meteoroid dengan diameter ‘hanya’ 40 cm dan massa ‘hanya’ 40 kg. Dengan demikian dimensi meteoroidnya tak lebih besar ketimbang roda sepeda motor yang biasa kita naiki di Bumi. Analisis lebih lanjut memperlihatkan saat meteoroid tersebut menghantam titik targetnya, terjadi pelepasan energi kinetik sebesar 13 GigaJoule atau 3 ton TNT. Dengan demikian energi tumbukan ini setara dengan ledakan dari 3.000 kg batang dinamit. Pelepasan energi ini menyebabkan suhu titik target melonjak hingga sekitar 10.000 derajat Celcius sembari menghamburkan lebih dari 550 meter kubik batuan dan pasir Bulan sebagai materi produk tumbukan (ejecta) dengan massa lebih dari 830 ton. Karena meteoroid datang dari arah barat daya, maka mayoritas ejecta-nya terlempar ke arah berseberangan yakni timur laut.

Resiko bagi Manusia di Bulan

Bagaimana jika meteoroid 40 cm itu jatuh ke Bumi? Simulasi menunjukkan jika hal itu terjadi, maka meteoroid itu takkan menimbulkan masalah berarti. Saat meteoroid memasuki atmosfer Bumi, ia berubah menjadi fireball yang memijar terang hingga mencapai puncak kecerlangannya pada ketinggian sekitar 85 km dari permukaan laut dengan magnitudo semu -6,5 atau 6 kali lipat lebih benderang dibanding Venus. Namun dalam beberapa detik kemudian, tepatnya kala fireball telah memasuki ketinggian 75 km dari permukaan laut, ia akan lenyap karena materi penyusunnya telah tergerus habis dan menguap oleh kombinasi tekanan dan panas sangat tinggi. Dengan kata lain, selimut udara yang menyelubungi Bumi menjadi berkah yang membuat meteoroid tak sanggup mencapai permukaan Bumi. Berkah ini yang tak dimiliki oleh Bulan.

Gambar 4. Perbandingan antara citra satelit LRO yang diambil pada 12 Februari 2012 (atas) dengan yang diambil pada 28 Juli 2013 (bawah) untuk lokasi jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan. Kawah meteor baru nampak jelas terekam, yang berdiameter 18 meter dengan hamburan ejecta didominasi ke arah timur laut. Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 4. Perbandingan antara citra satelit LRO yang diambil pada 12 Februari 2012 (atas) dengan yang diambil pada 28 Juli 2013 (bawah) untuk lokasi jatuhnya meteoroid 40 cm di Bulan. Kawah meteor baru nampak jelas terekam, yang berdiameter 18 meter dengan hamburan ejecta didominasi ke arah timur laut. Panduan arah: atas = utara, kanan = timur. Sumber: NASA, 2014.

Bulan memang sudah kita eksplorasi semenjak fajar abad antariksa menyingsing lebih dari setengah abad silam. 12 orang bahkan telah menapakkan kakinya di Bulan melalui program Apollo, yang berakhir lebih dari empat dasawarsa silam. Namun hingga kini tak satupun yang tahu seberapa banyak meteoroid yang berjatuhan ke Bulan dalam setiap harinya. Padahal Bulan jauh lebih rentan terhadap ancaman tumbukan benda langit (meteor) bahkan untuk dimensi yang kecil sekalipun seiring tiadanya selubung udara yang tebal dan signifikan di sana.

Kejadian 17 Maret 2013 menjadi contoh telanjang bagaimana meteoroid yang tergolong kecil mampu berdampak signifikan (untuk ukuran manusia) di Bulan, dimana meteoroid seukuran ‘hanya’ 40 cm saja mampu membentuk kawah selebar 18 meter. Padahal diameter wahana-wahana antariksa yang dikirimkan manusia ke Bulan, termasuk modul bulan yang digunakan sebagai wahana pendarat manusia dalam program Apollo, tak sampai lebih dari 8 meter. Maka sebutir meteoroid kecil yang menghantam Bulan adalah mimpi buruk bagi manusia terutama pada momen pendaratan manusia dan kolonisasi (penghunian) Bulan kelak. Pendaratan manusia dalam program Apollo di masa silam boleh dikata beruntung melewati momen-momen mengerikan hantaman meteor di Bulan karena bernasib mujur.

Referensi :

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.