Himpunan Astronomi Amatir Jakarta - HAAJ

ASTEROID SI PLANET KECIL - Edisi 1

Johann Daniel Titius Sumber : Wikipedia

Dijabarkan oleh Titius bahwa bila jarak Matahari – Bumi sebesar 1, maka jarak rata-rata planet ke Matahari mendekati [4+3(2^n)]:10. Secara sederhana bila kita urut dari planet Merkurius sampai Saturnus, ini bersesuaian dengan bilangan 0, 3, 6, 12, 24 (?), 48, 96. Untuk angka selanjutnya 192, 384, 768, dst. belum diketahui planetnya. Definisi jarak Matahari – Bumi sebesar 1 inilah yang akhirnya dipergunakan sekarang ini sebagai jarak 1 satuan astronomi. Uniknya bahwa untuk planet Merkurius, bilangan n tidak disertakan, atau besar nilai 3(2^n) dianggap 0 (nol) sebagai angka awal.

Adapun untuk n = 3, saat itu belum diketahui planet apa yang terdapat pada jarak tersebut. Perumusan ini dampaknya besar, yang menggiring para astronom mencoba membuktikan kebenarannya. Muncullah istilah si planet hilang. Akhirnya dimulailah pencarian khususnya untuk n = 3 serta n = 6, 7, dst. Masalah ini juga menjadi perhatian Bode, dan akhirnya formulasi tersebut lebih dikenal dengan nama Hukum Titius-Bode (T-B).

Tidak lama berselang, ditemukanlah planet Uranus oleh Herschel tahun 1781. Jaraknya terkait dengan harga n = 6. Jarak akuratnya setelah diteliti oleh Fixlmillner (1783) ternyata hanya sekitar 19,2 s.a. Adapun tentang prediksi planet hilang (n = 3), sebenarnya dapat kita tinjau ulang catatan Kepler tahun 1596 “Inter Jovern et Martem interposui planetam“ atau “di antara Jupiter dan Mars . . .“.

Lilienthal Detectives

Perhatian terhadap rumusan T-B diawali dengan memburu  “planet hilang“ di antara planet Mars dan Jupiter. Baron von Zach mengawali tahun 1787. Perburuan ini ternyata memang memiliki dampak luar biasa. Terbukti, dibutuhkan sebuah konferensi khusus tahun 1796 untuk membahas perburuan tersebut secara sistematis yang diselenggarakan di Gotha dekat Leipzig. Hasil ini ditanggapi kemudian oleh team di Lilienthal (dekat Bremen – Jerman) termasuk von Zach sendiri (1800). Anggotanya antara lain: Johann Schroeter, Karl Harding (1765 – 1834), Heinrich W. Olbers (1758 – 1840), von Ende, dan Gildemeister. Mereka akhirnya seakan membentuk team pemburu planet, dan usaha mereka ini melahirkan istilah Lilienthal Detectives.

Johann Elert Bode Sumber : Wikipedia

Setelah berjalan dan masih belum menuai hasil, muncullah Giuseppe Piazzi (1746 – 1826, Palermo – Sicilia – Itali). Dia mempelajari peta langit yang dibuat Wollaston dan mencoba melakukan pengamatan langit malam tanggal 1 Januari 1801. Ia mencoba menera bintang di rasi bintang Taurus. Dalam catatannya, ada sebuah bintang redup yang mungkin terlewati pendataannya oleh Wollaston. Sehari berselang dia dapati bahwa bintang yang dia catat ternyata bergeser kedudukannya menuju arah barat (retrograde atau mundur). Andai ini bintang, tidaklah mungkin bergerak secepat itu. Muncul dugaan, benda ini adalah sebuah komet. Melihat indikasinya, bahwa geraknya di lautan bintang relatif konstan, 4 menit busur ke barat per hari. Umumnya gerak komet mendekati Matahari tidaklah semapan itu. Kemudian ciri fisiknya, tidak menampakkan bahwa benda ini terselimuti gas (kesannya tampak bercitra kabur, tidak pula memiliki ekor).

