Penelitian baru menunjukkan bahwa miliaran tahun yang lalu, Pluto mungkin telah menangkap bulan terbesarnya, Charon, dengan “ciuman” es yang sangat singkat. Teori tersebut dapat menjelaskan bagaimana sebuah planet kerdil (ya, kami berharap Pluto masih merupakan sebuah planet juga) dapat menjerat bulan yang berukuran setengahnya.
Tim di balik penelitian ini berpendapat bahwa dua dunia dingin yang terletak di Sabuk Kuiper, sebuah cincin benda es yang terletak jauh dari matahari di tepi tata surya, bertabrakan miliaran tahun yang lalu. Alih-alih saling memusnahkan, kedua mayat itu bersatu sebagai “manusia salju kosmik” yang berputar. Benda-benda ini terpisah relatif cepat namun tetap terhubung secara orbital sehingga menciptakan sistem Pluto/Charon yang kita lihat sekarang.
Proses “ciuman dan tangkap” ini mewakili teori baru tentang penangkapan bulan dan tabrakan kosmik. Hal ini juga dapat membantu para ilmuwan menyelidiki dengan lebih baik kekuatan struktural dunia es yang dingin di Sabuk Kuiper.
Tentang mendukung jurnalisme sains
Jika Anda menyukai artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami dengan berlangganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.
“Kami menemukan bahwa jika kita berasumsi bahwa Pluto dan Charon adalah benda-benda yang memiliki kekuatan material, Pluto memang dapat menangkap Charon dari dampak raksasa,” kata pemimpin tim dan peneliti bulan dan planet Universitas Arizona Adeene Denton kepada Space.com. “Proses tabrakan tabrakan ini disebut 'ciuman-dan-tangkap' karena Pluto dan Charon bergabung secara singkat, yang disebut 'ciuman', sebelum berpisah untuk membentuk dua benda independen.”
Kebanyakan skenario tabrakan planet diklasifikasikan sebagai “tabrak lari” atau “graze and merge”, artinya skenario “cium dan tangkap” ini adalah sesuatu yang benar-benar baru.
“Dulu kami melakukannya untuk ya kaget dengan bagian 'ciuman' cium-tangkapnya,” lanjut Denton. “Sebelumnya belum pernah ada adegan di mana kedua tubuh hanya menyatu sementara sebelum berpisah lagi!”
Penelitian tim tersebut dipublikasikan pada Senin (6 Januari) di jurnal Nature Geoscience.
Pluto memenangkan Charon dengan ciuman 10 jam
Alasan hubungan Pluto dengan Charon menantang para ilmuwan adalah karena perbedaan ukuran dan massa yang relatif kecil antara kedua benda es tersebut.
“Charon SANGAT BESAR dibandingkan Pluto, sampai-sampai mereka sebenarnya biner,” jelas Denton. “Ukurannya setengah dari Pluto dan 12% massanya, yang membuatnya lebih mirip dengan bulan Bumi dibandingkan bulan lain mana pun di tata surya.”
Sebagai perbandingan, ukuran bulan kita hanya seperempat ukuran Bumi, sedangkan bulan terbesar di tata surya, Ganymede, berukuran sekitar 1/28 ukuran planet induknya, Jupiter.
Peneliti Universitas Arizona, yang juga merupakan rekan postdoctoral NASA, menambahkan bahwa akan sulit untuk mendapatkan bulan yang relatif besar dengan cara yang “normal”. (“Normal” adalah penangkapan gravitasi bulan-bulan Mars Phobos dan Deimos serta bulan-bulan planet raksasa Jupiter dan Saturnus.)
Artinya, teori pembentukan sistem Pluto dan Charon yang berlaku didasarkan pada gagasan penangkapan tabrakan, serupa dengan bagaimana benda-benda besar diyakini menabrak Bumi untuk melepaskan material yang ditangkap oleh planet kita untuk melahirkan planet kita. bulan.
“Sesuatu yang besar menghantam Pluto, dan Anda mendapatkan Charon, tapi seperti sistem Bumi-bulan, kita tidak sepenuhnya mengetahui cara kerjanya dan kondisi di mana hal itu terjadi,” kata Denton. “Ini adalah pertanyaan yang cukup besar karena sejumlah Objek Sabuk Kuiper lainnya juga memiliki bulan-bulan besar, jadi sepertinya hal ini terjadi di Sabuk Kuiper dengan frekuensi tertentu, namun kita tidak tahu bagaimana atau mengapa.”

Tangkapan layar menunjukkan sistem Pluto/Charon selama fase “manusia salju” yang terhubung.
Robert Melikyan dan Adeene Denton
Selama “penangkapan tabrakan” standar, tabrakan besar terjadi, dan kedua benda meregang dan berubah bentuk seperti cairan. Proses ini menjelaskan penciptaan sistem Bumi/Bulan dengan baik karena panas hebat yang dihasilkan dalam tumbukan dan massa benda yang lebih besar menyebabkan benda-benda tersebut berperilaku cair.
