Menemukan Chicxulub, di Balik Perburuan Kawah Pembunuh Dinosaurus

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Gravitasi dan Magnetik

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Menemukan Chicxulub

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Referensi :

Penfield. 2009. Finding Chicxulub.

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

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

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

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

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

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

Mengabadikan Komet Lovejoy, Tamu Purba dari Tepi Tata Surya

Tamu itu bernama Lovejoy. Tidak. Namanya tidaklah beraroma romantis yang berkelindan di seputar cinta (love) maupun kegembiraan (joy). Ia mendapatkan nama megahnya dari sesosok Australia paruh baya bernama lengkap Terry Lovejoy, orang pertama yang menyaksikan eksistensinya. Terry Lovejoy adalah seorang insinyur informatika yang tak kepalang tanggung menceburkan diri dalam jagat astronomi di waktu senggangnya. Sebagai astronom amatir, yakni astronom yang tak berlatar-belakang pendidikan astronomi secara formal, nama Terry Lovejoy mendunia melalui modifikasinya terhadap kamera-kamera digital untuk keperluan pemotretan/pencitraan astronomi (astrofotografi). Modifikasi tersebut membuat para astronom amatir mampu memuaskan hasratnya mengabadikan benda-benda langit khususnya obyek jauh seperti galaksi, gugus bintang (cluster) dan awan gas (nebula) dengan leluasa tanpa harus merogoh kocek terlalu dalam.

Selain inovasi tersebut, dalam jagat astronomi nama Terry Lovejoy juga dikenal sebagai penemu komet. Menyapu langit secara rutin dari kawasan pedesaan negara bagian Queensland (Australia), sejauh ini sosok Terry Lovejoy telah menemukan lima buah komet baru semenjak 2007 Tarikh Umum (TU). Prestasi ini layak diacungi jempol, mengingat upaya penemuan komet-komet baru pada masa kini harus bersaing dengan sejumlah sistem penyigian langit semi-otomatis seperti Spacewatch, LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroids Research), Catalina Sky Survey, Siding Spring Survey maupun Pan–STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System). Sesuai dengan tatanama komet yang diberlakukan IAU (International Astronomical Union), sebuah komet baru akan diberi nama sesuai dengan nama penemunya ataupun nama sistem penyiginya. Dengan demikian kelima komet baru yang ditemukan Terry Lovejoy pun menyandang nama Lovejoy.

Gambar 1. Komet C/2014 Q2 Lovejoy dalam observasi hari pertama di tengah gelimang cahaya Bulan pasca purnama dan awan-awan tipis yang berarak-arak. Atas: kedudukan komet (tanda panah) dalam citra bidang lebar rasi bintang Taurus dan Waluku. Bawah: detil posisi komet dan bintang-bintang disekelilingnya, sebagai perbesaran dari kotak kuning dalam citra diatasnya. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 1. Komet C/2014 Q2 Lovejoy dalam observasi hari pertama di tengah gelimang cahaya Bulan pasca purnama dan awan-awan tipis yang berarak-arak. Atas: kedudukan komet (tanda panah) dalam citra bidang lebar rasi bintang Taurus dan Waluku. Bawah: detil posisi komet dan bintang-bintang disekelilingnya, sebagai perbesaran dari kotak kuning dalam citra diatasnya. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Untuk membedakan satu dengan lainnya, komet-komet yang bernama serupa tersebut juga memiliki identitas tersendiri sesuai dengan sistem penandaan yang diberlakukan IAU bagi komet. Dalam hal komet Lovejoy, kelima komet tersebut beridentitas sebagai C/2007 E2 Lovejoy (ditemukan 15 Maret 2007 TU), C/2007 K5 Lovejoy (ditemukan 26 Mei 2007 TU), C/2011 W3 Lovejoy (ditemukan 27 November 2011 TU), C/2013 R1 Lovejoy (ditemukan 7 September 2013 TU) dan yang terakhir C/2014 Q2 Lovejoy (ditemukan 17 Agustus 2014 TU).

Tamu purba dari tepi tata surya yang kita bicarakan di sini adalah komet C/2014 Q2 Lovejoy. Saat pertama kali disaksikan Terry Lovejoy melalui teleskop reflektor Schmidt-Cassegrain 20 cm, komet ini masih demikian redup hingga lebih redup ketimbang planet-kerdil Pluto. Pada 17 Agustus 2014 TU itu sang komet masih melata pelan di latar depan rasi Cetus. Ia berjarak 423 juta kilometer dari Bumi kita, atau di antara orbit Mars dan Jupiter. Observasi demi observasi berikutnya menghasilkan segudang data yang memperlihatkan bahwa komet C/2014 Q2 Lovejoy ini adalah komet periodik yang berperiode sangat panjang. Orbitnya sangat lonjong (sangat ellips) dengan perihelion sejarak 193 juta kilometer (orbit Bumi = 149,6 juta kilometer). Sementara aphelionnya lebih jauh lagi, yakni terletak pada jarak 172,9 milyar kilometer, atau hampir 30 kali lipat lebih besar ketimbang jarak rata-rata Matahari ke planet-kerdil Pluto. Dengan profil orbit sedemikian, jelas bahwa komet C/2014 Q2 Lovejoy merupakan komet yang bersumber dari awan komet Opik-Oort di tepian tata surya kita. Butuh waktu hingga 13.900 tahun lamanya bagi sang komet untuk menyelesaikan sekali putaran mengelilingi Matahari dalam orbitnya.

Komet Terang

Gambar 2. Komet C/2014 Q2 Lovejoy dalam observasi hari kedua dalam kondisi langit sempurna. Kiri: kedudukan komet (tanda panah) dalam citra bidang lebar rasi bintang Taurus dan Waluku. Kanan: detil posisi komet dan bintang disekelilingnya, sebagai perbesaran dari kotak kuning dalam citra sebelah kiri. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 2. Komet C/2014 Q2 Lovejoy dalam observasi hari kedua dalam kondisi langit sempurna. Kiri: kedudukan komet (tanda panah) dalam citra bidang lebar rasi bintang Taurus dan Waluku. Kanan: detil posisi komet dan bintang disekelilingnya, sebagai perbesaran dari kotak kuning dalam citra sebelah kiri. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Dapat kita bayangkan pada saat komet ini melintasi perihelionnya sebelum kali ini, ia melihat Bumi dalam situasi 13.900 tahun silam. Yakni Bumi yang (setengah) mengigil kedinginan di tengah periode dingin Older Dryas penghujung zaman es terakhir yang juga penghujung kala Pleistosen dalam skala waktu geologi. Leluhur kita saat itu, yakni generasi Homo sapiens, memang sudah ada namun masih melakoni kehidupan berburu dan meramu serta masih berpindah-pindah tempat tinggal. Kebudayaan mereka masih berkutat di kebudayaan batu paleolitikum atas akhir. Kini saat komet yang sama kembali ke lingkungan dekat Bumi dalam perjalanannya menuju perihelionnya, ia mungkin akan tercengang demikian rupa menyaksikan planet biru kita telah berubah demikian dramatis.

Sedari awal ditemukannya disadari komet C/2014 Q2 Lovejoy memang berpotensi menjadi komet terang. Perhitungan astronomis menunjukkan komet ini bakal tiba di titik perihelionnya pada 30 Januari 2015 TU mendatang. Namun komet bakal tiba di titik terdekatnya ke Bumi pada 7 Januari 2015 TU pukul 15:27 WIB. Saat ini komet C/2014 Q2 Lovejoy ini berjarak 70 juta kilometer dari Bumi kita dan melejit dengan kecepatan relatif 43,2 kilometer/detik (~155.500 kilometer/jam) terhadap Bumi kita. Pada jarak tersebut, tak ada potensi tumbukan antara komet ini dengan Bumi. Sebaliknya sang komet bakal menyajikan pemandangan langit yang mengesankan. Pada awalnya diprediksikan bahwa sepanjang Januari 2015 TU ini komet C/2014 Q2 Lovejoy bakal berbinar dengan magnitudo semu +6.

Magnitudo semu +6 adalah batas kemampuan penglihatan mata manusia khususnya di kawasan yang betul-betul gelap (bukan pedesaan, apalagi perkotaan) di bawah langit yang cemerlang sempurna (tanpa awan sama-sekali) dan tidak sedang Bulan purnama. Pada magnitudo tersebut, komet C/2014 Q2 Lovejoy mudah untuk disaksikan dengan alat bantu sederhana seperti binokuler ataupun teleskop kecil, asal diarahkan ke posisi yang tepat. Namun prediksi demikian tidak selalu menghasilkan kenyataan. Pengalaman menunjukkan sebuah komet dapat saja lebih terang dibanding prediksi awalnya, namun bisa pula terjadi sebuah komet justru lebih redup dibanding prediksi awal.

Gambar 3. Kiri: komet C/2014 Q2 Lovejoy (tanda panah) dalam citra bidang lebar rasi bintang Taurus dan Eridanus. Kanan: detil posisi komet dan bintang disekelilingnya, sebagai perbesaran dari kotak kuning dalam citra sebelah kiri. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 3. Kiri: komet C/2014 Q2 Lovejoy (tanda panah) dalam citra bidang lebar rasi bintang Taurus dan Eridanus. Kanan: detil posisi komet dan bintang disekelilingnya, sebagai perbesaran dari kotak kuning dalam citra sebelah kiri. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Posisi Indonesia terhadap kedudukan komet ini sungguh unik dan menjanjikan. Kombinasi sudut antara orbit komet dan ekliptika (bidang edar Bumi dalam mengelilingi Matahari) yang sebesar 80 derajat dengan sejumlah kekhasan lainnya dan posisi Indonesia membuat komet ini akan muncul di langit timur dalam kedudukan cukup tinggi segera setelah mentari terbenam. Dan ia baru menghilang (terbenam) pada waktu dinihari, beberapa jam jelang Matahari terbit kembali. Dengan demikian tersedia waktu hingga berjam-jam lamanya untuk mencermati sang komet. Kondisi ini sangat berbeda bila dibandingkan komet-komet lain yang pernah singgah di lingkungan dekat Bumi dan diamati sebelumnya. Komet-komet tersebut umumnya hanya bisa diamati dalam tempo sangat singkat di Indonesia. Yakni hanya berpuluh menit jelang Matahari terbit ataupun beberapa puluh menit setelah sang surya kembali ke peraduan, masing-masing pada ketinggian yang cukup rendah dari kaki langit.

