Serendipity Ilmiah Dan Bulan Baru Untuk Jupiter

Hal-hal aneh terjadi di wilayah yang jauh dari planet-planet raksasa gas yang menghuni wilayah terluar Tata Surya kita. Jauh dari Matahari kita, empat dunia berputar dalam kemegahan rahasia di mana mereka menguasai kerajaan misterius kegelapan dingin mereka. Dari kuartet planet raksasa luar – Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus – raksasa bertabur bintang, Jupiter berkuasa dalam kemegahannya, sebagai planet terbesar di keluarga Sun kita. Memang, Jupiter hanya merindukan menjadi bintang itu sendiri ketika Tata Surya kita masih muda. Jika Jupiter menjadi bintang, Matahari kita akan memiliki teman bintang biner, dan kita tidak akan berada di sini. Pada Juli 2018, para astronom mengumumkan bahwa dua belas bulan baru yang mengorbit Jupiter telah ditemukan, dan harta karun bulan ini terdiri dari 11 satelit "normal", dan satu lagi yang mereka sebut "eksentrik". Satelit-satelit Jovian yang baru ditemukan ini membawa jumlah planet besar yang diketahui hingga mencapai 79 – lebih banyak daripada planet lain di keluarga Matahari kita.

Tim astronom yang dipimpin oleh Dr. Scott S. Sheppard dari Observatorium Carnegie (Pasadena, California) pertama kali menemukan bulan di musim semi tahun 2017 ketika mereka sedang berburu objek Tata Surya yang sangat terpencil sebagai bagian dari pencarian kemungkinan planet masif yang bersembunyi jauh melampaui Pluto. Pada tahun 2014, tim astronom yang sama menemukan objek dengan orbit paling jauh yang diketahui di Tata Surya kita. Para astronom juga yang pertama kali menyadari bahwa planet masif tak dikenal yang menghantui batas luar lingkup pengaruh Matahari kami, jauh melampaui Pluto, dapat menjelaskan kemiripan orbit beberapa objek kecil dan sangat terpencil. Planet raksasa yang jauh, yang mungkin atau mungkin tidak ada, kadang-kadang populer diberikan penunjukan Planet X atau Planet Sembilan. University of Hawaii (Manoa) Dr. Dave Tholen dan Northern Arizona University (Flagstaff) Dr. Chad Trujillo juga anggota dari tim astronomi pemburu planet ini.

"Jupiter kebetulan berada di langit dekat ladang pencarian di mana kami mencari objek Tata Surya yang sangat jauh, jadi kami secara kebetulan dapat mencari bulan baru di sekitar Jupiter sementara pada saat yang sama mencari planet di pinggiran Matahari kita. Sistem, "Dr. Sheppard berkomentar dalam 16 Juli 2018 Siaran Pers Science Carnegie. Serendipity berarti saat Anda mencari satu hal, Anda menemukan yang lain. Serendipity ilmiah cukup sering terjadi.

Dr Gareth Williams di Pusat Planet Minor Astronomi Internasional (IAU) menggunakan pengamatan tim untuk menghitung orbit untuk bulan-bulan yang baru ditemukan.

"Diperlukan beberapa pengamatan untuk mengkonfirmasi sebuah objek yang benar-benar mengorbit di sekitar Jupiter. Jadi, seluruh proses memakan waktu satu tahun," Dr. Williams menjelaskan dalam bahasa yang sama. Siaran Pers Science Carnegie.

Alam Jauh Jupiter

Jupiter, planet kelima dari Matahari kita, memiliki lebar sekitar 89.000 mil di khatulistiwa. Dunia raksasa ini begitu besar secara harfiah semua dari planet lain yang menghuni Tata Surya kita bisa diselipkan di dalamnya. Memang, 1.000 Bumi bisa muat dalam raksasa banded ini.

Jupiter memiliki komposisi yang sama dengan bintang. Jika lahir sekitar 80 kali lebih besar, fusi nuklir akan menyalakan api bintangnya, dan itu akan menjadi bintang bukannya planet yang sangat besar.