Saatnya tanggal 14 Januari didapati gerak ke barat ini kembali normal ke arah timur (prograde atau maju). Hasil penelitian ini dia coba konfirmasikan ke rekannya Oriani di kota Milan Itali, Lalande di Paris, serta Bode di Berlin. Apakah hasil temuannya ini dapat menjawab misteri keberadaan planet di antara Mars dan Jupiter yang diramalkan T-B. Filsuf dari Jerman bernama Hegel (Goerg Wilhelm Friedrich Hegel, 1770 – 1831) sempat menolak, dengan alasan bahwa jumlah planet tidak mungkin lebih dari 7 buah. Namun keberatan ini, karena dianggap tidak berdasar, ditolak. Uniknya, penemuan Uranus diterima sebelumnya.

Gambaran Hukum Titius Bode. Sumber : Wikipedia

Perburuan terus berlanjut. Burckhardt, Olbers, dan Gauss (1777 – 1855) mencoba meneliti garis edarnya serta memprediksi kapan akan terlihat lagi di sekitar rasi yang sama. Sekitar akhir tahun, von Zach dan Olbers kembali melihat benda ini tanggal 7 Desember 1801 bersesuaian dengan perhitungan Gauss. Piazzi menjulukinya Ceres Ferdinandea (Dewi Sicilia). Sementara Herschel mendapati bahwa diameternya hanya 161,6 mil saja. Gauss memperoleh jaraknya 414 juta km, dan “bersesuaian“ dengan peramalan T-B dan periode revolusinya sekitar 1.680 hari dengan inklinasi orbit (di sini adalah kemiringan bidang orbitnya terhadap bidang ekliptika) sekitar 10 derajat.

Sementara penemuan Piazzi masih terus ditelusuri, tanggal 28 Maret 1802 Olbers menemukan “bintang“ sejenis. Bersama von Zach dan Gauss menentukan jaraknya yang 2,67 s.a (seorde jarak Ceres). Berdiameter 110,3 mil dan inklinasi 34 derajat. Ini berarti bahwa apa yang ditemukan oleh Olbers bukan bintang sejati, sama halnya dengan Ceres. Benda ini oleh Gauss diberi nama Pallas. Adapun Herschel menolak anggapan bahwa baik Ceres dan Pallas adalah benda langit yang dikenal sebagai planet, terlalu kecil. Dia sendiri mengusulkan nama asteroid (Yunani: asteroeides) atau benda langit seperti bintang. Pengertian “seperti bintang“ bukan pada ujud fisiknya, melainkan penampakannya di kubah langit. Tentu hal ini juga membingungkan. Namun memang nama asteroid ini cukup melekat sampai adanya sebutan planetoid atau planet minor tidak lama kemudian. Planet Minor untuk pembeda dengan Planet Major, yaitu planet-planet yang telah dikenal.

          Dengan adanya kasus di atas membuat para astronom pun mulai menduga, bahwa di antara Mars dan Jupiter ada banyak benda sejenis. Hal ini mulai digagas oleh Olbers yang kemudian mengatakan bahwa dulu di lintasan orbit tersebut terdapat sebuah planet. Apa kaitan planet dengan asteroid? Dikemukakannya bahwa planet ini meledak atau telah terjadi tabrakan dengan sebuah komet besar. Dalam kasus ini dapat dipertanyakan, bagaimana mekanisme meledaknya planet? Apabila ditumbuk oleh komet, seberapa besarkah komet tersebut? Atau bisa jadi kombinasi keduanya, bahwa planet ini meledak karena ditabrak oleh komet raksasa. Herschel mencoba menanggapi teori Olbers. Atas dasar perhitungannya, minimal dibutuhkan 31.000 buah benda seperti Ceres untuk membuat bangun tubuh sebuah planet yang stabil di antara Mars dan Jupiter. Inipun hanya kira-kira sebesar planet Merkurius. Hal ini berarti harus dicari lagi benda-benda tadi sebanyak mungkin untuk membuktikan kebenaran teori ini. Sementara yang ditemukan baru 2 buah saja. Olbers menyambut analisis ini dengan berkeyakinan bahwa memang pastilah banyak benda seperti Ceres di lintasan tersebut, di lintasan si planet hilang tadi. Minimal letaknya di arah berseberangan dengan lokasi Ceres dan Pallas ditemukan. Saat itu Ceres ada di arah rasi bintang Cetus, maka beda pandang 180 derajat akan menunjuk arah rasi bintang Virgo. Selain itu, tahun 1794 Olbers juga mengemukakan teorinya bahwa meteor yang sering dijuluki bintang jatuh berasal dari asteroid-asteroid tersebut.