Namun keunggulan dari segi posisi ini harus berhadapan dengan prediksi pesimistik yang tak terkait benda langit secara langsung, namun sangat menentukan kualitas pengamatan. Yakni cuaca. Umumnya bulan Januari di Indonesia adalah bulan kalender dimana langit selalu diselimuti awan. Awan hujan atau bahkan awan badai pun kerap terbentuk pada saat-saat ini, yang menghasilkan hujan dengan intensitas cenderung deras. Dampak ikutannya seperti bencana banjir atau gerakan tanah/longsor pun kerap terjadi. Awalnya Januari 2015 TU pun disangka bakal demikian. Sehingga meski komet C/2014 Q2 Lovejoy sedang cantik-cantiknya di langit, astronom amatir dan profesional di Indonesia mungkin bakal gigit jari dengan awan dan hujan dari hari ke hari.

Tetapi realitas kerap bertolak belakang dibanding prediksi, terlebih pada peristiwa sekompleks cuaca. Setelah dihajar hujan relatif deras di hari-hari Desember 2014 TU yang mendatangkan bencana banjir dan tanah longsor dimana-mana, siapa sangka di dasarian (persepuluhan hari) pertama Januari 2015 TU sebagian Indonesia justru cerah. Khususnya pulau Jawa dan sekitarnya. Tumbuh dan berkembangnya dua pusat tekanan rendah di selatan Indonesia, masing-masing di Australia dan Samudera Indonesia (Hindia) adalah penyebabnya. Dua pusat tekanan rendah itu seakan menyedot sebagian besar uap air di sebagian Indonesia. Akibatnya muncullah situasi unik: hari-hari yang panas terik (dan gerah) mirip kemarau. Dan di malam harinya langit demikian cerah tanpa/dengan sedikit sapuan awan. Inilah kesempatan untuk menyaksikan tamu purba dari tepi tata surya yang menjanjikan.

Observasi

Gambar 4. Komet C/2014 Q2 Lovejoy bersama dengan gugus bintang Pleiades atau Tujuh Dara. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 4. Komet C/2014 Q2 Lovejoy bersama dengan gugus bintang Pleiades atau Tujuh Dara. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Saya mempersiapkan dua instrumen sederhana guna menyambut tamu ini. Instrumen pertama adalah teleskop pembias (refraktor) yang memiliki lensa obyektif berdiameter 70 mm dengan penyangga (mounting) ekuatorial manual. Dan yang kedua adalah sebuah kamera DSLR kelas konsumen bermerek Nikon D60 dengan lensa bawaannya. Adapter kamera-teleskop juga disiapkan, namun tidak diniatkan untuk digunakan. Musababnya dengan posisi komet yang cukup tinggi di langit pada saat pengamatan, yakni di sekitar titik zenith, penggabungan kamera DSLR dengan teleskop menimbulkan kesulitan teknis tersendiri mengingat bobot kamera yang relatif besar. Karena itu kamera dipasang tersendiri pada tripodnya, dengan lensa diatur pada bukaan terbesar (f-ratio terkecil) untuk setiap panjang fokus antara 18 mm hingga 55 mm. Fokus diatur secara manual. ISO dipilih pada nilai yang cukup besar, dalam hal ini saya menggunakan ISO 1600. Waktu penyinaran (pencahayaan) diatur antara 20 detik hingga 30 detik.

Observasi dilakukan dari halaman belakang rumah antara Jumat (9 Januari 2015 TU) hingga Minggu (11 Januari 2015 TU) malam, untuk kemudian dilanjutkan kembali pada Kamis 15 Januari 2015 TU. Semuanya berlangsung pada selang waktu antara pukul 21:00 hingga 00:00 WIB. Di hari pertama observasi terganggu oleh terangnya langit akibat pencahayaan Bulan yang baru saja lepas dari status purnama. Selain itu gangguan juga datang dari awan-awan tipis yang berarak-arak. Namun di hari kedua dan seterusnya, kedua gangguan tersebut relatif sangat berkurang. Sehingga observasi bila dilangsungkan dengan leluasa. Meski terletak di pinggiran kota, namun polusi cahaya relatif minimal sehingga tidak mengganggu.

Gambar 5. Komet C/2014 Q2 Lovejoy menggantung di langit barat dengan latar depan pohon mangga, pada observasi hari ketiga. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 5. Komet C/2014 Q2 Lovejoy menggantung di langit barat dengan latar depan pohon mangga, pada observasi hari ketiga. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Komet C/2014 Q2 Lovejoy relatif mudah ditemukan. Patokannya adalah rasi bintang Waluku (Orion), rasi bintang yang sangat populer dalam masyarakat agraris Indonesia sebagai penanda musim tanam padi di sawah/ladang pada waktu-waktu tertentu. Tepat di sebelah barat Waluku ini berdampingan dengan rasi bintang lain yang tak kalah populernya, yakni Taurus. Selain mengandung bintang raksasa merah Aldebaran yang menggetarkan (dimensinya 100 kali lipat lebih besar ketimbang Matahari dengan pelepasan energi 1.000 kali lipat lebih tinggi), Taurus juga dikenal dengan Tujuh Dara-nya atau Pleiades. Inilah gugus bintang yang secara kasat mata terdiri dari tujuh bintang lumayan terang, namun jika ditelaah lebih lanjut dengan teleskop termutakhir ternyata berisikan tak kurang dari 500 buah bintang. Posisi komet C/2014 Q2 Lovejoy tepat berada di rasi Taurus, sembari berangsur-angsur menjauhi Waluku.

Komet C/2014 Q2 Lovejoy terabadikan dalam kamera DSLR meski cukup redup. Ia hanya nampak sebagai bintik cahaya mirip bintang, namun bintik tersebut baur seakan berselimutkan kabut. Ini sangat berbeda dibandingkan bintang-bintang umumnya, yang tampil sebagai bintik cahaya tegas. Kabut tersebut menjadi penanda atmosfer temporer (coma) sang komet. Ciri menonjol lainnya adalah warnanya yang kehijauan, bertolak belakang dengan bintang-bintang umumnya yang putih kebiruan hingga kemerahan. Warna kehijauan ini merupakan produk dari eksitasi elektron-elektron dalam molekul karbon diatom (C2) dan sianogen (CN) di coma akibat pengaruh cahaya Matahari.

Gambar 6. Kiri: komet C/2014 Q2 Lovejoy pada observasi hari keempat, nampak menggantung di langit barat dengan latar depan pohon mangga. Kanan: perbesaran citra untuk area komet dan sekitarnya. Dibanding hari-hari sebelumnya, observasi di hari keempat ini menunjukkan komet berada dalam kondisi paling terang. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 6. Kiri: komet C/2014 Q2 Lovejoy pada observasi hari keempat, nampak menggantung di langit barat dengan latar depan pohon mangga. Kanan: perbesaran citra untuk area komet dan sekitarnya. Dibanding hari-hari sebelumnya, observasi di hari keempat ini menunjukkan komet berada dalam kondisi paling terang. Diabadikan dengan Nikon D60 dan diolah dengan GIMP 2. Sumber: Sudibyo, 2015.

Pun demikian dalam teleskop. Komet C/2014 Q2 Lovejoy terlihat kasat mata menyerupai awan/kabut kecil yang tipis kehijauan, kontras dengan bintang-bintang umumnya yang selalu terlihat sebagai titik cahaya tegas. Perbandingan dengan bintang-bintang disekitarnya, baik dalam kamera DSLR maupun teleskop, mengindikasikan komet C/2014 Q2 Lovejoy memiliki magnitudo semu berkisar antara +5 (hari pertama) hingga +4 (hari terakhir). Sebagai pembanding, observasi Ehsan Rostamizadeh di Bidkhoun (Iran) pada 15 Januari 2015 TU menunjukkan komet C/2014 Q2 Lovejoy memiliki magnitudo semu +3,8. fakta ini menunjukkan bahwa komet C/2014 Q2 Lovejoy ternyata sedikit lebih terang dibanding apa yang semula diprediksikan.

Observasi komet C/2014 Q2 Lovejoy yang saya lakukan memang belum sanggup menguak ciri khas terpenting komet, yakni ekor baik dalam rupa ekor gas maupun debu. Komet C/2014 Q2 Lovejoy merupakan salah satu komet dengan ekor lumayan panjang, yang merentang sepanjang hingga 10 derajat di langit. Namun ekor ini sangat redup. Butuh teknik astrofotografi tersendiri untuk memunculkannya, yang tidak bisa dilakukan hanya dalam bingkai (frame) tunggal seperti yang saya lakukan. Terlepas dari keterbatasan tersebut, hasil-hasil observasi ini menunjukkan bahwa dengan instrumen yang sederhana dan biaya yang relatif terjangkau, komet C/2014 Q2 Lovejoy ternyata dapat diamati dengan baik dari hari ke hari.

Gambar 7. komet C/2014 Q2 Lovejoy (warna hijau) dalam sketsa, berdampingan dengan sebuah bintang redup anggota rasi bintang Taurus saat diamati dengan teleskop pada observasi hari keempat. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 7. komet C/2014 Q2 Lovejoy (warna hijau) dalam sketsa, berdampingan dengan sebuah bintang redup anggota rasi bintang Taurus saat diamati dengan teleskop pada observasi hari keempat. Sumber: Sudibyo, 2015.

Dalam catatan saya pribadi, komet C/2014 Q2 Lovejoy merupakan komet kedua yang pernah saya amati baik melalui teleskop maupun kamera DSLR setelah komet ISON (C/2012 S1) pada November 2013 TU silam.

Menembus Batas, Mengamati Komet Siding-Spring dari Indonesia

Peristiwa langka itu pun terjadilah. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) akhirnya lewat juga di titik terdekatnya ke planet Mars pada Senin dinihari 20 Oktober 2014 Tarikh Umum (TU) waktu Indonesia. Observasi dari sekujur penjuru Bumi selama hari-hari menjelang peristiwa langka ini secara substansial telah menambahkan jumlah data posisi komet. Sehingga orbit komet dapat diperhitungkan dengan tingkat ketelitian jauh lebih baik. Sebagai implikasinya waktu saat sang komet tiba di titik terdekatnya ke planet merah pun sedikit mengalami revisi dari semula pukul 01:29 WIB menjadi 01:27 WIB atau dua menit lebih awal.

Gambar 1. Duet komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan dari observatorium Imah Noong, Lembang, Kab. Bandung Barat (Jawa Barat) pada dua kesempatan berbeda menggunakan radas yang sama yakni teleskop refraktor Explore Scientific Triplet Apo 80 mm (f-ratio 6) dan kamera Nikon D5100 pada ISO 400. Inilah satu-satunya citra duet komet Siding-Spring dan planet Mars yang diabadikan dari Indonesia, di luar Observatorium Bosscha. Sumber: Imah Noong, 2014 diabadikan oleh Muflih Arisa Adnan & dilabeli oleh Muh. Ma'rufin Sudibyo.

