Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, planet kerdil pluto Tiba-tiba seorang teman bergabung dengannya. Untuk waktu yang sangat singkat, mungkin hanya beberapa jam, mereka menari seolah-olah bergandengan tangan sebelum berpisah dengan lembut, sebuah tindakan besar yang harus dilakukan yang mengakibatkan Pluto dan kwintet bulannya mengorbit matahari bersama-sama saat ini.
Para astronom telah lama bertanya-tanya bagaimana Charon, bulan terbesar di antara bulan-bulan tersebut, bisa mengorbit Pluto. Sebuah artikel diterbitkan pada hari Senin di majalah. Geosains Alam menggambarkan kemungkinan rangkaian peristiwa yang dapat menyelesaikan pertanyaan tersebut.
“Alasan Pluto dan Charon begitu menarik adalah karena Charon berukuran 50 persen dari Pluto,” kata Adeene Denton, ilmuwan planet di Universitas Arizona yang memimpin penelitian tersebut. Satu-satunya sistem yang sebanding adalah Bumi dan bulannya.
Charon berdiameter sekitar 750 mil, sedangkan Pluto berdiameter hampir 1.500 mil. Rasio ukuran tersebut menunjukkan bahwa sejumlah skenario konvensional yang menjelaskan bagaimana bulan terbentuk tidak mungkin terjadi, termasuk teori bahwa Charon terbentuk dari puing-puing di sekitar Pluto atau ditangkap oleh tarikan gravitasinya. Mungkinkah keberadaan Charon dijelaskan oleh jenis tabrakan yang diyakini telah terjadi? membentuk bulan bumi?
Ukuran Pluto dan Charon membuat sulit untuk menentukan bagaimana mereka “tidak menyatu seperti dua tetes cairan,” yang kemungkinan besar merupakan hasil dari skenario ledakan tersebut, kata Erik Asphaug, juga seorang ilmuwan planet di Universitas Arizona. dan rekan penulis artikel tersebut.
Pluto dan Charon terletak di wilayah terluar tata surya di luar Neptunus yang disebut sabuk Kuiperyang membuat mereka sangat berbatu dan sedingin es. Dengan memasukkan sifat-sifat ini ke dalam model mereka, tim peneliti menyusun skenario di mana kedua benda tersebut bertabrakan dan terperangkap tanpa menyatu.
Jika Charon menghantam Pluto dengan kecepatan yang relatif tenang, sekitar 2.000 mil per jam (10 kali lebih lambat dibandingkan dampak pembentukan bulan di Bumi), keduanya akan tetap bersentuhan selama sekitar 10 jam sebelum secara bertahap berpisah namun tetap bersama. Penyelidik menggambarkan pertemuan ini sebagai “ciuman dan tangkap.”
Kekerasan kedua benda tersebut mencegah keduanya pecah, kata Dr. Denton.
Pluto akan berputar setiap tiga jam sekali pada saat itu (lamanya satu hari di Pluto saat ini adalah sekitar 150 jam), sehingga keduanya akan berputar tiga kali saat berada di dekatnya. Momentum sudut rotasi Pluto secara perlahan akan mendorong Charon, namun, yang lebih penting, akan membuatnya terjebak dalam orbit Pluto.
Bill McKinnon, ilmuwan planet di Universitas Washington di St. Louis, mengatakan skenario seperti itu “masuk akal” mengingat banyaknya objek yang diyakini mengorbit sabuk Kuiper di awal tata surya. “Penangkapan tabrakan mungkin merupakan proses yang umum,” katanya, dan banyak objek biner besar lainnya juga diyakini ada di Sabuk Kuiper.
Dampaknya berarti “pada dasarnya seluruh permukaan Pluto muncul kembali,” kata Dr. Denton, dan Charon kehilangan sebagian besar es di permukaannya ke temannya. “Dampaknya adalah pengaturan ulang sistem secara geologis,” tambahnya.
Hal ini juga bisa mengakibatkan terbentuknya empat bulan Pluto lainnya yang diketahui (Nix, Styx, Kerberos, dan Hydra), yang lebih kecil dibandingkan Charon dan terlihat sekilas ketika Pesawat ruang angkasa New Horizons NASA melewati Pluto pada tahun 2015.
Model yang dikembangkan tim ini dapat memberikan penjelasan baru tentang bagaimana beberapa bulan akhirnya mengorbit dunia lain. “Ini menambah sentuhan baru pada fisika,” kata Dr. Asphaug. “Kami mempunyai gagasan bahwa gaya tidak berpengaruh dalam tumbukan. “Kita harus merevisi asumsi itu, bahkan untuk pembentukan bulan kita.”
Mempelajari Pluto secara lebih rinci dapat memberi tahu kita apakah tarian kosmiknya benar-benar terjadi, meskipun kemungkinan akan memakan waktu lama sebelum pesawat ruang angkasa lain mengunjungi planet kerdil tersebut.
“Jika Charon menyimpan sebagian batuannya di Pluto, maka akan mungkin untuk melihatnya dalam data gravitasi,” kata Dr. Denton. Sayangnya, kami harus kembali ke Pluto untuk mengujinya.
