Indonesiainside.id, Jakarta —Dilihat melalui sudut pandang beberapa penjelajah waktu, tata surya kita adalah benda yang bergetar dengan masif. Dalam jutaan dan milyaran tahun seisi tata surya surut dan terus bergerak.
Orbit planet bergeser dalam bentuk dan orientasi tertentu, dan miliaran keping asteroid kuno bertebaran dalam kerangka yang mendefinisikan arsitektur utama dari semua yang mengelilingi matahari. Tetapi beberapa hal dianggap relatif membosankan dan tidak berubah.
Bulan terbesar Saturnus, Titan, misalnya, diperkirakan akan duduk di orbitnya dengan sedikit perubahan pada posisi itu selama miliaran tahun sejak pembentukannya. Sekarang sebuah penelitian yang diterbitkan di Nature Astronomy oleh Lainey et al, menggunakan pengukuran dari pesawat ruang angkasa Cassini (yang mengorbit Saturnus dari 2004 hingga 2017) untuk menentukan bahwa Titan memiliki orbit yang tumbuh sebesar 11 sentimeter setiap tahun.
Solusi yang penulis ajukan pada misteri baru ini terletak pada fenomena yang rumit namun kuat, yang jika benar, dapat membantu kita memahami sejarah bulan yang lebih besar di seluruh dunia. Untuk memahami itu, kita harus melangkah mundur dan melihat perubahan lambat di tata surya kita yang disebabkan oleh disipasi pasang surut yang kompleks, di mana energi gerak hampir secara ajaib ditransfer ke dalam peregangan dan penggilingan bahan baku, dari batu dan besi , untuk air dan gas.
Bumi dan bulan kita sendiri melakukan ini selama empat miliar tahun. Gravitasi bulan menarik Bumi yang berputar menjadi bentuk terdistorsi dan gerakan massa itu pada gilirannya menarik bulan, menaikkan orbitnya semakin tinggi, pada tingkat yang saat ini sama dengan pertumbuhan jarak hampir empat sentimeter per tahun, dan yang sesuai spin-down dari panjang hari Bumi sekitar 23 mikrodetik per tahun.
Tetapi laju perubahan itu terkait erat dengan struktur Bumi, lokasi benua-benua, kedalaman dan aliran lautan, dan komposisi material dari lapisan-lapisan bebatuannya. Itu adalah hal yang aneh, tetapi jika semua yang Anda tahu tentang Bumi dan bulan adalah evolusi orbital mereka di masa ribuan tahun, Anda masih bisa belajar tentang konstruksi dasar Bumi.
Di tata surya luar, lingkungan untuk satelit alami menjadi lebih rumit dan menarik, dengan keluarga bulan di seluruh dunia seperti Jupiter dan Saturnus yang merasakan interaksi pasang surut dengan dunia induknya, dan tarik-menarik gravitasi terus-menerus dari bulan. Tapi kami sebagian besar berasumsi bahwa sangat sulit bagi bulan untuk menaikkan gelombang signifikan di planet raksasa, terutama ketika, bulan-bulan seperti Titan, mengorbit pada jarak yang cukup jauh.
Ekspansi orbital Titan 11-sentimeter per tahun mengindikasikan bahwa Saturnus harus merespons tarikan gravitasi Titan jauh lebih banyak daripada yang kita duga. Lebih khusus lagi, ukuran kritis berapa banyak energi yang dihamburkan oleh pasang-surut Titan-Saturnus adalah lebih dari 100 kali lebih besar dari yang diprediksi oleh teori standar (dan mungkin bahkan 1.000 atau 10.000 kali lebih besar).
Jadi apa yang terjadi? Jawabannya mungkin sebuah fenomena yang secara luas dicirikan sebagai teori pasang surut penguncian resonansi. Intinya, jika bagian dalam planet seperti Saturnus beresonansi pada frekuensi yang tepat oleh tarikan gravitasi bulan, maka akan ada peningkatan distorsi pasut (semacam dering alami, atau resonansi, dari selubung gas tebal dari planet), dan akibatnya interaksi gravitasi yang lebih kuat dengan bulan yang melakukan resonansi.
Dan karena struktur internal gas berevolusi selama miliaran tahun (karena hal-hal seperti kontraksi gravitasi dan hujan helium) resonansi ini akan berubah dari waktu ke waktu, kadang-kadang mengunci ke periode orbit bulan yang berbeda dan mendorong perubahan yang sangat cepat dalam orbitnya.
Lainey et al, juga menindaklanjuti penelitian sebelumnya tentang bulan-bulan besar lainnya di sekitar Saturnus, seperti Enceladus dan Dione, dan menemukan bahwa untuk ini juga, laju perubahan orbital cukup cocok dengan penguncian resonansi. Hasilnya adalah bahwa semua bulan besar Saturnus kemungkinan besar pada awalnya dalam konfigurasi yang jauh lebih kompak, dan mereka semua didorong keluar selama 4,5 miliar tahun terakhir oleh gelombang resonansi.
Hal itu termasuk Titan, yang dalam teori pasang surut kesetimbangan klasik, seharusnya tidak bergerak dari orbit aslinya. Sebaliknya bulan ini mungkin melayang keluar dari orbit formasi asli yang tiga hingga empat kali lebih kecil.
Ini adalah pengingat yang fantastis bahwa alam seringkali penuh dengan kekayaan yang jauh lebih besar daripada yang kita duga pada awalnya. Hasil ini juga menyiratkan bahwa efek yang sama mungkin berlaku untuk Jupiter dan bulan-bulan utamanya. Keduanya menambah wawasan tentang bagaimana bulan-bulan itu terbentuk dan apa yang bisa kita pelajari tentang cara kerja bagian dalam struktur gas secara umum. Lebih jauh, penemuan ini memiliki implikasi untuk populasi exomoon, bintang biner dan bahkan untuk kasus-kasus di mana planet yang mengorbit dekat menaikkan pasang di bintang induknya. (NE)
