Fase tumbukan raksasa dalam pembentukan planet

Fase tumbukan raksasa dalam pembentukan planet merujuk pada tahap akhir dari pembentukan planet, yang didominasi oleh tumbukan berenergi tinggi yang terutama digerakkan oleh gravitasi. Pembentukan planet merupakan proses kompleks yang terjadi di dalam cakram protoplanet, tempat debu dan gas bergabung membentuk benda-benda langit. Salah satu tahap penting dalam proses ini adalah fase tumbukan raksasa, yang dicirikan oleh tumbukan besar antara benda-benda planet yang sedang terbentuk. Tumbukan-tumbukan ini berperan penting dalam membentuk struktur, komposisi, dan dinamika planet serta bulan dalam suatu sistem bintang.

 Sejarah 
Teori awal pembentukan planet terutama berfokus pada akumulasi materi secara bertahap melalui proses seperti akresi. Namun, hipotesis tumbukan raksasa muncul pada dekade-dekade berikutnya, yang mengusulkan bahwa tumbukan besar antar protoplanet dapat menjelaskan berbagai karakteristik planet. Tonggak penting dalam penelitian ini mencakup perumusan hipotesis tumbukan raksasa untuk pembentukan Bulan serta pengembangan simulasi komputer untuk memodelkan peristiwa tersebut.

 Mekanisme tumbukan raksasa 
Tumbukan raksasa biasanya terjadi pada tahap akhir pembentukan planet, ketika protoplanet telah tumbuh cukup besar untuk memberikan pengaruh gravitasi yang signifikan. Di dalam cakram protoplanet, interaksi gravitasi dapat menyebabkan ketidakstabilan orbit yang berujung pada tumbukan. Tumbukan ini bisa sangat dahsyat, dengan benda seukuran Mars bertabrakan dengan planet yang lebih besar, sehingga menyebabkan perubahan besar pada struktur dan komposisi. Jika kedua objek tersebut bertahan, keduanya dapat kembali bertabrakan dalam skala waktu yang cukup panjang.Emsenhuber, Alexandre, and Erik Asphaug. "Fate of the Runner in Hit-and-Run Collisions." The Astrophysical Journal, no. 2, American Astronomical Society, Apr. 2019, p. 95. Crossref, doi:10.3847/1538-4357/ab0c1d.

 Persamaan pengendali 
Salah satu metode sederhana untuk menurunkan kecepatan tumbukan dapat dilakukan dengan mengambil besar kecepatan awal dan kecepatan lepas dari kedua benda: 

 Bukti dan pengamatan 
Bukti adanya tumbukan raksasa terutama berasal dari studi geologi dan analisis isotop terhadap benda-benda planet.

 Bukti dari Bulan 

Bulan, misalnya, menunjukkan komposisi unik yang sejalan dengan hipotesis tumbukan raksasa, khususnya rasio isotop oksigen yang identik dengan material Bumi. Simulasi komputer semakin memperkuat teori ini dengan menunjukkan bagaimana tumbukan raksasa semacam itu dapat menghasilkan Bulan dari puing-puing yang dihasilkan oleh tumbukan dengan benda seukuran Mars, yang dijuluki Theia. Menurut teori ini, Theia bertabrakan dengan Bumi purba sekitar 4,5 miliar tahun lalu, menghasilkan material yang kemudian bergabung membentuk Bulan. Meskipun hipotesis ini menjelaskan beberapa karakteristik Bulan, masih terdapat tantangan, seperti menjelaskan fraksi besi yang berada di antara Mars (13%) dan mantel Bumi (18%).Taylor, Stuart R. (1997). "The Bulk Composition of the Moon" [(https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc97/pdf/1070.PDF) (PDF)]. Meteoritics and Planetary Science Supplement. 37: A139. Bibcode:[(https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002M&PSA..37Q.139T) 2002M&PSA..37Q.139T.]

 Bukti dari Mars 
Cekungan Borealis di Mars merupakan wilayah yang sangat datar dan hampir tidak memiliki kawah. Karakteristik ini menunjukkan pembentukan dalam skala waktu yang singkat, yang dapat dijelaskan oleh satu tumbukan besar. Tumbukan semacam itu memerlukan objek dengan massa sekitar 2–43% massa Mars.

 Bukti dari Merkurius 
Merkurius memiliki inti yang relatif besar dibandingkan planet kebumian lainnya. Komposisinya yang kaya besi dan inti yang besar diduga menunjukkan bahwa sebagian besar mantelnya terkelupas akibat tumbukan berenergi tinggi. Berdasarkan kedekatannya dengan Matahari, Merkurius dan objek-objek yang mungkin bertabrakan dengannya memiliki kecepatan orbit yang tinggi, sehingga memungkinkan tumbukan dengan kecepatan yang diperlukan untuk peristiwa tersebut.

 Dampak tumbukan raksasa 
Tumbukan raksasa memiliki dampak yang sangat besar terhadap planet yang terlibat. Peristiwa ini dapat memicu pembentukan atmosfer dan memengaruhi komposisi kimia benda planet. Tumbukan juga dapat mengubah rotasi dan kemiringan sumbu planet, yang berpotensi memengaruhi iklim dan aktivitas geologi. Sebagai contoh, kemiringan sumbu Uranus diduga merupakan hasil dari tumbukan besar semacam ini.Matson, John. "Double Impact: Did 2 Giant Collisions Turn Uranus on Its Side? | Scientific American." Scientific American, Scientific American, 7 Oct. 2011, (http://www.scientificamerican.com/article/uranus-axial-tilt-obliquity/).

 Implikasi bagi eksoplanet 

Pemahaman tentang fase tumbukan raksasa dalam Tata Surya memberikan wawasan berharga mengenai pembentukan eksoplanet. Seiring para astronom menemukan semakin banyak sistem eksoplanet, prinsip-prinsip yang diperoleh dari studi tumbukan raksasa dapat diterapkan untuk memahami karakteristik dan sejarah pembentukan planet-planet tersebut. Penelitian di masa depan kemungkinan akan berfokus pada pemodelan tumbukan di berbagai lingkungan serta jalur evolusi yang dihasilkan pada dunia-dunia jauh tersebut. Data dari sistem tambahan juga dapat memberikan batasan bagi simulasi Tata Surya ketika jumlah contoh yang tersedia sudah mencukupi.

 Referensi 

Category:Planet