Jarak rata-rata Jupiter dari Matahari kita adalah sekitar 5,2 satuan astronomi (AU). Satu AU setara dengan jarak rata-rata Bumi dari Bintang kami, yaitu sekitar 93.000.000 mil. Ini pada dasarnya berarti bahwa Jupiter mengelilingi Matahari kita sedikit lebih dari lima kali jarak antara planet kita dan Matahari. Ketika Jupiter dilihat dari Bumi, biasanya planet paling terang kedua di langit malam – setelah Venus.

Suatu hari di Jupiter hanya 10 jam. Ini karena ia berotasi lebih cepat daripada planet lain di Tata Surya kita. Selain itu, orbit Jupiter berbentuk elips – artinya, itu tidak bulat. Suatu hari setara dengan putaran tunggal (spin) planet.

Monster raksasa berwarna-warni ini hampir sebesar planet dan masih dapat ditetapkan sebagai planet. Jupiter juga memiliki komposisi yang sama dengan Matahari kita – yang berarti hidrogen sekitar 90 persen dan helium 10 persen. Tapi ada perbedaan penting antara komposisi Jupiter dan Star kita. Tidak seperti Matahari kita, Jupiter juga menyimpan jumlah metana, air, amonia, dan material batuan yang relatif kecil. Jika ada lebih banyak material yang dijerat oleh planet ini selama formasi purbanya, itu akan terjepit dengan kuat oleh tarikan tak-bernyali dari gravitasnya sendiri – sementara pada saat yang sama seluruh jari-jarinya akan benar-benar bertambah sedikit. Bintang dapat tumbuh jauh lebih besar dari Jupiter, tetapi mereka juga memiliki sumber panas internal sendiri.

Meskipun Jupiter sebagian besar terdiri dari gas, banyak ilmuwan planet mengusulkan bahwa laut hidrogen cair mengelilingi inti tersembunyi Jupiter. Juga, atmosfer Jovian terdiri terutama dari hidrogen dan helium. Hal ini menunjukkan bahwa mungkin tidak ada tanah yang kokoh di planet yang sangat besar ini, seperti yang kita miliki di Bumi, untuk melemahkan badai topan yang bergejolak dan penuh kekerasan. Sayangnya, jubah tebal Jupiter menutupi pengamatan yang jelas dari atmosfer yang lebih rendah.

The Many Moons Of Jupiter

Jupiter memiliki lebih banyak bulan dengan orbit yang cukup stabil daripada planet lain di Tata Surya kita. Yang paling besar dari bulan-bulan Jovian adalah empat Bulan Galilea, yang ditemukan pada 1610 oleh astronom Italia, Galileo Galilei (1564-1642) dan astronom Jerman Simon Marius (1573-1624), bekerja secara independen satu sama lain. Namun, pengamatan pertama yang diklaim dari salah satu bulan Jupiter adalah astronom Cina, Gan De sekitar 364 SM.

Simon Marius menemukan bulan hanya satu hari setelah Galileo. Namun, dia tidak mempublikasikan bukunya yang menjelaskan penemuan ini sampai 1614. Namun demikian, nama-nama yang Marius berikan empat bulan masih digunakan hari ini. Tidak ada bulan tambahan yang ditemukan sampai E. E. Barnard mengamati Amalthea pada tahun 1892.

Penemuan lebih dan lebih bulan-bulan Jovian dengan cepat dibuat selama abad ke-20, sebagai akibat dari penggunaan fotografi teleskopik. Himalia ditemukan pada tahun 1904, Elara pada tahun 1905, Pasiphae pada tahun 1908, Sinope pada tahun 1914, Lysithea dan Carme pada tahun 1938, Anake pada tahun 1951, dan Leda pada tahun 1974.

Ketika NASA Voyager pesawat antariksa akhirnya mencapai Jupiter pada tahun 1979, setelah perjalanan panjang dan sulit melalui ruang antarplanet, 13 bulan ditemukan. Ini bevy of moon-worlds tidak termasuk Themisto, yang ditemukan pada tahun 1975. Namun, Themisto telah hilang, dan tidak ditemukan kembali sampai tahun 2000. Hal ini disebabkan kurangnya informasi observasi awal. Itu Voyager pesawat ruang angkasa menemukan tiga bulan dalam lagi pada tahun 1979: Metis, Adrastea, dan Thebe.

