Phoebe: Bulan Misteri Saturnus

Saturnus adalah planet yang paling indah di Tata Surya kita, dengan pita-pita warna yang bercahaya lembut, sistem cincin gossamer dingin, dan rombongan gemerlapnya bulan-bulan beku. Segudang bulan Saturnus adalah koleksi beragam, mulai dari bulan Titan yang dipangkas hidrokarbon yang sangat besar - yang lebih besar dari planet utama Merkurius - hingga yang terkecil dari bulan pucat es yang berkilau. Secara keseluruhan, Saturnus dikelilingi oleh 62 bulan yang dikenal luas dengan orbit yang dikonfirmasi. Tapi, dari koleksi yang jauh ini, bulan kecil Phoebe menonjol di antara kerumunan sebagai bulan-misteri yang menarik. Pada Desember 2018, tim astronom mengumumkan bahwa dengan mengembangkan metode baru untuk mengukur rasio isotop air dan karbon dioksida dari kejauhan, mereka telah menemukan bahwa air di cincin dan bulan Saturnus secara tak terduga seperti air di planet kita sendiri - kecuali di Phoebe, di mana air lebih aneh daripada yang ditemukan pada objek lain yang sejauh ini dipelajari di Tata Surya kita.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa para ilmuwan planet sekarang harus mengembangkan model baru pembentukan Tata Surya kita. Ini karena temuan terbaru bertentangan dengan model yang sudah ada. Makalah yang menggambarkan penelitian ini diterbitkan dalam jurnal sains planet Icarus, di bawah judul Rasio Isotop dari Cincin dan Satelit Saturnus. Implikasi untuk Asal usul Air dan Phoebe. Makalah Icarus ditulis bersama oleh Planetary Science Institute (PSI) Dr. Roger N. Clark, Dr. Robert H. Brown (University of Arizona, di Tucson), Dr. Dale P. Crukshank (NASA), dan Dr. Gregg A. Swayze (US Geological Survey). PSI terletak di Tucson.

Isotop adalah berbagai bentuk elemen yang memiliki jumlah neutron yang berbeda. Dengan menambahkan neutron, massa juga ditambahkan. Penambahan ini dapat mengubah proses tentang bagaimana sebuah planet, komet, atau bulan terbentuk. Air terdiri dari dua atom hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O) - karenanya H2O. Menambahkan satu neutron ke satu atom hidrogen, yang disebut deuterium (D), meningkatkan massa molekul air (HDO) sekitar 5 persen. Perubahan yang sangat kecil ini menghasilkan variasi isotop dalam pembentukan planet, bulan, atau komet - dan juga mengubah penguapan air setelah terbentuk. Rasio deuterium terhadap hidrogen (DH) adalah sidik jari dari kondisi pembentukan, termasuk suhu dan evolusi, seiring berjalannya waktu. Air yang menguap memperkaya deuterium di permukaan yang tersisa.

Tempat Saturnus Di Tata Surya Kita

Saturnus dan dunianya yang jauh lebih besar, Jupiter, keduanya diklasifikasikan sebagai planet gas-raksasa. Kedua raksasa gas itu menghuni wilayah terluar dingin Tata Surya kita, tempat cahaya keemasan dan panas matahari Matahari jauh lebih lemah daripada kuartet planet-planet dalam yang padat: Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Beberapa teori menyatakan bahwa tidak ada raksasa gas yang memiliki inti dalam yang tersembunyi di bawah lapisan gas raksasa. Namun, teori-teori lain mengusulkan bahwa duo berpita memiliki inti padat yang relatif kecil yang terselip di bawah kafan berputar, berat, dan badai yang terdiri dari gas yang berputar. Dua planet raksasa lainnya dari domain luar dingin Tata Surya kita - Uranus dan Neptunus - diklasifikasikan sebagai raksasa es. Banyak ilmuwan planet berpikir bahwa kedua dunia raksasa es yang jauh ini memiliki inti besar yang terdiri dari batu dan es yang diselimuti di bawah atmosfer gasnya yang padat. Namun, atmosfer gas dari raksasa es biru tidak setebal Jupiter dan Saturnus. Meskipun Uranus dan Neptunus adalah raksasa planet, ukurannya tidak sebesar Jupiter dan Saturnus.

Sistem cincin Saturnus yang menyihir dan indah benar-benar mengorbit koleksi segumpal es dan informasi menarik yang berkisar dari partikel-partikel beku kecil hingga batu-batu besar yang sama besarnya dengan gedung perkantoran kecil. Benda-benda yang berputar, kecil, dan mengorbit menari satu sama lain, dan kinerjanya dipengaruhi oleh magnetosfer Saturnus. Magnetosfer adalah wilayah yang tunduk pada pengaruh magnet planet. Objek cincin es kecil juga berada di bawah pengaruh bulan Saturnus yang lebih besar.