Gambar 1. Duet komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan dari observatorium Imah Noong, Lembang, Kab. Bandung Barat (Jawa Barat) pada dua kesempatan berbeda menggunakan radas yang sama yakni teleskop refraktor Explore Scientific Triplet Apo 80 mm (f-ratio 6) dan kamera Nikon D5100 pada ISO 400. Inilah satu-satunya citra duet komet Siding-Spring dan planet Mars yang diabadikan dari Indonesia, di luar Observatorium Bosscha. Sumber: Imah Noong, 2014 diabadikan oleh Muflih Arisa Adnan & dilabeli oleh Muh. Ma’rufin Sudibyo.

Peristiwa langit yang disebut-sebut sebagai peristiwa teramat langka yang belum tentu terulang kembali dalam ratusan atau bahkan ribuan tahun mendatang ini pun berlangsung relatif mulus. Sejumlah wahana antariksa aktif milik NASA (Amerika Serikat) di Mars, mulai dari si veteran Mars Odyssey dan Mars Reconaissance Orbiter hingga Mars Atmosphere and Volatile Environment (MAVEN) yang baru datang dilaporkan dalam keadaan sehat. Pun demikian wahana antariksa milik ESA (gabungan negara-negara Eropa) dan India, masing-masing Mars Express dan Manglayaan/Mars Orbiter Mission. Tak satupun dari kelimanya yang mengalami gangguan oleh semburan partikel-partikel debu berkecepatan sangat tinggi dari sang komet. Rupanya strategi penyelamatan yang telah diperbincangkan selama berbulan-bulan dan mencapai kulminasinya pada workshop Juni 2014 TU silam meraih suksesnya. Kala komet Siding-Spring melintasi titik terdekatnya ke planet Mars, seluruh wahana antariksa tersebut telah bermanuver demikian rupa menggunakan cadangan bahan bakar roketnya. Sehingga mereka semua berlindung di balik tubuh planet Mars tatkala memasuki saat-saat kritis.

Sembari bermanuver melindungi diri, mereka juga sempat mengamati komet Siding-Spring dari jarak dekat. Ini adalah kesempatan teramat langka yang setaraf nilainya dengan misi-misi antariksa terdahulu yang memang khusus ditujukan ke komet. Apalagi komet Siding-Spring merupakan komet yang diindikasikan berasal dari tepi tata surya, yakni dari awan komet Opik-Oort yang demikian besar dan dipenuhi oleh bayi-bayi komet yang siap melejit. Indikasi tersebut terlihat dari orbit komet ini yang begitu lonjong, dengan jarak rata-rata ke Matahari (setengah sumbu orbit) demikian besar hingga jauh melampaui benda langit anggota tata surya lainnya (kecuali komet) yang telah kita kenal. Karena orbitnya demikian rupa maka tak mengherankan bila periodenya amat sangat panjang. Komet Siding-Spring butuh waktu berjuta-juta tahun lamanya guna mengelilingi Matahari sekali putaran. Ia menghabiskan hampir seluruh waktunya melata di kegelapan tepian tata surya kita yang dingin membekukan. Karena itu peristiwa duet komet Siding-Spring dan planet Mars memberikan keberuntungan kosmik yang memungkinkan manusia menyelidiki sebuah komet dari awan komet Opik-Oort secara mendetail, untuk pertama kalinya. Seluruh misi antariksa ke komet terdahulu hanyalah ditujukan ke komet-komet yang berasal dari lingkungan lebih dekat ke kawasan planet-planet, yakni dari sabuk Kuiper-Edgeworth. Komet-komet dari sabuk yang mirip sabuk asteroid ini dikenal sebagai komet berperiode pendek dan berkecepatan jauh lebih rendah sehingga lebih mudah dijangkau.

Gambar 2. Komet Siding-Spring diamati dari jarak 138.000 kilometer oleh wahana Mars Reconaissance Orbiter. Setiap piksel citra ini mewakili 138 meter. Bagian terterang yang mengindikasikan inti komet dalam citra ini hanya mencakup area tiga piksel, menandakan bahwa inti komet Siding-Spring mungkin hanya berukuran 400 meter saja atau separuh lebih kecil dari yang semula diduga. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 2. Komet Siding-Spring diamati dari jarak 138.000 kilometer oleh wahana Mars Reconaissance Orbiter. Setiap piksel citra ini mewakili 138 meter. Bagian terterang yang mengindikasikan inti komet dalam citra ini hanya mencakup area tiga piksel, menandakan bahwa inti komet Siding-Spring mungkin hanya berukuran 400 meter saja atau separuh lebih kecil dari yang semula diduga. Sumber: NASA, 2014.

Sejauh ini baru wahana Mars Reconaissance Orbiter yang sudah melaporkan hasil observasinya. Ia mengamati komet Siding-Spring pada jarak 138.000 kilometer dan menyajikan gambaran lebih utuh akan komet itu. Jika semula kita menduga ukuran inti komet siding-Spring sekitar 700 meter, maka kini lewat Mars Reconaissance Orbiter kita tahu ukurannya lebih kecil lagi, yakni berkisar 400 meter atau kurang. Komet yang cemerlang dengan inti komet relatif kecil menunjukkan bahwa komet Siding-Spring ternyata lebih aktif dibanding yang semula diduga. Sehingga menguatkan dugaan bahwa komet ini memang baru pertama kali berkunjung tata surya bagian dalam setelah dihentakkan keluar dari kungkungan awan komet Opik-Oort dalam berjuta tahun silam. Selain wahana Mars Reconaissance Orbiter, salah satu robot penjelajah aktif di Mars juga menyajikan hasil observasi yang positif akan komet itu. Adalah Opportunity (Mars Exploration Rover-B), robot penjelajah veteran yang telah lebih dari satu dekade ‘hidup’ di Mars, yang berhasil mengamati komet Siding-Spring tinggi di langit Mars. Ia mencitra lewat radas PanCam (Panoramic Camera), sepasang lensa kamera berdiameter 2,15 mm dengan f-ratio 20 yang sejatinya tidak dirancang untuk mengamati benda langit dari permukaan Mars. Di luar dugaan, ternyata ia mampu mengabadikan komet Siding-Spring dengan baik.

Gambar 3. Komet Siding-Spring diamati dari permukaan planet Mars oleh radas PanCam pada robot penjelajah Opportunity dengan waktu penyinaran 50 detik. Citra ini dibuat dalam 2,5 jam sebelum sang komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu. Komet nampak cemerlang dibanding beberapa bintang terang yang ada dilatarbelakangnya. Inilah untuk pertama kalinya sebuah komet berhasil diamati dari permukaan planet lain. Sumber: NASA, 2014 dilabeli oleh Muh. Ma'rufin Sudibyo.

Gambar 3. Komet Siding-Spring diamati dari permukaan planet Mars oleh radas PanCam pada robot penjelajah Opportunity dengan waktu penyinaran 50 detik. Citra ini dibuat dalam 2,5 jam sebelum sang komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu. Komet nampak cemerlang dibanding beberapa bintang terang yang ada dilatarbelakangnya. Inilah untuk pertama kalinya sebuah komet berhasil diamati dari permukaan planet lain. Sumber: NASA, 2014 dilabeli oleh Muh. Ma’rufin Sudibyo.

Selain dari wahana dan robot penjelajah di Mars, citra-citra duet komet Siding-Spring dan planet Mars dari berbagai observatorium atau titik pengamatan di sekujur penjuru Bumi pun membanjiri linimasa media sosial. Nah adakah yang berasal dari Indonesia?

Menembus Batas

Beberapa titik pengamatan di Indonesia telah menyiapkan diri dalam menyambut duet komet Siding-Spring dan planet Mars yang langka ini. Antara lain Observatorium Bosscha di Lembang, Bandung Barat (Jawa Barat), observatorium pribadi Imah Noong di Kampung wisata Areng (juga di Lembang) dan observatorium pribadi Jogja Astro Club di Yogyakarta (DIY).

Persiapan pengamatan duet komet Siding-Spring dan planet Mars di observatorium Imah Noong telah dikerjakan semenjak beberapa waktu sebelumnya oleh astronom amatir Muflih Arisa Adnan. Imah Noong adalah observatorium pribadi yang berlokasi di kediaman Hendro Setyanto, astronom yang pernah bertugas di Observatorium Bosscha. Ia terletak di kampung wisata Areng, desa Wangunsari, Lembang, Kab, Bandung Barat (Jawa Barat). Radas yang disiapkan untuk mengamati duet komet Siding-Spring dan planet Mars adalah teleskop refraktor Explore Scientific Triplet Apo dengan lensa obyektif berdiameter 80 mm (8 cm). Teleskop ini memiliki dudukan (mounting) GOTO sehingga dapat mengikuti gerak benda langit yang disasarnya secara otomatis seiring waktu, sepanjang benda langit tersebut ada dalam basisdatanya. Teleskop kemudian dirangkai dengan radas kamera Nikon D5100 dengan teknik fokus prima yang disetel pada ISO 400 dan waktu penyinaran 15 detik.

Sedangkan penulis bertugas membantu identifikasi sang komet. Radas yang digunakan adalah komputer jinjing (laptop) yang terkoneksi ke internet. Laman Astrometry menjadi salah satu rujukan untuk mengidentifikasi posisi benda langit yang menjadi target, pun demikian laman-laman institusi/pribadi yang sedari awal sudah memproklamirkan akan menggelar siaran langsung observasi duet komet Siding-Spring dan planet Mars.

Teleskop berlensa 80 mm secara teoritis tak memungkinkan untuk mengidentifikasi komet Siding-Spring. Saat mencapai titik terdekatnya ke Mars, konsorsium Coordinated Investigations of Comets (CIOC) memprediksi magnitudo semunya berkisar +11 hingga +12. Sebaliknya teleskop 80 mm, di atas kertas, hanya akan sanggup menyasar benda langit seredup +10,5 saja. Sehingga masih ada defisit minimal +0,5 magnitudo. Namun di sisi lain penggunaan kamera yang disetel untuk waktu penyinaran cukup lama, setidaknya dibandingkan selang waktu kedipan mata manusia pada umumnya, mungkin mampu mengatasi defisit tersebut. Apalagi sensor kamera digital masakini bersifat mengumpulkan cahaya, sehingga obyek yang semula redup bakal terkesan menjadi lebih terang. Sifat ini berbeda dengan syaraf-syaraf penglihatan manusia, yang tak bersifat mengumpulkan cahaya, sehingga benda langit redup pun akan tetap terlihat redup meski telah kita tatap selam berjam-jam. Maka dapat dikatakan upaya mengamati komet Siding-Spring dengan radas-radas tersebut merupakan percobaan untuk menembus batas.