Tidak ada bulan tambahan yang ditemukan selama dua puluh tahun, umumnya selama tahun 1980-an dan 1990-an. Namun, antara Oktober 1999 dan Februari 2003, para astronom menemukan dan akhirnya menamai 34 bulan lainnya menggunakan detektor berbasis darat yang sensitif. Pada tahun 2015, total 15 bulan tambahan ditemukan. Dua lagi ditemukan pada tahun 2016 oleh tim Dr. Sheppard di Carnegie Institution for Science, membawa penghitungan hingga 69 bulan Jovian.

Dalam koleksi bulan Jovian yang sangat padat ini, keempatnya Bulan Galilea menonjol di antara orang banyak. Ini karena kuartet yang aneh dan beragam memiliki kepentingan sejarah khusus karena mereka adalah objek pertama yang ditemukan untuk mengorbit suatu tubuh yang bukan planet kita sendiri maupun Matahari kita. Dari akhir abad ke-19, banyak bulan Jovian yang lebih kecil terlihat, dan juga telah menerima nama-nama yang mencerminkan kekasih atau putri dari dewa Romawi Jupiter – atau rekan Yunani kuno Zeus. Keempatnya menarik Bulan Galilea keduanya merupakan benda terbesar dan paling besar yang mengorbit Jupiter, dengan bulan-bulan dan cincin-cincin yang diketahui bersama-sama hanya menyumbang 0,003% dari keseluruhan massa yang mengorbit.

Kuartet dari Bulan Galilea adalah, dalam urutan jarak mereka dari Jupiter, pergi dari bulan paling dalam ke terluar: Io, Europa, Ganymede, dan Callisto. Keempat bulan perjalanan sepanjang orbit hampir melingkar di sekitar planet banded mereka, dan tidak terlalu condong terhadap bidang ekuator Jupiter. Kuartet bulan semuanya hampir bulat sebagai akibat dari massa planet mereka. Benda berbentuk tidak beraturan tidak memiliki massa yang cukup untuk gravitasi untuk menarik mereka ke dalam bentuk bola. Karena kuartet Bulan Galilea memiliki massa yang cukup untuk menjadi bulat, mereka akan diklasifikasikan setidaknya planet kerdil jika mereka mengorbit di sekitar Matahari kita, bukannya berputar-putar di planet.

Ada empat satelit Jovian reguler lainnya selain kuartet Bulan Galilea. Empat satelit reguler lainnya jauh lebih kecil dari mereka Orang Galilea rekan-rekan, dan juga lebih dekat dengan planet induk mereka yang sangat besar. Empat bulan ini adalah sumber debu yang menciptakan sistem cincin Jupiter. Bulan Jovian yang tersisa adalah satelit tidak beraturan yang orbit prograde dan retrograde-nya terletak lebih jauh dari Jupiter dan memiliki kecenderungan dan eksentrik yang tinggi. Banyak astronom menganggap bulan-bulan Jovian yang tidak beraturan ini benar-benar menjadi objek yang ditangkap yang awalnya mengelilingi Matahari kita sebelum mereka tertangkap dalam pelukan gravitasi Yupiter yang tak tertahankan. Dua puluh delapan bulan tidak beraturan belum menerima nama resmi.

Bulan-bulan Jovian adalah kelompok yang beragam. Misalnya, kuartet dari Bulan Galilea berdiameter lebih dari 1.900 mil. Memang, Ganymede, yang terbesar dari empat, adalah objek terbesar kesembilan di Tata Surya kita, tidak termasuk Matahari dan tujuh dari delapan planet besar. Ganymede lebih besar dari Merkurius, planet utama terdalam di keluarga Sun kita. Bila tidak memperhitungkan kuartet besar Bulan Galilea, satelit Jovian lainnya berdiameter kurang dari 160 mil. Memang, sebagian besar bulan Jupiter yang luasnya hampir tidak melebihi 3,1 mil dengan diameter. Bentuk orbital mereka berkisar dari hampir melingkar hingga sangat eksentrik dan cenderung, dan banyak lingkaran planet induknya ke arah berlawanan dengan putaran Jupiter (gerak retrograde). Retrograde orbits biasanya menunjukkan objek yang ditangkap. Periode orbital berkisar dari tujuh jam (mengambil lebih sedikit waktu daripada yang dilakukan Jupiter untuk berputar sekali pada sumbunya), menjadi sekitar tiga ribu kali lebih banyak (setara dengan hampir tiga tahun Bumi).