Lima puluh tiga bulan Saturnus memiliki dinamai, dari yang hanya 13 memiliki diameter lebih besar dari 50 kilometer. Benda beku yang menari di cincin padat yang melingkari Saturnus memiliki gerakan orbital mereka sendiri yang kompleks. Tujuh bulan Saturnus cukup besar untuk menampilkan bentuk ellipsoid, tetapi hanya dua di percaya - Titan dan Rhea - yang saat ini berada dalam kesetimbangan hidrostatik.

Titan adalah yang paling terkenal dari banyak bulan Saturnus. Ini adalah bulan terbesar kedua di Tata Surya kita - setelah Ganymede dari Jupiter - dan memiliki atmosfer yang kaya nitrogen seperti Bumi, dan ditambahkan bizaare yang menyediakan jaringan sungai kering dan danau yang diisi dengan hidrokarbon cair yang ditemukan di sana yang akrab di planet, bulan, dan benda-benda lainnya.

Enceladus, bulan Saturnus lain, adalah dunia kecil yang menarik dengan komposisi kimia yang mirip dengan komet. Yang sangat penting, Enceladus menembakkan semburan gas dan debu, yang dapat memilih Samudera global bawah permukaan dari air cair yang menopang kehidupan, tersembunyi di bawah kerak permukaannya yang terdiri dari es tebal.

Dua puluh empat dari segudang bulan Saturnusawan sebagai satelit biasa. Ini berarti bahwa mereka melakukan olahraga tingkat orbit di sekitar planet mereka yang tidak terlalu condong ke bidang ekuatorial Saturnus. Ini termasuk tujuh bulan utama Saturnus, empat bulan kecil yang melingkar di orbit trojan bersama dengan bulan yang lebih besar, dua bulan bersama yang saling mengorbit dan dua bulan yang melakukan fungsi penting sebagai gembala dari salah satu cincin Saturnus - yang Cincin-F. Sepasang satelit reguler yang dikenal sebagai planet lain dalam celah di cincin gossamer Saturnus. Bulan Hyperion yang relatif besar dalam resonansi dengan Titan. Populasi sisa bulan reguler mengorbit dekat dengan tepi luar cincin-A, di dalam cincin-G, dan di antara dua bulan utama Mimas dan Enceladus. Bulan-bulan reguler dinamai Titans dan Titanesses atau tokoh penting dan menarik lainnya yang terkait dengan Saturnus mitologis dalam mitologi klasik.

Sisa 38 Saturnus yang memiliki diameter rata-rata olahraga berkisar antara 4 hingga 213 kilometer adalah satelit tidak beraturan, yang orbitnya di sekitar planet mereka jauh lebih jauh darinya daripada satelit biasa. Satelit tidak teratur Saturnus memiliki kecenderungan tinggi, dan merupakan tas campuran yang memiliki orbit prograde dan retrograde. Bulan-bulan ini dianggap sebagai planet-planet kecil yang ditangkap atau, sebagai alternatif, puing-puing yang tersisa dari fragmentasi benda-benda tersebut setelah mereka dijerat oleh cengkeraman gravitasi Saturnus yang kuat - sehingga membentuk keluarga tumbukan. Bulan-bulan yang tidak beraturan telah diklasifikasikan menurut karakteristik orbitnya ke dalam kelompok Inuit, Norse, dan Gallic, dan nama-nama mereka diambil dari mitologi yang sesuai dari ketiga budaya tersebut. Phoebe adalah yang terbesar dari bulan-bulan tak beraturan di Saturnus, dan ia ditemukan pada akhir abad ke-19.

Bulan Misteri

Phoebe ditemukan oleh astronom Amerika William Henry Pickering (1858-1938) pada 18 Maret 1899 dari pemeriksaan lempeng foto yang telah diperoleh mulai 16 Agustus 1898 di Observatorium Boyden dekat Arequipa, Peru, oleh astronom Amerika DeLisle Stewart . (1870-1941). Memang, Phoebe memiliki perbedaan menjadi bulan pertama yang ditemukan secara fotografis.