Gambar 4. Proses identifikasi komet Siding-Spring dengan membandingkan citra hasil observasi Peter Lake (kiri) dan Imah Noong (kanan). Keduanya berselisih waktu 3 jam saat pemotretan. Label HD 159865 dan HD 159845 adalah untuk dua bintang yang tercantum dalam katalog bintang. Sementara label A, B, C, D, E dan F adalah versi penulis untuk bintang-bintang yang tak tercantum dalam katalog. Bila antara bintang HD 159865, HD 159845 dan B ditarik garis lurus khayali (digambarkan sebagai garis putus-putus), maka komet berada di sekitar pertengahan garis ini. Komet ditandai dengan panah merah. SUmber: Sudibyo, 2014.

Gambar 4. Proses identifikasi komet Siding-Spring dengan membandingkan citra hasil observasi Peter Lake (kiri) dan Imah Noong (kanan). Keduanya berselisih waktu 3 jam saat pemotretan. Label HD 159865 dan HD 159845 adalah untuk dua bintang yang tercantum dalam katalog bintang. Sementara label A, B, C, D, E dan F adalah versi penulis untuk bintang-bintang yang tak tercantum dalam katalog. Bila antara bintang HD 159865, HD 159845 dan B ditarik garis lurus khayali (digambarkan sebagai garis putus-putus), maka komet berada di sekitar pertengahan garis ini. Komet ditandai dengan panah merah. SUmber: Sudibyo, 2014.

Percobaan pertama berlangsung pada Minggu 19 Oktober 2014 TU pukul 19:00 WIB, bertepatan dengan saat momen pra perlintasan-dekat komet Siding-Spring ke Mars. Seperti halnya langit bagian barat pulau Jawa pada umumnya, langit Lembang pun bertaburan awan yang berarak-arak. Namun masih tersisa celah-celah sempit diantaranya, sehingga Mars masih bisa dilihat meski hanya untuk selang waktu pendek. Pada salah satu momen teleskop berhasil menjejak Mars untuk waktu yang relatif lumayan sehingga kamera bisa merekam Mars dan lingkungannya dalam 8 frame secara berturut-turut, setara dengan waktu penyinaran (exposure time) 90 detik. Kedelapan citra yang didapat lantas digabungkan menjadi satu lewat teknik stacking.

Awalnya cukup sulit untuk mengidentifikasi komet Siding-Spring di percobaan pertama ini. Namun beruntung terdapat hasil observasi di mancanegara yang membantu mempercepat identifikasi. Berselang 3 jam sebelum observasi percobaan pertama di Imah Noong, astronom amatir Peter Lake juga mengamati duet komet Siding-Spring dan planet Mars dengan mengambil lokasi di observatorium iTelescope.net (Q62) dalam kompleks Observatorium Siding Spring (Australia), tempat sang komet terlihat manusia untuk pertama kalinya secara resmi. Peter Lake bersenjatakan teleskop Planewave dengan cermin obyektif berdiameter 50 cm yang secara teoritis mampu menyasar benda langit hingga seredup magnitudo +14,5 sehingga cukup mudah mendeteksi komet Siding-Spring. Ia membagikan hasil observasinya lewat Google+ dalam sebuah siaran langsung. Setelah dibandingkan dengan citra Peter Lake, kejutan pun terkuak. Komet Siding-Spring ternyata terekam dalam citra percobaan pertama tersebut! Komet terlihat sangat redup, ada di sebelah kiri (selatan) dari Mars dan nyaris tak terbedakan dibanding bintang-bintang disekelilingnya. Baru setelah dicermati lebih lanjut terlihat bahwa titik cahaya komet Siding-Spring tidaklah setegas bintang-bintang pada umumnya dan terkesan berkabut.

Gambar 5. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan pertama, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 5. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan pertama, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Sukses dengan percobaan pertama, percobaan kedua pun digelar pada Senin 20 Oktober 2014 TU, juga pada pukul 19:00 WIB. Momen observasi kali ini merupakan momen pasca perlintasan-dekat komet Siding-Spring dengan planet Mars. Kali ini observatorium pribadi Imah Noong ‘ditemani’ Observatorium Bosscha, yang juga mengarahkan teleskop reflektor Schmidt Bimasakti (diameter cermin 71 cm), meski masing-masing tetap bekerja sendiri-sendiri. Kali ini juga langit Lembang jauh lebih baik ketimbang sehari sebelumnya. Teleskop pun menjejak dan merekam Mars beserta lingkungannya dalam 9 frame berturut-turut, yang setara dengan waktu penyinaran 105 detik. Sama seperti sehari sebelumnya, kesembilan citra ini pun langsung digabungkan menjadi satu lewat teknik stacking.

Gambar 6. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan kedua, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 6. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan kedua, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Langit yang jauh lebih bagus kali ini membuat kualitas citra hasil percobaan kedua pun lebih baik ketimbang sebelumnya. Bintang-gemintang yang padat sebagai bagian dari selempang Bima Sakti pun terlihat jelas di latar belakang. Komet pun jauh lebih mudah diidentifikasi. Komet Siding-Spring teramati berada di sebelah kanan (utara) dari planet Mars. Sama seperti sebelumnya, komet juga tetap terlihat sebagai titik cahaya taktegas yang terkesan berkabut. Namun kali ini ekor komet bisa diidentifikasi. Pun demikian dengan warna kehijauan yang menyelubungi komet. Cahaya kehijauan ini diemisikan oleh senyawa karbon diatom (C2) dan sianogen (CN) yang berada dalam atmosfer temporer (coma) sang komet.

Gambar 7. Dua wajah berbeda komet Siding-Spring kala diabadikan dari observatorium Imah Noong saat langit kurang mendukung (kiri) dan saat relatif lebih mendukung (kanan). Kala langit lebih mendukung, komet nampak jelas berwarna kehijauan, sebagai hasil emisi senyawa-senyawa karbon diatom dan sianogen. KOmet juga mudah dibedakan dari bintang dilatarbelakangnya (misalnya HD 159746). Bintang terlihats ebagai titik cahaya tegas, sementara komet lebih samar dan seakan berkabut. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 7. Dua wajah berbeda komet Siding-Spring kala diabadikan dari observatorium Imah Noong saat langit kurang mendukung (kiri) dan saat relatif lebih mendukung (kanan). Kala langit lebih mendukung, komet nampak jelas berwarna kehijauan, sebagai hasil emisi senyawa-senyawa karbon diatom dan sianogen. Komet juga mudah dibedakan dari bintang dilatarbelakangnya (misalnya HD 159746). Bintang terlihats ebagai titik cahaya tegas, sementara komet lebih samar dan seakan berkabut. Sumber: Imah Noong, 2014.

Selain turut berpartisipasi dalam pengamatan duet komet Siding-Spring dan planet Mars, yang hasilnya pun telah dipublikasikan di laman konsorsium Coordinated Investigations of Comets dan mendapat sambutan cukup baik, pengamatan ini juga menunjukkan suksesnya upaya menembus batas. Dengan menggunakan radas yang lebih sederhana, yang secara teoritis takkan sanggup mendeteksi komet Siding-Spring saat itu, ternyata sang komet bisa diamati.

Bagaimana Mengamati Duet Mars dan Komet Siding-Spring?

Seperti diketahui sebuah peristiwa langka bakal tersaji di langit malam kita sebentar lagi. Melintas-dekatnya komet Siding-Spring (C/2013 A1) ke planet Mars pada Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 01:29 WIB membuat sang planet merah akan terlihat berjarak sudut (berelongasi) cukup kecil terhadap sang komet kala disaksikan dari Bumi kita. Maka pada saat itu kita akan menyaksikan Mars nampak berduet dengan komet Siding-Spring. Duet dua benda langit yang sangat berbeda ini, yang satu planet dan satunya lagi komet, adalah pemandangan langit yang sangat jarang terjadi.

Karena langkanya, tak heran jika para astronom dan ilmuwan keplanetan beserta institusi ilmiah sejagat sudah bersiap-siap berpesta-pora menyambutnya. Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) pun tak mau kalah. Tidak tanggung-tanggung, NASA mengerahkan sepasukan armadanya di langit untuk memelototi “duet maut” Mars dan Siding-Spring. Tak kurang dari sebelas wahana antariksa aktif telah disiapkan, baik yang berada di Bumi maupun Mars. Pasukan di orbit Bumi meliputi korps teleskop antariksa yang mencakup teleskop legendaris Hubble, teleskop pemburu eksoplanet Kepler, teleskop inframerah Spitzer, teleskop sinar roentgen (sinar-X) Chandra, teleskop sinar gamma Swift, teleskop pemburu asteroid NeoWISE serta sepasang teleskop pemantau Matahari yakni STEREO dan SOHO. Sementara pasukan di Mars terbagi ke dalam dua kelompok, yakni yang berada di orbit dan di daratan. Pasukan di orbit Mars antara lain adalah wahana Mars Odyssey, Mars Reconaissance Orbiter dan Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission yang baru saja datang. Sementara pasukan di daratan Mars meliputi dua robot penjelajah aktif, yakni si veteran Opportunity (Mars Exploration Rover) dan si gendut Curiosity (Mars Science Laboratory).

Gambar 1. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) pada 16 Oktober 2014, diabadikan oleh astronom amatir Damian Peach (Amerika Serikat) dengan latar belakang adalah bintang-gemintang penghuni selempang galaksi Bima Sakti yang fenomenal. Komet nampak diselimuti cahaya kehijauan sebagai representasi atom-atom CN (sianida) dalam atmosfer/kepala komet. Perhatikan perbedaan mendasar ketampakan komet dengan bintang 3 Sagittarii (magnitudo semu +4,5) dimana jarak sudut (elongasi) mereka berdua adalah 2 derajat. Sumber: Damian Peach, 2014.

Gambar 1. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) pada 16 Oktober 2014, diabadikan oleh astronom amatir Damian Peach (Amerika Serikat) dengan latar belakang adalah bintang-gemintang penghuni selempang galaksi Bima Sakti yang fenomenal. Komet nampak diselimuti cahaya kehijauan sebagai representasi atom-atom CN (sianida) dalam atmosfer/kepala komet. Perhatikan perbedaan mendasar ketampakan komet dengan bintang 3 Sagittarii (magnitudo semu +4,5) dimana jarak sudut (elongasi) mereka berdua adalah 2 derajat. Sumber: Damian Peach, 2014.

Institusi lain di luar daratan Amerika Serikat pun enggan melepaskan kesempatan ini. Antara lain gabungan negara-negara Eropa melalui badan antariksanya (ESA). Selain berkolaborasi bersama NASA lewat teleskop antariksa pengamat Matahari SOHO, ESA juga berupaya memaksimalkan kinerja wahana penyelidik Mars miliknya, yakni Mars Express. Demikian pula India, pemain baru dalam era eksplorasi Mars sekaligus negara Asia pertama yang sukses mengirim wahana penyelidik ke planet merah dengan selamat. Melalui wahana antariksa murah meriah Manglayaan/Mars Orbiter Mission (MOM) yang baru tiba di orbit planet merah ini per September 2014 TU (Tarikh Umum) lalu, India akan turut mencoba mengamati duet maut ini. Di luar ketiga negara/gabungan negara-negara tersebut, tak terhitung banyaknya observatorium maupun titik-titik pengamatan yang bakal mengerahkan segenap sumberdaya teleskopnya ke langit.

