Benarkah Jupiter adalah Bintang yang Gagal?

Oleh Andi Pangerang
30 Agustus 2021

Halo, Sobat LAPAN semua! Jupiter, planet terbesar di tata surya dengan bintik merah besarnya, memukau siapapun yang memandangnya baik ketika senja maupun fajar. Planet ini dinamai Jupiter oleh pengamat langit pada era Romawi karena Jupiter adalah dewa pelindung bagi kerajaan Romawi, yang mana mitologi ini dikaitkan dengan mitologi Yunani dengan dewa tertingginya, yaitu Zeus. Jupiter menjadi sangat penting ketika pada tahun 1610, Galileo Galilei mengarahkan teleskopnya dan mengamati empat satelit alami pertama yang mengelilingi planet ini, yang menandai penemuan pertama benda langit yang mengelilingi objek selain Bumi.

Astronom mengenali Jupiter sebagai planet terbesar di tata surya jauh sebelum misi eksplorasi luar angkasa menggunakan wahana antariksa diluncurkan. Planet ini berdiameter 142.984 km atau hampir 11 kali diameter Bumi, sehingga Jupiter dapat memuat 1.321 Bumi berukuran sama. Massa planet ini 2,5 kali total massa delapan planet lain (termasuk Bumi). Inilah yang membat Jupiter menjadi benda langit paling dominan kedua setelah Matahari.

Jupiter adalah salah satu contoh planet gas raksasa di tata surya kita. Permukaan Jupiter tidaklah padat sebagaimana Bumi. Inti planet ini tersusun dari batuan kecil yang tertutup dalam cangkang hidrogen metalik dan dikelilingi oleh hidrogen cair. Hidrogen cair inilah yang kemudian diselimuti oleh gas hidrogen dengan rasio antara hidrogen dan helium sebesar 90 : 10. Secara keseluruhan, rasio massa hidrogen dan helium pada planet Jupiter sebesar 73 : 24. Rasio ini mirip sekali dengan Matahari yang mana rasio keseluruhan massa hidrogen dan helium sebesar 71 : 27. Kerapatan massa Jupiter juga mirip dengan Matahari; Jupiter mengandung 1,33 gram setiap sentimeter kubik volumenya sedangkan Matahari mengandung 1,41 gram setiap sentimeter kubik volumenya. Bandingkan dengan Bumi yang lebih padat dibandingkan dengan Jupiter dan Matahari; mengandung 5,51 gram setiap sentimeter kubik volumenya.

Atas dasar inilah, Jupiter dianggap sebagai bintang gagal. Akan tetapi, apakah Jupiter benar-benar merupakan bintang gagal?

Bintang dan planet lahir dari dua mekanisme yang jauh berbeda. Bintang lahir ketika materi sangat padat di awan molekul antarbintang mulai runtuh oleh gravitasinya sendiri. Runtuhnya awan gas dan debu ini menyebabkan materi ini berputar dan menarik lebih banyak materi lain dari awan di sekelilingnya sehingga menciptakan piringan akresi bintang.

Seiring bertambahnya massa dan juga gravitasi, inti bintang yang masih sangat muda mengalami tekanan sangat besar, sehingga inti bintang ini menjadi semakin panas dan sangat mampat. Dari sinilah reaksi fusi termonuklir dimulai. Setelah bintang selesai mengakresi materi disekelilingnya, banyak piringan akresi yang tersisa. Dari sinilah planet terbentuk.

Astronom mengira bahwa Jupiter berasal dari akresi butiran-butiran protoplanet (pebble accretion), diawali dari butiran-butiran kecil batuan es dan debu di dalam piringan. Ketika butiran-butiran ini mengelilingi bintang yang masih sangat muda, butiran-butiran ini mulai bertabrakan dan tarik-menarik dikarenakan gaya listrik statis. Butiran-butiran ini kemudian membentuk gumpalan yang cukup besar dengan massa 10 kali massa Bumi. Oleh karena itu, butiran-butiran ini dapat menarik gas di sekeliling piringan tersebut.

Sejak saat itulah, Jupiter berkembang secara bertahap hingga massanya mencapai seperti saat ini, 318 kali massa Bumi atau seperseribu massa Matahari. Ketika Jupiter selesai menarik materi di sekelilingnya, dan massa yang dibutuhkan masih cukup jauh untuk membentuk fusi termonuklir hidrogen, Jupiter berhenti berkembang. Dalam artian, Jupiter tidak akan mencapai massa lebih besar dibandingkan dengan saat ini.