Phoebe Kecil juga merupakan target pertama yang disambut oleh pesawat ruang angkasa Cassini ketika akhirnya mencapai sistem Saturnus pada tahun 2004, setelah perjalanan panjang dan berbahaya melalui ruang antarplanet. Setelah menghabiskan lebih dari satu dekade menjelajahi sistem Saturnus, Cassini mengakhiri misinya pada bulan September 2017, ketika ia secara sengaja menabrak Saturnus, tempat ia hancur seperti meteor. Diluncurkan pada Oktober 1997, ia mencapai Saturnus pada tanggal 30 Juni 2004, membawa dukungan kuda-kuda Probe Huygens Eropa. Probe Huygens memeriksa bulan Saturnus yang besar, oranye, yang diselimuti kabut asap, Titan.

Meskipun ukuran Phoebe kecil, bulan beku yang menarik ini telah dipelajari dengan baik untuk satelit yang tidak beraturan. Lintasan Cassini ke Saturnus dan waktu kedatangan dipilih oleh para ilmuwan misi khusus untuk memungkinkan penerbangan ini. Setelah pertemuan yang dekat dan penyisipannya ke dalam orbit Saturnus, Cassini tidak melakukan perjalanan jauh melampaui orbit bulan berukuran menengah Saturnus Iapetus.

Phoebe mengandung interior yang berbeda. Diyakini telah menjadi bola dan panas di awal sejarahnya. Itu juga babak belur karena serangan berulang dari banyak objek yang berdampak.

Dianggap sebagai Centaur yang ditangkap, Phoebe kemungkinan adalah pengungsi yang berkeliaran yang awalnya lahir di Sabuk Kuiper yang jauh. Centaur adalah planet minor - badan Tata Surya kecil dengan sumbu semi-mayor di antara planet luar utama. Mereka menampilkan karakteristik komet dan asteroid.

Sabuk Kuiper yang sangat terpencil adalah sebuah wilayah yang terletak di luar planet utama terluar, raksasa es pita biru yang indah, Neptunus. Di sini, di batas terluar Tata Surya kita, di mana Matahari kita muncul di langit yang gelap hanya menjadi bintang besar yang berenang di lautan dengan banyak bintang lain, populasi besar inti komet beku dan benda-benda dingin lainnya ada di senja abadi, tanpa henti. Sabuk Kuiper terletak di dalam pembekuan dalam Tata Surya kita - itu adalah rumah dari sekumpulan benda beku yang merupakan peninggalan purba kisah dongeng yang menceritakan kisah misterius kelahiran Tata Surya kita 4,56 miliar tahun yang lalu. Sebagian besar Kuiper Belt Objects (KBOs) terdiri dari volatile - air, amonia, dan "es" metana yang telah diawetkan dalam pembekuan gelap yang dalam ini, seperti halnya pada zaman kuno kelahiran Tata Surya kita. Sabuk Kuiper juga merupakan rumah dari planet kerdil yang dikonfirmasi Pluto, Haumea, dan Makemake. Beberapa bulan yang paling menyihir dan membingungkan di Tata Surya kita dianggap sebagai benda yang benar-benar lahir di Sabuk Kuiper, tetapi berkeliaran jauh dari tempat kelahiran mereka sejak lama. Bulan-bulan misteri ini, tentu saja, termasuk Phoebe, bersama dengan beberapa bulan lainnya seperti Triton dari Neptunus. Triton mengorbit planet induk angkatnya Neptunus ke arah yang salah. Ini menunjukkan bahwa ia kemungkinan besar akan melakukan penyelaman yang fatal, di masa mendatang, ke dalam selimut tebal bermotif awan biru-safir yang menyelubungi planet yang telah diorbitnya sejak ia melakukan perjalanan jauh dari buaian beku di Sabuk Kuiper.

Bulan misteri kecil itu dinamai Phoebe, seorang Titaness dalam mitologi Yunani, terkait dengan Bulan besar Bumi sendiri. Ini juga disebut Saturn IX dalam beberapa literatur ilmiah. Nomenklatur standar International Astronomical Union (IAU) menyatakan bahwa fitur pada Phoebe harus dinamai sesuai tokoh-tokoh dalam mitos Yunani Jason dan Argonauts.

Air Dari "Keluar Dari Dunia Ini"

Model yang menggambarkan pembentukan Tata Surya kita menunjukkan bahwa rasio deuterium terhadap hidrogen (DH) harus jauh lebih tinggi di Tata Surya luar yang dingin daripada di daerah bagian dalam yang lebih hangat dan terang di mana Bumi tinggal lebih dekat dengan Matahari kita - bersama dengan planet bagian dalam lainnya: Merkurius, Venus, dan Mars. Deuterium lebih berlimpah di awan molekul gelap dingin raksasa yang berfungsi sebagai tempat kelahiran bintang. Matahari kita terlahir dalam lipatan awan yang begitu gelap dan indah. Beberapa model memperkirakan bahwa DH seharusnya sekitar 10 kali lebih tinggi dalam sistem Saturnus daripada di planet kita sendiri. Namun, pengukuran baru mengungkapkan bahwa Phoebe melakukan perjalanan dengan ketukan drum yang berbeda.