Nah, bagaimana dengan kita di Indonesia? Adakah kita dapat turut menyaksikan duet maut Mars dan Siding-Spring dengan radas (instrumen) yang jauh lebih sederhana dibanding mereka?

Waktu Pengamatan

Satu hal yang harus digarisbawahi adalah saat duet maut Mars dan Siding-Spring itu benar-benar terjadi, Indonesia sejatinya berada di posisi yang tak demikian beruntung. Kala komet Siding-Spring mencapai jarak terdekatnya terhadap planet Mars, sang planet merah (dan juga sang komet) sudah terbenam semenjak berjam-jam sebelumnya di manapun tempatnya bagi negeri ini. Manusia Indonesia hanya berkesempatan menyaksikan momen pendahuluan dan penutupan. Yakni saat komet Siding-Spring mulai mendekat ke planet Mars dan diikuti dengan saat sang komet mulai menjauhi planet merah itu.

Gambar 2. Gambaran langit barat dan barat daya pada Senin 20 Oktober 2014 pukul 20:00 WIB, disimulasikan dengan Starry Night Backyard 3.0 untuk Kebumen (Jawa Tengah). Beberapa bintang terang/populer masih terlihat. Planet Mars nampak seakan-akan menyatu dengan komet Siding-Spring di latar depan selempang galaksi Bima Sakti. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Starry Night Backyard 3.0.

Gambar 2. Gambaran langit barat dan barat daya pada Senin 20 Oktober 2014 pukul 20:00 WIB, disimulasikan dengan Starry Night Backyard 3.0 untuk Kebumen (Jawa Tengah). Beberapa bintang terang/populer masih terlihat. Planet Mars nampak seakan-akan menyatu dengan komet Siding-Spring di latar depan selempang galaksi Bima Sakti. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Starry Night Backyard 3.0.

Secara umum Mars terbenam di Indonesia menjelang pukul 22:00 WIB sehingga menyediakan peluang cukup lama guna mengamati planet ini dan lingkungan sekitarnya semenjak Matahari terbenam. Mars adalah benda langit yang cukup terang dan saat ini berbinar dengan magnitudo semu +0,9. Sehingga ia mudah dilihat dan telah nampak di langit dalam setengah jam atau lebih pasca terbenamnya Matahari di langit barat daya, meskipun langit masih dibaluri cahaya senja. Karena cukup terang, Mars juga mudah dideteksi dengan mata meski tak dibantu alat optik apapun. Tapi tidak demikian halnya dengan komet Siding-Spring. Komet tersebut cukup redup, dengan magnitudo semu antara +11 hingga +12. Benda langit seredup ini hanya bisa dilihat dengan teleskop yang tepat. Dan ia pun hanya akan memperlihatkan diri jika langit telah benar-benar gelap tanpa sapuan cahaya senja.

Karena itu waktu yang tepat guna mengamati duet maut Mars dan Siding-Spring adalah setelah cahaya senja benar-benar menghilang. Di Indonesia, momen itu mudah sekali dikenali karena bertepatan dengan berkumandangnya azan Isya’. Dengan memperhitungkan saat-saat dimana elongasi Mars dan Siding-Spring bernilai sangat kecil, maka momen terbaik untuk menyaksikan duet maut itu adalah pada Minggu 19 Oktober 2014 TU dan Senin 20 Oktober 2014 TU. Pada kedua saat tersebut, kita cukup mengarahkan teleskop ke Mars. Sebagai bekal observasi, berikut disajikan koordinat ekuatorial Mars (dan juga komet Siding-Spring) sepanjang Sabtu-Selasa, 18-21 Oktober 2014 untuk pukul 19:00 hingga 21:00 WIB.

ss-mars_simulasi_kebumen_waktu-amat

Teleskop

Teleskop menjadi kebutuhan mutlak dalam mengamati duet maut ini. Dan tak sembarang teleskop, karena ia harus mempunyai lensa/cermin obyektif berdiameter yang mencukupi. Sehingga berkas cahaya yang dilesatkan dari komet Siding-Spring, aslinya adalah cahaya Matahari yang dipantulkan komet itu, akan terkumpul dalam jumlah yang cukup melampaui ambang batas sehingga ia dapat terlihat. Secara umum hubungan antara diameter minimum lensa/cermin obyektif bagi sebuah teleskop dengan magnitudo semu benda langit teredup yang bisa disaksikannya dinyatakan sebagai berikut :

ss-mars_simulasi_rumus

Dengan komet Siding-Spring memiliki magnitudo semu +11 hingga +12 pada saat duet maut terjadi, maka dibutuhkan teleskop dengan lensa/cermin berdiameter minimal 16 cm untuk menyaksikannya. Meski demikian masih ada aspek lain yang harus ipertimbangkan. Komet adalah benda langit yang terlihat lebih samar (baur). Jika bintang-bintang akan nampak sebagai titik cahaya tegas kala dilihat dengan teleskop, tidak demikian dengan komet. Karena itu meski di atas kertas kita bisa memakai teleskop dengan lensa/cermin obyektif berdiameter 16 cm, dalam praktiknya dibutuhkan lensa/cermin obyektif yang lebih besar. Sehingga lebih disarankan untuk menggunakan teleskop dengan lensa/cermin obyektif berdiameter 20 cm.

Gambar 3. Simulasi posisi komet Siding-Spring pada 19 dan 20 Oktober 2014 TU diamati lewat teleskop dengan medan pandang selebar 2 derajat yang diarahkan tepat ke posisi planet Mars. Lingkaran merah menunjukkan batas area medan pandang teleskop tersebut. Nampak posisi komet berpindah relatif terhadap posisi planet Mars. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Simulasi posisi komet Siding-Spring pada 19 dan 20 Oktober 2014 TU diamati lewat teleskop dengan medan pandang selebar 2 derajat yang diarahkan tepat ke posisi planet Mars. Lingkaran merah menunjukkan batas area medan pandang teleskop tersebut. Nampak posisi komet berpindah relatif terhadap posisi planet Mars. Sumber: Sudibyo, 2014.

Pembaharuan: Siaran Langsung

Sejumlah kalangan baik institusi ilmiah maupun astronom amatir telah menyiapkan diri untuk menyajikan siaran langsung/hampir langsung terkait peristiwa langit yang amat langka ini. Siaran langsung/hampir langsung memungkinkan siapapun yang cukup antusias terhadap duet komet Siding-Spring dan planet Mars namun terkendala lingkungan (baik cuaca maupun waktu) dan peralatan untuk bisa menikmatinya. Hingga Sabtu 18 Oktober 2014 ini, mereka yang akan menyajikan siaran langsung/hampir langsung tersebut meliputi :

1. Virtual Telescope. Siaran langsung mulai Minggu 19 Oktober 2014 pukul 23:45 WIB dengan dipandu astronom Gianluca Masi (Italia).

2. European Space Agency (ESA). Siaran langsung mulai Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 00:50 WIB dipandu oleh para astronom Eropa yang bergabung bersama ESA.

3. SLOOH. Menyelenggarakan dua siaran langsung yang berbeda. Siaran pertama mulai Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 01:15 WIB. Dan siaran kedua berselang 8 jam kemudian yakni pada Senin 20 Oktober 2014 pukul 08:30 WIB. Kedua siaran langsung ini akan dipandu oleh astronom Robert Berman dan David Grinspoon secara interaktif lewat tanya-jawab melalui media sosial twitter dengan tagar (hashtag) #SloohComet.

4. Astronom amatir Peter Lake. Siaran langsung melalui media sosial Google+ mulai Minggu 19 Oktober 2014 pukul 18:00 WIB dari Observatorium iTelescope.net (Q62) di kompleks Observatorium Siding Spring (Australia), tempat komet Siding-Spring (C/2013 A1) ditemukan.

Referensi :

Lakdawalla. 2014. Watching Siding Spring’s Encounter with Mars. Planetary.org, 17 Oktober 2014.

Mengedari Busa Padat Kosmik, Jelang Rosetta Mendarat di Komet Churyumov-Gerasimenko

Setelah lebih dari sepuluh tahun melanglang buana mengarungi angkasa akhirnya Rosetta pun tiba di lingkungan komet Churyumov-Gerasimenko, benda langit yang menjadi tujuan utamanya, pada 6 Agustus 2014 lalu. Inilah kulminasi bagi wahana antariksa penyelidik komet yang diorbitkan badan antariksa (gabungan negara-negara) Eropa atau European Space Agency (ESA) pada 2 Maret 2004 silam menggunakan roket jumbo Ariane 5G dari landasan peluncuran Kourou (Guyana Perancis). Rosetta memang bukan misi antariksa takberawak pertama yang ditujukan ke komet. Namun ia mengemban satu ambisi yang tak pernah terjadi dalam misi-misi antarika sejenis sebelumnya, yakni bagaimana mendarat secara ‘lunak’ (soft-landing) di permukaan sebuah inti komet sehingga instrumen-instrumennya tetap dalam keadaan utuh, tak rusak dan mampu bekerja sebagaimana mestinya dalam mengeksplorasi lingkungan di sekitar titik pendaratan. Lingkungan yang asing namun ajaib bagi kita.

Gambar 1. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko diabadikan dari jarak 130 km dengan instrumen OSIRIS. Nampak jelas inti komet ini merupakan dua bongklahan besar yang melekat menjadi satu dihubungkan oleh leher' (tanda panah), ciri khas dari benda-benda langit kembar dempet (contact binary). Sumber: ESA, 2014.

Gambar 1. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko diabadikan dari jarak 130 km dengan instrumen OSIRIS. Nampak jelas inti komet ini merupakan dua bongklahan besar yang melekat menjadi satu dihubungkan oleh leher’ (tanda panah), ciri khas dari benda-benda langit kembar dempet (contact binary). Sumber: ESA, 2014.

Pada 6 Agustus 2014 itu Rosetta tinggal berjarak 100 km saja dari inti komet dan mulai bermanuver. Hingga seminggu kemudian Rosetta bakal tetap bertahan pada jarak tersebut dengan lintasan yang cukup aneh karena mirip segitiga sembari mulai bermanuver kembali menuju orbit lebih rendah. Manuver ini memungkinkan jarak Rosetta bakal tereduksi hingga tinggal 50 km saja. Jarak tersebut bakal dicapainya pada 24 Agustus 2014 dan bertahan selama seminggu kemudian, juga dalam lintasan mirip segitiga. Baru pada 3 September 2014 Rosetta bakal mulai melaksanaan pemetaan global terhadap permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko sembari kembali bermanuver dan mengubah arah hingga jaraknya tinggal 30 km.