Bulan-bulan Jovian biasa diyakini telah lahir dari primordial cakram melingkar berputar di sekitar Jupiter yang baru lahir. Kuno ini disket membentuk cincin di sekitar planet raksasa yang terdiri dari akumulasi gas dan puing-puing padat. Seperti itu disk analog dengan disk akresi protoplanet yang mengitari Sun muda kita. Ini disk akresi protoplanet akhirnya memunculkan planet-planet dan benda-benda lain yang mengikuti orbit matahari. Serupa disk protoplanet juga telah diamati berputar di sekitar bintang-bintang jauh di luar Matahari kita.

Simulasi supercomputer menunjukkan bahwa cakram melingkar mengelilingi Jupiter kuno memiliki massa yang relatif tinggi pada setiap momen tertentu. Seiring waktu berlalu, sejumlah besar (beberapa persepuluh dari suatu pendahuluan) dari massa Jupiter – yang telah dijerat dari solar nebula–melewati disket. Hanya sekitar 2% dari proto-disk Jupiter diperlukan untuk menjelaskan bulan-bulan Jovian yang ada. Oleh karena itu, mungkin ada beberapa generasi primordial Galilea-massa Jovian bulan di masa lalu kuno Jupiter. Setiap generasi bulan bisa berputar ke Jupiter awal, karena drag dari berputar-putar disket, dengan bulan – bulan baru yang lahir dari puing – puing baru dijerat dari nebula matahari. Pada saat generasi sekarang terbentuk, yang mungkin adalah generasi kelima bulan-bulan Jovian, yang disket telah menipis jauh ke titik yang tidak bisa lagi sangat mengganggu orbit bulan. Kuartet saat ini Bulan Galilea masih terpengaruh, jatuh ke dalam dan dengan demikian sebagian dilindungi oleh resonansi orbital satu sama lain. Ini resonansi orbital masih ada untuk Io, Europa, dan Ganymede – Callisto belum bergabung dalam dansa. Massa Ganymede yang lebih besar menunjukkan bahwa itu akan bermigrasi ke dalam pada tingkat yang lebih cepat daripada bulan yang lebih kecil, Io dan Europa,

Bagian luar Jupiter, bulan tidak beraturan sering dianggap asteroid yang ditangkap. Sebaliknya, disk protolunar masih cukup masif untuk dapat menyerap banyak momentum mereka dan menjeratnya ke orbit Jupiter. Para astronom berpikir bahwa banyak dari mereka yang hancur akibat tekanan mekanis selama penangkapan mereka – atau, mungkin, setelah penangkapan mereka sebagai akibat dari tabrakan dengan badan-badan kecil lainnya, sehingga menciptakan bulan-bulan Jovian yang kita lihat hari ini.

Pada 17 Juli 2018, International Astronomical Union (IAU) menegaskan bahwa tim Dr. Sheppard telah menemukan sepuluh bulan lagi di orbit sekitar Jupiter, sehingga jumlah totalnya menjadi 79.

Bulan, Bulan, dan Bulan Lagi, Termasuk "Oddball"

Sembilan bulan Jovian yang baru ditemukan adalah anggota kelompok luar yang jauh dari moonlet yang mengorbitnya ke arah retrograde (kebalikan) rotasi putar Jupiter. Bulan-bulan retrograde yang jauh ini dibagi menjadi setidaknya tiga kelompok orbital yang terpisah dan berbeda. Banyak astronom berpikir bahwa bulan-bulan ini adalah peninggalan-tale-tale dari trio bulan-bulan asli yang lebih besar yang terfragmentasi selama smash-up dengan bulan-bulan lainnya, serta dengan asteroid dan komet. Bulan retrograde yang baru ditemukan membutuhkan sekitar dua tahun untuk mengelilingi Jupiter.