"Penemuan rasio isotop deuterium ke hidrogen yang aneh untuk Phoebe berarti bahwa itu terbentuk dan berasal dari bagian yang jauh dari Tata Surya," Dr. Clark menjelaskan dalam Siaran Pers 3 Desember 2018 PSI. "Rasio D / H Phoebe adalah nilai tertinggi yang diukur dalam Tata Surya, menyiratkan asal-usul di Tata Surya luar dingin di luar Saturnus," tambahnya.

Tim astronom juga mengukur rasio karbon-13 hingga karbon-12 pada bulan utama Saturnus lainnya, Iapetus, bersama dengan Phoebe. Iapetus, yang juga memiliki rasio D / H mirip dengan planet kita sendiri, juga memiliki rasio karbon-13 hingga karbon-12 yang mendekati nilai Bumi. Sebaliknya, nilai Phoebe hampir lima kali lebih tinggi dalam isotop karbon. Kehadiran karbon dioksida membatasi berapa banyak Phoebe bisa menguap ke ruang angkasa setelah pembentukannya, hanya menyisakan kemungkinan bahwa Phoebe lahir di daerah luar yang dingin dari tata surya kita .-- jauh lebih jauh dari matahari kita daripada induknya yang diadopsi- planet Saturnus. Ini berarti bahwa Phoebe kemungkinan digusur dari tempat kelahirannya ke sebuah orbit di mana ia akhirnya dijerat secara gravitasi oleh Saturnus. Tepatnya seberapa jauh dari Matahari Phoebe kita lahir tidak diketahui. Ini karena saat ini tidak ada pengukuran D / H atau Karbon-13-karbon-12 untuk permukaan es beku yang ditemukan di Pluto atau KBO yang mengelilingi Bintang kita di luar Pluto. Tetapi metode ini akan membantu para astronom dalam pencarian mereka untuk mencapai pengukuran es permukaan seperti itu.

Pengukuran dilakukan dari pesawat ruang angkasa Cassini NASA oleh para astronom menggunakan Visual dan Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) selama perjalanan misi. Kemudian, peningkatan kalibrasi instrumen, yang selesai pada awal tahun 2018, memberikan ketepatan yang diperlukan untuk pengukuran cahaya yang dipantulkan dari bulan Saturnus dan cincin es berkilau. Metode baru pengukuran rasio isotop pada padatan seperti es air dan es karbon dioksida menggunakan spektroskopi reflektansi dari jarak jauh akan memungkinkan pengukuran rasio isotop penting untuk benda lain di seluruh Tata Surya kita, sehingga menempatkan kendala tambahan yang diperlukan pada model pembentukannya lebih dari 4 miliar tahun. lalu.

Karena nilai-nilai D / H yang diamati dalam sistem Saturnus dekat dengan nilai-nilai planet kita sendiri, sumber air yang sama pasti ada untuk daerah bagian dalam dan luar Tata Surya kita. Model-model baru sekarang perlu dikembangkan untuk menunjukkan di mana perubahan dari Tata Surya bagian dalam ke luar ada.

Misi Europa Clipper NASA juga dapat digunakan untuk mengukur rasio isotop pada bulan-bulan Jupiter di Jupiter, kata Dr. Clark dalam Siaran Pers 3 Desember 2018. Europa adalah salah satu dari bulan-bulan Galilea di Yupiter, dan diperkirakan mengandung samudra air cair yang bersembunyi di bawah kerak esnya yang retak. Tiga bulan Galilea lainnya - semua ditemukan oleh Galileo Galilei pada tahun 1610 - adalah Io, Ganymede, dan Callisto. Clark adalah rekan penyelidik misi tersebut, dan dia berharap dapat melakukan pengukuran-pengukuran penting itu.

Judith E. Braffman-Miller adalah seorang penulis dan astronom yang artikelnya telah diterbitkan sejak 1981 di berbagai jurnal, majalah, dan surat kabar. Meskipun dia telah menulis tentang berbagai topik, dia sangat suka menulis tentang astronomi karena itu memberinya kesempatan untuk berkomunikasi dengan orang lain beberapa dari banyak keajaiban di bidangnya. Buku pertamanya, "Wisps, Ashes, and Smoke," akan segera diterbitkan.

Share this post