Pada tahap pemetaan global inilah orbit Rosetta disekeliling inti komet Churyumov-Gerasimenko mulai terlihat ‘normal’, yakni berbentuk ellips (lonjong). Profil orbit lonjong Rosetta ini demikian rupa sehingga memungkinkan Rosetta mencitra (memotret) segenap permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko, baik pada sisi yang bermandi cahaya Matahari (sisi siang) maupun yang tidak (sisi malam). Dan pada akhirnya Rosetta bakal kembali bermanuver untuk memasuki orbit sirkular (lingkaran) yang berjarak 10 km dari sang inti komet, mulai 10 Oktober 2014. Pada orbit tersebut, Rosetta praktis menjadi satelit buatan komet Churyumov-Gerasimenko dan di atas kertas bakal mengawalnya dengan kecepatan orbital hanya 0,15 meter/detik (0,52 km/jam) dan periode revolusi 5,02 hari. Kecepatan orbital tersebut lebih lambat kita kecepatan kita umat manusia saat berjalan kaki di permukaan Bumi.

Gambar 2. Simulasi orbit aneh yang bakal dijalani Rosetta selama Agustus-September 2014. Mulai 10 September 2014, wahana antariksa ini akan bermanuver ke dalam orbit lonjong yang mampu mencakup sisi yang tersinari Matahari dan yang tidak di inti komet, sehingga pemetaan permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko dapat dilaksanakan. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 2. Simulasi orbit aneh yang bakal dijalani Rosetta selama Agustus-September 2014. Mulai 10 September 2014, wahana antariksa ini akan bermanuver ke dalam orbit lonjong yang mampu mencakup sisi yang tersinari Matahari dan yang tidak di inti komet, sehingga pemetaan permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko dapat dilaksanakan. Sumber: ESA, 2014.

Sebuah kendaraan pendarat kecil bernama Philae (massa 100 kg) kelak akan dilepaskan dari Rosetta guna mendarat di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko. Titik lokasi pendaratan bakal mulai dicari semenjak Agustus 2014 ini. Di akhir Agustus 2014, Rosetta diharapkan telah mendapatkan lima kandidat lokasi untuk pendaratan Philae. Seiring dengan manuver Rosetta untuk kian mendekati sang komet, maka kelima titik ini bakal dielaborasi dan dieksplorasi lebih lanjut melalui mata tajamnya, kamera/pencitra OSIRIS (Optical, Spectroscopic and Infrared Imaging System). OSIRIS memiliki resolusi sebesar 55 cm per pixel untuk jarak 30 km, sebanding dengan resolusi yang dihasilkan wahana LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) dalam mengindra permukaan Bulan, sehingga mampu menyajikan panorama lebih detil. Evaluasi terhadap kelima kandidat titik pendaratan pun bakal berlangsung lebih baik, sehingga diharapkan pada pertengahan September 2014 Rosetta telah memilih salah satu dari kelima kandidat, sebagai titik terbaik bagi pendaratan Philae.

Tantangan

Jika semua itu bisa dilalui tanpa hambatan maka pendaratan Philae bakal dilaksanakan pada rentang waktu kapan saja di antara 11 hingga 19 November 2014 mendatang. Philae awalnya bakal melepaskan diri dari Rosetta dan mendekat ke inti komet pada kecepatan hanya 1 meter/detik (3,6 km/jam). Begitu menyentuh permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko dengan sangat lembut, Philae bakal segera menambatkan diri dengan menembakkan dua tombak berpengait ke tanah komet. Untuk lebih mengukuhkan posisinya sekaligus menghindari potensi terlontar kembali ke langit lepas seiring begitu kecilnya kecepatan lepas dari inti komet Churyumov-Gerasimenko (yakni diperkirakan hanya 50 cm/detik atau 1,8 km/jam), maka Philae bakal mengebor tanah komet dibawahnya dan menanamkan sejenis jangkar disana. Philae diharapkan tetap aktif mengeksplorasi lingkungan sekitarnya lewat 10 instrumennya dan menyuplai datanya ke Rosetta guna disalurkan (di-relay) ke Bumi hingga Desember 2015. Yakni hingga saat komet Churyumov-Gerasimenko mencapai perihelionnya sehingga dinamika aktivitas komet terkait jaraknya terhadap Matahari dapat diketahui dengan lebih baik.

Gambar 3. Perbandingan wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko hasil observasi Rosetta dari jarak 10.000 km (kiri) terhadap pemodelan tiga dimensi berdasar hasil observasi teleskop antariksa Hubble (HST) dari lingkungan orbit Bumi pada 2003 (kanan). Nampak bahwa wajah inti komet dalam realitasnya sangat berbeda kala dilihat dari jarak yang lebih dekat. Sumber; ESA, 2014; NASA, 2003.

Gambar 3. Perbandingan wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko hasil observasi Rosetta dari jarak 10.000 km (kiri) terhadap pemodelan tiga dimensi berdasar hasil observasi teleskop antariksa Hubble (HST) dari lingkungan orbit Bumi pada 2003 (kanan). Nampak bahwa wajah inti komet dalam realitasnya sangat berbeda kala dilihat dari jarak yang lebih dekat. Sumber; ESA, 2014; NASA, 2003.

Tantangan terhadap berhasilnya misi antariksa ini cukup besar. Salah satunya adalah terungkapnya bentuk asli komet ini, yang ternyata berupa benda langit kembar dempet (contact binary) mirip bebek. Bentuk ini baru diketahui pada pertengahan Juli 2014 lalu dan sangat bertolak-belakang dibanding perkiraan bentuk inti komet Churyumov-Gerasimenko sebelumnya, yang diperoleh dari lingkungan orbit Bumi lewat pemetaan dengan teleskop antariksa Hubble. Kondisi ini cukup membatasi lokasi yang memungkinkan untuk mendaratkan Philae. Mengingat bentuk mirip bebek membuat medan gravitasi inti komet Churyumov-Gerasimenko bervariasi sangat besar dari satu titik ke titik yang lainnya. Di atas kertas, lokasi ideal adalah di ‘leher’ inti komet, yakni di bagian penghubung antara dua bongkahan besar pembentuk inti komet Churyumov-Gerasimenko. Sebab disinilah percepatan gravitasi inti komet memiliki nilai yang terbesar, di atas kertas.

Namun lokasi ideal ini juga bakal berhadapan dengan tantangan selanjutnya, yakni terkait aktivitas komet. Permukaan komet ibarat dataran dalam kawah sebuah gunung berapi. Pada saat-saat tertentu, yakni kala gunung berapi itu mulai meningkat aktivitasnya, titik-titik tertentu dalam dataran ini pun akan terbuka dan menyemburkan gas vulkanik bercampur debu. Pun demikian dengan inti komet. Dan astronomi masakini pun masih belum mampu menentukan titik-titik mana di permukaan sebuah inti komet yang lebih berpotensi menyemburkan gas dan debu dibanding titik lainnya. Pada saat ini aktivitas komet Churyumov-Gerasimenko memang masih cukup lemah karena masih berjarak cukup jauh dari Matahari. Pengukuran Rosetta menunjukkan kuantitas air yang disemburkan komet pada saat ini hanyalah setara dua gelas air per detiknya. Namun dengan sifat komet yang meningkat aktivitasnya kala mendekati perihelionnya, maka kelak kuantitas air yang tersembur (sebagai uap air) bakal meningkat pesat. Konsekuensinya makin banyak debu yang tersembur dan bahkan bongkahan yang lebih besar pun dapat terpental dari internal inti komet. Di masa silam, misi antariksa Giotto ke komet Halley (juga diorbitkan ESA) nyaris mati di tengah jalan kala sebongkah material komet seukuran batu kecil (diameter +/- 10 cm) mendadak tersembur dan menghantamnya dengan telak.

Tantangan berikutnya terkait struktur inti komet yang rapuh. Inti komet itu ibarat busa padat yang melayang di langit. Ukurannya memang besar namun massanya cukup ringan sehingga massa jenisnya pun cukup kecil. Demikian kecil massa jenisnya sehingga andaikata sebuah inti komet ditangkap dan ditaruh dengan hati-hati di samudera di Bumi, maka ia bakal terapung. Massa jenis yang kecil sekaligus menjadi indikasi bahwa struktur internal inti komet didominasi oleh pori-pori/rongga-rongga. Struktur berongga jelas tidak menghasilkan kekuatan sebesar struktur yang padat. Maka meski Philae telah membekali diri dengan tombak berpengait dan pengebor untuk menanam jangkar, belum bisa dipastikan ia akan tertambat di tanah inti komet Churyumov-Gerasimenko dengan aman.

Bencana

Dalam lingkup tertentu misi Rosetta bisa dikatakan sebagai perwujudan kisah fiksi “Armageddon” a la Hollywood, yang mengharu biru dunia sinematografi global pada dua dekade silam. Bedanya Rosetta tidak mendaratkan antariksawan, apalagi yang begitu urakan macam Bruce Willis dan kawan-kawannya. Rosetta pun tak mendaratkan peledak nuklir strategis ke inti komet. Namun Rosetta mengemban misi yang mirip. Selain untuk mencari jawab atas material primitif tata surya yang diduga masih tersimpan beku di dalam inti komet, misi ini juga bermanfaat untuk menguak struktur internal komet dengan lebih baik. Mengingat bagi peradaban manusia modern, komet bisa mendatangkan bencana kosmik dalam lingkup global jika ia benar-benar jatuh ke Bumi. Apalagi dengan kecepatannya yang dua kali lipat lebih besar (rata-rata) ketimbang asteroid, maka energi perusak komet pun empat kali lipat lebih besar (rata-rata). Mengetahui struktur internal komet bakal mempertajam kemampuan memitigasinya andaikata kelak kita benar-benar berhadapan dengan sebutir komet yang melesat cepat ke Bumi.

Gambar 4. Saat-saat keping G komet Shoemaker-Levy 9 menghantam hemisfer selatan Jupiter, seperti diabadikan wahana Galileo yang sedang dalam perjalanan menuju planet gas raksasa itu. Titik putih di area gelap tersebut adalah bola api tumbukan (fireball), yang pada puncaknya memiliki ukuran hingga dua kali lipat diameter Bumi. Peristiwa ini menjadi momentum yang menggugah kesadaran sejumlah kalangan untuk mengelaborasi dan mengeksplorasi benda langit bernama komet dengan lebih baik lagi. Sumber: NASA, 1994.

Gambar 4. Saat-saat keping G komet Shoemaker-Levy 9 menghantam hemisfer selatan Jupiter, seperti diabadikan wahana Galileo yang sedang dalam perjalanan menuju planet gas raksasa itu. Titik putih di area gelap tersebut adalah bola api tumbukan (fireball), yang pada puncaknya memiliki ukuran hingga dua kali lipat diameter Bumi. Peristiwa ini menjadi momentum yang menggugah kesadaran sejumlah kalangan untuk mengelaborasi dan mengeksplorasi benda langit bernama komet dengan lebih baik lagi. Sumber: NASA, 1994.