Duo bulan-bulan yang baru ditemukan adalah anggota dari kumpulan bulan-bulan yang lebih dekat, lingkaran dalam prograde (arah yang sama) seperti rotasi Jupiter. Kedua bulan prograde dalam olahraga ini memiliki jarak orbit dan sudut kemiringan yang sama di sekitar planet induknya yang sangat besar. Ini berarti bahwa mereka juga bisa menjadi fragmen dari bulan besar yang terkutuk yang hancur berkeping-keping selama tabrakan dengan objek lain. Duo bulan ini membutuhkan waktu kurang dari setahun untuk mengorbit planet mereka.

"Penemuan kami yang lain adalah eksentrik nyata dan memiliki orbit seperti tidak ada bulan Jovian lain yang diketahui. Ini juga kemungkinan bulan terkecil Jupiter diketahui, berdiameter kurang dari satu kilometer," jelas Dr. Sheppard pada 16 Juli 2018. Siaran Pers Science Carnegie.

Bulan "eksentrik" kecil ini lebih jauh dan lebih condong daripada koleksi bulan prograde. Inilah alasan mengapa dibutuhkan sekitar satu setengah tahun untuk mengorbit planet induknya. Oleh karena itu, berbeda dengan bulan-bulan satelit Jovian yang lebih dekat-dalam, bulan-dunia "eksentrik" yang baru ditemukan ini memiliki orbit yang melintasi bulan-bulan retrograd luar.

Untuk alasan ini, head-on smash-up jauh lebih mungkin terjadi antara prograde "eksentrik" dan bulan retrograde, yang berkeliling Jupiter dalam arah yang berlawanan.

"Ini adalah situasi yang tidak stabil. Tabrakan akan cepat pecah dan menggiling benda-benda menjadi debu," tambah Dr Sheppard.

Pengelompokan bulan orbital yang berbeda, yang diamati para astronom hari ini, mungkin telah terbentuk di masa lalu karena tabrakan yang serupa. Tim Dr Sheppard mengusulkan bahwa bulan prolet "eksentrik" yang kecil bisa menjadi fragmen lama yang tersisa dari bulan yang lebih besar yang mengorbit prograde, yang membentuk beberapa koleksi bulan retrograd, selama masa lalu dengan tabrakan. Para astronom juga menyarankan nama itu Valetudo untuk dunia bulan kecil yang aneh ini, setelah dewa Romawi, cicit dari Jupiter, dewi kesehatan dan kebersihan.

Mencapai pemahaman baru tentang interaksi kompleks yang membentuk sejarah orbital misterius bulan dapat mengajari para astronom lebih banyak tentang rahasia lama Sistem Tata Surya kuno kita. Sebagai contoh, penemuan bahwa bulan-bulan terkecil di dalam koleksi orbital Jupiter yang berbeda masih melimpah, menunjukkan smash-up yang membuat mereka terjadi setelah era pembentukan planet. Selama era primordial ini, Matahari kita masih dikelilingi oleh berputar disk akresi protoplanet terdiri dari gas dan debu dari mana planet-planet itu dilahirkan.

Karena ukurannya yang kecil – hanya satu hingga tiga kilometer – bulan-bulan ini akan sangat dipengaruhi oleh gas dan debu di sekitarnya. Jika bahan-bahan mentah yang membangun bulan ini masih tetap ada ketika bulan-bulan pertama Jupiter menghujani satu sama lain untuk menciptakan kelompok bulan-bulan berkelompok yang sekarang, seret yang ditimbulkan oleh sisa gas dan debu pada bulan-bulan yang lebih kecil akan cukup untuk menyebabkan mereka untuk melakukan spiral kematian ke dalam menuju planet induk pembunuh mereka. Karena alasan inilah, keberadaan mereka memberi kesan kepada para astronom bahwa mereka mungkin terlahir setelah gas dan debu ini sudah hilang.