Saat mempertimbangkan Pluto dan Charon dalam proses tabrakan, ada faktor tambahan yang perlu dipertimbangkan: kekuatan struktural benda es dan batuan yang lebih dingin. Ini adalah sesuatu yang telah diabaikan di masa lalu ketika para peneliti mempertimbangkan terjadinya tabrakan Charon.
Untuk memasukkan hal ini ke dalam simulasi, tim beralih ke cluster komputasi kinerja tinggi Universitas Arizona. Ketika Denton dan rekan-rekannya memperhitungkan kekuatan material ini dalam simulasi mereka, sesuatu yang sama sekali tidak terduga muncul.
“Karena kedua benda tersebut memiliki kekuatan material, Charon tidak melakukan penetrasi cukup dalam ke Pluto untuk menyatu dengannya; hal ini tidak berlaku jika benda tersebut berbentuk cair,” jelas Denton. “Untuk kondisi tumbukan yang sama, jika kita berasumsi Pluto dan Charon tidak memiliki gaya, mereka akan bergabung menjadi satu benda besar, dan Charon terserap. Namun, dengan gaya, Pluto dan Charon tetap utuh secara struktural selama penggabungan singkat mereka.”
Karena Charon tidak dapat tenggelam ke dalam Pluto dalam skenario ini, ia tetap berada di luar apa yang disebut “jari-jari rotasi bersama” dari kedua benda tersebut. Akibatnya, ia tidak bisa berputar secepat Pluto, yang berarti kedua benda tersebut tidak bisa tetap terhubung. Saat mereka berpisah dan ciuman sedingin es ini berakhir, tim mengira Pluto akan memutar Charon ke orbit melingkar yang lebih dekat dan lebih tinggi, tempat bulan akan bermigrasi ke luar.
“'Ciuman' dalam ciuman-dan-tangkap ini, penggabungan yang sangat singkat, secara geologis, berlangsung 10 hingga 15 jam sebelum kedua benda tersebut terpisah lagi,” kata Denton. “Charon kemudian memulai migrasi keluar secara perlahan menuju posisinya saat ini.”
Tim memperkirakan tabrakan awal terjadi sangat awal dalam sejarah tata surya, mungkin puluhan juta tahun setelah tata surya terbentuk, yakni miliaran tahun lalu.
“Tabrakan besar yang umum terjadi adalah penggabungan sederhana, di mana benda-benda tersebut bergabung, atau kedua benda tersebut tetap independen,” kata Denton. “Jadi ini sangat baru bagi kami. Hal ini juga menimbulkan banyak pertanyaan geologis menarik yang ingin kami uji, karena apakah aksi ciuman-dan-tangkap ini berhasil bergantung pada kondisi termal Pluto, yang kemudian dapat kami kaitkan dengan geologi kontemporer Pluto untuk diuji.
“Saya benar-benar ingin mengetahui bagaimana dampak awal Pluto-Charon dapat mempengaruhi apakah dan bagaimana Pluto dan Charon mengembangkan lautan.”
Denton menjelaskan, ada dua jalur yang bisa diambil tim untuk membangun pengembangan tersebut.
“Yang pertama adalah melihat bagaimana hal ini berlaku untuk Objek Sabuk Kuiper lainnya yang bulannya besar, seperti Eris dan Dysnomia, Orcus dan Vanth, dan lainnya,” jelas Denton. “Analisis awal kami menunjukkan bahwa ciuman-dan-tangkap juga bisa menjadi sumber dari sistem lain ini, namun karena komposisi dan massanya berbeda-beda, penting untuk mengetahui bagaimana ciuman-dan-tangkap mungkin terjadi di seluruh sabuk Kuiper. .”
Jalur kedua yang ingin diikuti tim adalah dengan melihat evolusi pasang surut jangka panjang Charon untuk mengkonfirmasi teori pembentukan mereka.
“Untuk benar-benar yakin bahwa ini adalah proses yang membentuk Pluto dan Charon, kita perlu memastikan bahwa Charon bermigrasi ke lokasinya saat ini dengan jarak sekitar 8 kali lebar Pluto,” kata Denton. “Namun, proses tersebut berlangsung dalam jangka waktu yang lebih lama dibandingkan tabrakan awal, sehingga model kami tidak cocok untuk melacaknya.
“Kami berencana untuk melihat hal ini lebih dekat di masa depan untuk menentukan kondisi yang tidak hanya mereproduksi Pluto dan Charon sebagai benda tetapi juga menempatkan Charon di tempat yang tepat, seperti sekarang ini.”
Hak Cipta 2025 Luar Angkasa.comsebuah perusahaan Masa Depan. Semua hak dilindungi undang-undang. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.