Namun mengirim misi antariksa ke komet, apalagi hendak mendarat lunak di permukaannya, sungguh tak pernah terbayangkan dalam benak leluhur kita hingga belasan abad silam. Komet memang telah dikenal umat manusia semenjak awal mula peradaban. Namun dalam lebih dari separuh rentang waktu sejarah tercatat, komet menjadi benda langit yang kerap dipandang dengan perasaan ngeri. Inilah satu-satunya benda langit yang kehadirannya selalu dikaitkan dengan nasib jelek dan peristiwa buruk, anggapan yang boleh jadi berakar semenjak masa Aristoteles lebih dari 20 abad silam. Kehadiran komet kerap dikaitkan dengan matinya raja-raja hingga musnahnya suku-suku bangsa dan peradaban.

Misalnya komet Halley. Komet legendaris ini selalu dihubung-hubungkan dengan tewasnya raja Harold dan takluknya seluruh suku bangsa Inggris ke tangan orang-orang Normandia (Perancis) dalam pertempuran Hasting (1066). Raja-raja yang memerintah Inggris sejak itu adalah anak-cucu dan keturunan Normandia ini. Kehadiran komet Halley pada 1910 pun dihubung-hubungkan dengan meletusnya Perang Dunia 1 dengan segala akibatnya. Indonesia pun tak mau kalah. Hadirnya komet Ikeya-Seki di akhir 1965 hingga awal 1966 menjelang fajar kerap dikaitkan dengan kejadian Gerakan 30 September dan segenap peristiwa berdarah yang menyertainya. Dan kehadiran dua komet terang sekaligus, yakni komet Hyakutake (1996) serta Hale Bopp (1997) dianggap sebagai pertanda ganda akan bencana multidimensi yang menyergap bangsa Indonesia seiring krisis 1997-1998.

Astronomi modern yang bertulangpunggungkan observasi teleskop sedikit membalikkan pandangan itu dan memperlihatkan komet sejatinya adalah benda langit biasa saja dengan ukuran relatif kecil sebanding ukuran asteroid. Apa yang terlihat sebagai kepala (coma) dan ekor komet sejatinya merupakan himpunan gas dan debu yang disemburkan dari permukaan inti komet (nucleus) di bawah kendali panas dan tekanan angin Matahari, sehingga menyelubungi ruang di sekeliling inti komet (sebagai coma) dan lantas terjulur ke ‘belakang’ melawan arah Matahari (sebagai ekor gas) maupun terserak di sepanjang lintasan yang baru saja dilaluinya (sebagai ekor debu). Komet juga dipandang sebagai salah satu benda langit yang menjadi ajang pembuktian hukum gravitasi Newton. Meski memiliki orbit cukup lonjong, komet-komet tertentu (yakni komet periodik) tetap memiliki periode revolusi yang khas mengikuti hukum Newton. Dan sebagai benda langit mini berorbit cukup lonjong hingga parabolik/hiperbolik, komet pun menjadi benda langit yang paling jelas menderita efek gravitasi anggota-anggota tata surya berukuran besar, khususnya planet gas raksasa Jupiter. Tak hanya memulurkan/memendekkan orbitnya (yang berakibat pada membesar/menyusutnya periode revolusi komet), Jupiter tak jarang mengubah karakter orbit sebuah komet secara dramatis menjadi parabola/hiperbola. Sehingga komet itu pun terpaksa terusir keluar dari lingkungan tata surya.

Pada abad ke-20, pandangan modern kembali berbalik mengikuti era pra-teleskop. Berseminya cabang ilmu fisika energi tinggi dan tumbukan benda langit membuka wawasan baru tentang komet sebagai pembawa bencana, meski kali ini mengambil bentuk yang benar-benar baru. Dengan orbitnya yang gampang berubah, selalu terbuka peluang lintasan sebuah komet bersinggungan atau malah bahkan berpotongan dengan orbit planet dalam skala waktu geologi. Bila hal itu terjadi maka tubrukan kosmik pun takkan terhindarkan. Skala kedahsyatannya pun sungguh luar biasa, sebab meski berukuran sangat kecil bila dibandingkan dengan planet yang ditubruknya, kecepatan relatif komet sangat tinggi hingga mencapai belasan atau bahkan puluhan kilometer per detik (!). Bopeng-bopeng di wajah Bulan, pun demikian dengan planet-planet tetangga yang nyaris tak beratmosfer/beratmosfer sangat tipis seperti Merkurius dan Mars, adalah bukti abadi nan mencekam akan dahsyatnya tabrakan komet terhadap planet.

Gambar 5. Singkapan tipis lempung hitam yang sangat kaya akan Iridium, terjepit di antara batuan sedimen era Kapur (K) dan tersier (T) yang termiringkan akibat proses tektonik. Singkapan yang terletak di lembah Botticione, kota kuno Gubbio, wilayah Umbria (Italia) merupakan jejak geologis yang terbentuk dari proses tumbukan benda langit 65 juta tahun silam, peristiwa dahsyat yang menyapu bersih kawanan dinosaurus dan 75 % makhluk hidup saat itu dari muka Bumi. Lapisan lempugn tipis yang sama dijumpai juga di puluhan singkapan di berbagai penjuru Bumi, pada batuan yang seusia. Sumber: Alvarez dkk, 1990.

Gambar 5. Singkapan tipis lempung hitam yang sangat kaya akan Iridium, terjepit di antara batuan sedimen era Kapur (K) dan tersier (T) yang termiringkan akibat proses tektonik. Singkapan yang terletak di lembah Botticione, kota kuno Gubbio, wilayah Umbria (Italia) merupakan jejak geologis yang terbentuk dari proses tumbukan benda langit 65 juta tahun silam, peristiwa dahsyat yang menyapu bersih kawanan dinosaurus dan 75 % makhluk hidup saat itu dari muka Bumi. Lapisan lempugn tipis yang sama dijumpai juga di puluhan singkapan di berbagai penjuru Bumi, pada batuan yang seusia. Sumber: Alvarez dkk, 1990.

Dan tepat dua dekade silam, mata dunia pun dibikin terbelalak saat menyaksikan secara langsung bagaimana planet Jupiter dihantam oleh keping-keping komet Shoemaker-Levy 9. Dalam rentang waktu 16 hingga 24 Juli 1994, sebanyak 21 keping komet Shoemaker-Levy 9 jatuh ke Jupiter dalam kecepatan tinggi. Hantaman tiap keping ke Jupiter menciptakan bola api tumbukan (fireball) bersuhu tinggi yang pada puncaknya berukuran dua kali lipat diameter Bumi ! Secara akumulatif tumbukan komet Shoemaker-Levy 9 ke Jupiter melepaskan energi sekitar 100 juta megaton TNT, atau setara dengan 5 milyar butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan secara serempak. Andaikata tingkat energi sebesar itu terlepaskan di Bumi, niscaya seluruh peradaban manusia dan bahkan segenap makhluk hidup kompleks bakal berhadapan dengan peristiwa pemusnahan massal, seperti yang dialami kawanan dinosaurus dan 75 % kelimpahan makhluk 65 juta tahun silam.

Namun abad ke-20 juga menjadi saksi upaya keras kita dalam mengamati komet lebih dekat melalui beragam misi antariksa tak berawak. Mendekatnya komet Halley yang legendaris pada 1986 menjadi momentum untuk itu. Eropa dan eks-Uni Soviet berhasil mencetak sukses, masing-masing dengan misi Giotto dan Vega 2. Sementara Amerika Serikat (melalui NASA) terpaksa harus gigit jari setelah satelit pengamat Halley-nya turut hancur kala pesawat ulang-alik Challenger yang membawanya meledak di udara saat baru 76 detik mengangkasa. NASA membayar kegagalan ini 15 tahun kemudian melalui misi Deep Space 1, yang melintas dekat komet Borrelly. Sukses mengunjungi komet Borrelly menjadi awal mula NASA menguasai panggung misi-misi antariksa ke komet hingga satu dekade berikutnya. Masing-masing lewat misi Stardust (ke komet Wild 2) pada 2004, misi Deep Impact (ke komet Tempel 1) pada 2005, misi Deep Impact/EPOXI (ke komet Hartley 2) pada 2010 dan misi Stardust-NexT (ke komet Tempel 1) pada 2011.

Gambar 6. Enam buah inti komet periodik yang telah dikunjungi sejumlah misi antariksa takberawak, dinyatakan dalam skala yang sama. Nampak empat inti komet mengambil bentuk benda langit kembar dempet (contact binary), yakni inti komet halley, Borrelly, Hartley 2 dan Churyumov-Gerasimenko. Sementara dua sisanya adalah gumpalan irregular, yakni inti komet Tempel 1 dan Wild 2. Sumber; Planetary Society, 2014.

Gambar 6. Enam buah inti komet periodik yang telah dikunjungi sejumlah misi antariksa takberawak, dinyatakan dalam skala yang sama. Nampak empat inti komet mengambil bentuk benda langit kembar dempet (contact binary), yakni inti komet halley, Borrelly, Hartley 2 dan Churyumov-Gerasimenko. Sementara dua sisanya adalah gumpalan irregular, yakni inti komet Tempel 1 dan Wild 2. Sumber; Planetary Society, 2014.

Dari kelima komet yang telah dikunjungi misi-misi antariksa tersebut, terungkap bahwa inti komet Halley, Borrelly dan Hartley 2 merupakan benda langit dempet meski memiliki ragam bentuk dan dimensinya masing-masing. Sementara inti komet Wild 2 dan Tempel 1 adalah bongkahan tunggal irregular. Mereka juga menunjukkan bahwa inti komet merupakan salah satu benda langit tergelap (memiliki albedo terkecil) di lingkungan tata surya dan tak seluruh bagian inti komet menyemburkan gas dan debu ke langit, namun hanya di titik-titik tertentu saja. Hanya 10 % permukaan inti komet Halley yang menyemburkan gas dan debu, sebaliknya hingga 50 % permukaan inti komet Hartley 2 yang demikian. Sebagian materi penyusun inti komet adalah debu yang demikian halus, sehalus bedak.

Apakah Rosetta bakal berhasil mendaratkan Philae ke permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko dengan selamat? Apakah temuan baru yang akan dijumpai Rosetta dan Philae di komet ini? Mari kita tunggu !

Catatan:

Dipublikasikan juga di langitselatan.

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).