Pesona Jupiter yang luar biasa inilah yang memunculkan ide untuk mengeksplorasi Jupiter lebih lanjut. Misi eksplorasi Jupiter diawali oleh Pioneer 10 pada tahun 1973 dan disusul kemudian Pioneer 11 yang melintasi Jupiter setahun setelahnya. Wahana Voyager 1 dan 2 yang diluncurkan di tahun 1979 oleh NASA menyelidiki permukaan Jupiter lebih dekat. Tidak hanya itu saja, kedua wahana ini juga memetakan permukaan satelit alami Jupiter dan menemukan cincin tipis Jupiter yang redup.

Wahana antariksa Galileo yang memasuki orbit Jovian di tahun 1995 semakin membuka kesempatan bagi astronom untuk menelisik lebih jauh mengenai karakteristik planet gas raksasa ini. Bahkan, wahana ini juga menjadi saksi ketika komet Shoemaker-Levy 9 menabrak Jupiter di tahun 1994. Galileo mengirimkan probe untuk mengambil sampel atmosfer sebelum pada akhirnya, probe ini hancur oleh tekanan besar di bawah awan Jupiter. Akhirnya, misi ini selesai di tahun 2003.

Juli 2016, wahana antariksa Juno memasuki orbit di sekitar Jupiter untuk mengawali babak baru pengamatan ilmiah. Dengan wahana inilah, astronom dengan tepat memetakan medan gravitasi dan medan magnet Jupiter, mempelajari lebih banyak mengenai gugusan siklon di kutub planet ini. Hasil penemuan menakjubkan ini bahwa planet gas raksasa tersebut berotasi seperti benda padat tepat di bawah puncak awan yang tidak stabil. Meskipun Juno awalnya dijadwalkan untuk menghentikan misinya pada Februari 2018, misi tersebut akhirnya diperpanjang dan berjalan hingga Juli 2021 silam.

Ukuran Jupiter dan kesamaan komposisi dengan katai coklat dan bintang berukuran kecil juga menyebabkan Jupiter disebut sebagai "bintang gagal." Jika planet ini terbentuk dengan lebih banyak massa, Jupiter diklaim akan memicu fusi nuklir dan tata surya akan menjadi sistem bintang ganda. Kehidupan mungkin tidak pernah berevolusi di Bumi karena suhunya akan terlalu tinggi dan karakteristik atmosfernya menjadi tidak seimbang. Meskipun Jupiter berukuran sebesar planet, butuh sekitar 75 kali massanya saat ini untuk memicu fusi nuklir di intinya dan menjadi bintang. Astronom telah menemukan bintang-bintang lain yang dikelilingi oleh planet-planet dengan massa yang jauh lebih besar dari Jupiter.

Bagaimana dengan katai coklat substellar? Planet terbesar kita masih belum mendekati kriteria “nyaris bintang” ini. Astronom mendefinisikan katai coklat sebagai benda langit dengan setidaknya 13 kali massa Jupiter. Pada titik ini, isotop hidrogen yang disebut deuterium (bernomor atom 2) dapat mengalami fusi di awal kehidupan katai coklat dikarenakan terjadi pada massa, suhu, dan tekanan yang lebih rendah.

Jadi, sementara ini Jupiter adalah planet gas raksasa di tata surya kita. Meskipun mencapai batas terendah massa yang dibutuhkan untuk mengalami keruntuhan awan gas dan debu, massa Jupiter jauh dari kriteria untuk dianggap sebagai bintang gagal. Hal ini dikonfirmasi oleh data yang diambil wahana antariksa Juno bahwa Jupiter memiliki inti padat dan lebih selaras dengan metode pembentukan akresi inti, alih-alih akresi butiran-butiran protoplanet maupun piringan akresi bintang.

Tahukah Sobat? Di galaksi kita ini, Bimasakti, terdapat bintang deret utama yang berukuran sangaaaaaaat kecil. Inilah dia, EBLM J0555-57Ab. Nama yang cukup rumit ya, Sobat? Ukurannya sedikit lebih besar dibandingkan dengan Saturnus akan tetapi masih lebih kecil dibandingkan dengan Jupiter yakni 118.000 km. Bintang ini merupakan salah satu dari sistem tiga bintang yang berjarak 600 tahun cahaya dari Bumi kita. Massa bintang ini 85 kali massa Jupiter lho, Sobat. Sudah memenuhi kriteria, bukan? Jadi, ukuran bukan jaminan bahwa objek itu dapat dikategorikan sebagai bintang atau bukan ya, Sobat. Massa juga sangat berpengaruh terhadap proses evolusi bintang. Meskipun kerapatan massa suatu objek sama dengan bintang induknya, bukan lantas objek tersebut bisa menjadi bintang kedua.

Demikianlah penjelasan apakah Jupiter termasuk bintang gagal atau bukan. Semoga dapat menambah pengetahuan dan wawasan khususnya bagi Sobat LAPAN semua. Tetap sehat dan semangat, Salam Antariksa!

Comments