Tata surya bagian luar dihuni oleh sekelompok benda es aneh yang dijuluki “manusia salju luar angkasa” – planetesimal yang terdiri dari dua bola yang saling terhubung. Sebuah studi baru dari Michigan State University menawarkan penjelasan yang masuk akal mengenai pembentukannya, menunjukkan bahwa mereka muncul bukan dari tabrakan yang dahsyat, namun dari penggabungan perlahan dalam pusaran awan debu kosmik.
Misteri Biner Kontak
Di luar Neptunus, di hamparan dingin Sabuk Kuiper, terdapat sisa-sisa masa awal tata surya: planetesimal. Blok bangunan es ini kemungkinan besar terbentuk di dalam piringan debu dan kerikil yang berputar yang mengorbit matahari muda. Pada tahun 2019, misi New Horizons NASA memberikan pandangan close-up pertama dari struktur mirip manusia salju ini, yang dikenal sebagai biner kontak. Perkiraan menunjukkan antara 10% dan 25% planetesimal di wilayah ini mungkin menunjukkan konfigurasi bola ganda, namun mekanisme pasti di balik penciptaannya masih sulit dipahami.
Teori Sebelumnya Gagal
Upaya sebelumnya untuk memodelkan pembentukan biner kontak berfokus pada tumbukan langsung antar planetesimal. Namun, simulasi tersebut secara konsisten memberikan hasil berbentuk bola sempurna, dan gagal menjelaskan bentuk manusia salju yang diamati. Masalahnya adalah penyederhanaan planetesimal menjadi benda tunggal yang besar, bukan kumpulan partikel yang lebih kecil.
Pendekatan Baru: Simulasi Awan Partikel
Para peneliti yang dipimpin oleh Jackson Barnes mengadopsi pendekatan komputasi yang lebih intensif. Alih-alih memodelkan tabrakan, mereka menyimulasikan planetesimal sebagai awan kerikil yang bertumpu pada permukaan satu sama lain. Metode ini memungkinkan mereka mengamati bagaimana awan berperilaku saat berputar dan menyatu.
Simulasi mengungkapkan bahwa, dalam kondisi tertentu, awan yang berputar akan terpecah menjadi dua planetesimal terpisah sebelum bergabung. Planetesimal biner ini kemudian berputar ke dalam karena tarikan gravitasi timbal balik, dengan lembut menyatu membentuk biner kontak. Model ini tidak hanya menciptakan bentuk bola tetapi juga planetesimal datar, berbentuk cerutu, dan, yang terpenting, berbentuk manusia salju, bergantung pada kecepatan partikel dan kekuatan gaya yang saling bertautan.
Stabilitas Jangka Panjang dan Penelitian Masa Depan
Setelah terbentuk, pasangan-pasangan yang terhubung secara longgar ini dapat tetap stabil selama miliaran tahun, karena jarak yang sangat jauh di bagian luar tata surya meminimalkan risiko tabrakan yang mengganggu. Simulasi saat ini menunjukkan biner kontak mencakup sekitar 4% planetesimal, sedikit lebih rendah dari perkiraan. Tim Barnes percaya bahwa meningkatkan kompleksitas simulasi mereka, dengan menambahkan lebih banyak partikel dan rentang ukuran, dapat meningkatkan akurasi.
“Ini adalah sesuatu yang saat ini kami selidiki secara lebih rinci, khususnya sehubungan dengan penciptaan sistem rangkap tiga dan hubungannya dengan populasi rangkap tiga peninggalan yang diamati saat ini di Sabuk Kuiper.”
Penelitian ini juga mengisyaratkan potensi struktur yang lebih kompleks, seperti sistem tripel planetesimal, yang mungkin menjelaskan beberapa pengelompokan yang diamati di Sabuk Kuiper. Model ini menawarkan gambaran yang lebih jelas tentang bagaimana benda-benda yang tidak biasa ini terbentuk dan bertahan di wilayah yang jauh di tata surya kita.