Mission Impossible: Mendarat di Inti Komet

Wahana antariksa takberawak Rosetta kian mendekat saja ke inti komet Churyumov-Gerasimenko, benda langit mirip bebek yang menjadi targetnya. Saat Juli 2014 menutup tarikhnya, Rosetta tinggal terpisah 1.360 km saja dari sang inti komet. Bila tak ada aral melintang maka Rosetta dan inti komet Churyumov-Gerasimenko hanya akan berjarak 100 km saja pada 6 Agustus 2014 besok. Inilah momen yang menentukan, kala wahana antariksa yang telah melanglang buana selama lebih dari 10 tahun di angkasa itu bakal mulai mengorbiti inti komet yang memang menjadi tujuan misinya. Momen ini sekaligus menjadi awal dari sebuah mission imposible, misi (nyaris) tak mungkin guna mendarat di permukaan inti komet.

Gambar 1. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko dari jarak 1.000 km, diabadikan dengan kamera OSIRIS oleh wahana Rosetta pada 2 Agustus 2014. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 1. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko dari jarak 1.000 km, diabadikan dengan kamera OSIRIS oleh wahana Rosetta pada 2 Agustus 2014. Sumber: ESA, 2014.

Ya. Rosetta memang tak sekedar akan berpapasan-dekat saja dengan sang komet seperti yang telah dilakukan sejumlah misi antariksa pendahulunya. Rosetta pun takkan mengikuti jejak misi antariksa Deep Impact, yang mendarat dengan keras (hard landing) di permukaan inti komet Tempel-1 lewat penumbuk berkecepatan 10,5 km/detik (37.800 km/jam) hingga menciptakan kawah besar di titik yang ditubruknya. Lebih dari semua itu, Rosetta bakal mendarat di permukaan komet dengan lunak (soft landing) pada kecepatan sangat pelan sehingga tak merusak struktur dan instrumen-instrumennya. Pendaratan lunak tersebut memungkinkan Rosetta melaksanakan tugas yang dibebankan padanya, mulai dari mencitra (memotret) lingkungan di sekitar titik pendaratan hingga menganalisis kemungkinan adanya senyawa-senyawa karbon enantiomer.

Namun ambisi pendaratan lunak Rosetta bakal berhadapan dengan tantangan yang sangat besar. Inti komet Churyumov-Gerasimenko merupakan segumpal benda langit dengan massa hanya 3,14 milyar ton, amat sangat kecil dibanding massa planet-planet dan satelit alaminya. Pengukuran Rosetta menunjukkan inti komet ini memiliki kerapatan (massa jenis) yang sangat rendah, yakni hanya 0,1 gram dalam setiap sentimeter kubiknya. Bandingkan dengan air murni, yang massa jenisnya 1 gram per sentimeter kubik. Rendahnya massa dan kerapatan berimbas pada sangat kecilnya percepatan gravitasi di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko, yakni hanya 6 persejuta percepatan gravitasi Bumi. Konsekuensi lainnya adalah kecepatan lepas komet Churyumov-Gerasimenko, yakni kecepatan minimum yang dibutuhkan agar bisa melepaskan diri dari kungkungan gravitasi komet itu dan terbang bebas ke angkasa, pun amat kecil yakni hanya 46 cm/detik (1,7 km/jam). Bandingkan dengan Bumi kita, yang kecepatan lepasnya mencapai 11,2 km/detik (40.000 km/jam). Karena itu bila di Bumi kita membutuhkan roket jumbo dengan mesin bertenaga raksasa yang bisa menghasilkan kecepatan melampaui 40.000 km/jam agar bisa lepas dari gravitasi Bumi, di komet Churyumov-Gerasimenko kita cukup berjalan kaki saja untuk bisa lepas dari gravitasinya.

Gambar 2. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko menurut simulasi komputer badan antariksa Eropa (ESA) berdasarkan citra-citra bidikan kamera OSIRIS dalam rentang waktu antara 14 hingga 24 Juli 2014. Di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko inilah Rosetta bakal menetapkan lima kandidat lokasi pendaratan di akhir Agustus 2014 dan memutuskan lokasi terpilih dalam 2 minggu kemudian. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 2. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko menurut simulasi komputer badan antariksa Eropa (ESA) berdasarkan citra-citra bidikan kamera OSIRIS dalam rentang waktu antara 14 hingga 24 Juli 2014. Di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko inilah Rosetta bakal menetapkan lima kandidat lokasi pendaratan di akhir Agustus 2014 dan memutuskan lokasi terpilih dalam 2 minggu kemudian. Sumber: ESA, 2014.

Kerumitan ini kian diperparah oleh tersingkapnya bentuk komet Churyumov-Gerasimenko, yang baru saja terungkap belakangan ini tatkala Rosetta telah berjarak relatif dekat (dalam skala astronomi) terhadap komet itu. Inti komet Churyumov-Gerasimenko merupakan benda langit kembar dempet (contact binary), fakta yang sangat membatasi lokasi yang memungkinkan untuk melakukan pendaratan. Inilah mission impossible itu.

Lalu bagaimana Rosetta menuntaskan mission impossible ini?

Jangkar

Setelah jaraknya tinggal 100 km, Rosetta bakal mulai mengelilingi komet Churyumov-Gerasimenko hingga akhir Agustus 2014 besok. Akibat massa kometnya yang sangat kecil, maka Rosetta bakal mengedarinya dengan kecepatan hanya 0,3 km/jam jika menempati orbit lonjong dengan setengah sumbu mayor 30 km. Pada orbit tersebut, Rosetta membutuhkan waktu 26 hari guna mengelilingi komet Churyumov-Gerasimenko sekali putaran. Kesempatan tersebut bakal dimanfaatkan untuk memetakan seluruh permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko dengan detail. Sehingga pada akhir Agustus 2014 ini peta global permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko telah diperoleh. Lewat peta yang sama pula maka Rosetta dapat memilih lima kandidat lokasi untuk pendaratannya.

Dalam dua minggu kemudian Rosetta secara berangsur-angsur terus mendekat hingga hanya sejarak 30 km dari komet. Pada periode ini pemetaan pun terus digelar, namun kali ini bertumpu pada instrumen pencitra/kamera OSIRIS (Optical, Spectroscopic and Infrared Imaging System) yang memiliki resolusi 55 cm per pixel untuk jarak tersebut. Dengan demikian ketajaman mata OSIRIS Rosetta sebanding dengan aksi wahana LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) di Bulan. LRO yang masih aktif bertugas hingga kini sambil mengelilingi satu-satunya satelit alamiah Bumi itu telah berulangkali memproduksi penemuan menggemparkan, mulai dari deteksi jejak-jejak pendaratan manusia di Bulan dalam program Apollo hampir setengah abad silam hingga merekam perubahan titik tertentu di wajah Bulan akibat hantaman meteor. Diharapkan pada pertengahan September 2014 Rosetta telah berkemampuan memilih salah satu dari kelima kandidat lokasi pendaratan. Sisa waktu sepanjang September hingga Oktober 2014 bakal dimanfaatkan Rosetta untuk memusatkan mata tajamnya ke lokasi pendaratan terpilih dan area sekelilingnya. Sehingga beragam skenario sekaligus simulasi beragam kondisi pendaratan dapat digelar.

Lantas bagaimana Rosetta mendarat di komet?

Gambar 3. Simulasi pendaratan Philae di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko. Pendarat seberat 100 kg ini dilengkapi dengan tiga jangkar di kakinya guna menjaga agar ia tak terpental kembali ke antariksa seiring sangat kecilnya gravitasi inti komet. Dengan terungkapnya bentuk inti komet Churyumov-Gerasimenko, pendaratan Philae menjumpai tantangan baru. Sumber: ESA, 2014.

Gambar 3. Simulasi pendaratan Philae di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko. Pendarat seberat 100 kg ini dilengkapi dengan tiga jangkar di kakinya guna menjaga agar ia tak terpental kembali ke antariksa seiring sangat kecilnya gravitasi inti komet. Dengan terungkapnya bentuk inti komet Churyumov-Gerasimenko, pendaratan Philae menjumpai tantangan baru. Sumber: ESA, 2014.

Badan antariksa Eropa telah menyertakan sebuah wahana pendarat kecil bernama Philae dan menjadi bagian integral dari wahana antariksa Rosetta. Dari 2.900 kilogram bobot Rosetta (termasuk bahan bakar roket untuk keperluan manuver dan pengereman), 100 kg diantaranya merupakan bobot Philae. Bila semua berjalan dengan lancar, maka pada rentang waktu antara 11 hingga 19 November 2014 mendatang, pendarat Philae bakal mencetak sebuah sejarah baru dalam peradaban umat manusia dengan mendarat lunak di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko. Philae awalnya bakal mendekat dengan kecepatan 1 meter/detik (3,6 km/jam). Begitu menyentuh permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko, Philae bakal menambatkan diri dengan cara menembakkan dua tombak berpengait. Guna lebih mengukuhkan posisinya sekaligus menghindarkan diri dari potensi terlontar kembali ke langit lepas, maka Philae bakal mengebor permukaan inti komet dibawahnya dan lantas menanamkan sejenis jangkar disana.

Setelah mendarat dan mengecek seluruh instrumennya, Philae akan memetakan kawasan di seputar titik pendaratannya. Ia juga bakal menganalisis komposisi senyawa-senyawa kimiawi yang berada di permukaan inti komet, termasuk kemungkinan eksistensi senyawa karbon enantiomer. Senyawa karbon enantiomer adalah isomer stereometrik senyawa karbon, yakni sepasang senyawa karbon atau lebih yang memiliki rumus kimia dan untaian rantai karbon yang sama persis, namun posisi gugus fungsionalnya berbeda. Senyawa karbon enantiomer merupakan substansi yang umum dijumpai dalam tubuh makhluk hidup, termasuk manusia. Philae dibebani tugas mencari senyawa karbon enantiomer di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko sebagai bagian dari upaya kita untuk membuktikan bahwa komet memang mengandung senyawa-senyawa karbon tertentu yang juga terkandung dalam tubuh makhluk hidup. Selain itu, Philae juga bertugas merekam dinamika aktivitas komet Churyumov-Gerasimenko hingga Desember 2015 mendatang, yakni pada saat komet itu menempati jarak terdekatnya terhadap Matahari (sejarak 185 juta kilometer) sehingga berada dalam kondisi paling aktif. Pada saat ini komet Churyumov-Gerasimenko masih berada pada jarak 524 juta kilometer dari Matahari.

Akankah mission impossible ini membuahkan hasil seperti yang diharapkan? Itulah yang dinanti setiap ilmuwan badan antariksa Eropa yang terlibat dalam misi Rosetta dengan harap-harap cemas. Misi ini memang nyaris tak mungkin, namun bukannya mustahil.

Sumber:
Lakdawalla. 2014. Rosetta Update: Long Journey to a Comet Nearly Complete. The Planetary Society, 29 July 2014.