Citra Asteroid Ceres (kini menjadi kelompok Planet Kerdil – Dwarf Planet) oleh Hubble Space Teleskop. Sumber: HST.

Analisis Olbers diperkuat dengan penemuan Harding yang tanggal 1 September 1804 menemukan sebuah asteroid di rasi bintang Pisces dekat Cetus (sesuai prediksi) yang lalu dinamakan Juno. Diikuti Olbers tanggal 20 Maret 1807 di rasi bintang Virgo yang lalu oleh Gauss diberi nama Vesta. Pada tahun 1809, mereka kemudian mempublikasikan hasil temuan dan prediksi matematisnya. Dihipotesiskan bahwa di sepanjang jalur lintasan si planet hilang yang telah dinyatakan Titius-Bode seharusnya akan banyak dijumpai asteroid. Gauss sendiri terkenal dengan teori bilangan prima dalam aritmetika. Salah satu teorinya saat dia baru berusia 14 tahun, dan baru bisa dipecahkan teorema permasalahannya 105 tahun kemudian oleh Jacques Hadamar, 1865 – 1963 dan  C.J. de la Valle Poussin, 1866 – 1962. Juga dalam hal teori tentang bilangan kompleks yang merupakan teorema dasar dalam aljabar. Pakar matematika Itali sekaliber Cardano pun awalnya mengatakan teori Gauss tak berguna, Leibniz meletakkan konsep bilangan ini layaknya amfibi yang berada di dunia nyata dan fiksi belaka, Euler pun tidak tertarik pada konsep tersebut. Teori Gauss lainnya seperti munculnya metode Least Square, dan nyatanya sangat berguna bagi berbagai disiplin ilmu. Semua ini dia gunakan dalam penentuan perhitungan terhadap pergerakan khususnya asteroid, juga benda langit lainnya.

Kembali pada perburuan asteroid, bahwa uniknya sejak tahun 1807 setelah penemuan Vesta hingga tahun 1845 ternyata tidak ada lagi penemuan asteroid. Baru pada tanggal 8 Desember 1845 ditemukan sebuah lagi oleh K. L. Hencke dari Driesen. Asteroid ini dinamakan Astraea, dan sampai akhir tahun 1880 (rentang 35 tahun) ditemukan 214 asteroid. Sementara dalam rentang 20 tahun, antara 1881 (19 Mei 1881, oleh J. Palisa – Viena, asteroid Stepania) sampai tahun 1900 (31 Oktober 1900, oleh Max Wolf – Heidelberg, asteroid Lola) ditemukan 244 asteroid. Bisa dilihat bahwa penemuan asteroid mengalami perkembangan jumlah yang pesat. Ini terus berlangsung dan tahun 1960 total jumlah asteroid yang didata baik telah mencapai lebih dari 1.500 buah. Hampir semua terletak di daerah si planet hilang.

Proses penemuan ini semakin terbantu dengan penemuan teknologi fotografi yang dikembangkan oleh Wolf dan Charlois dari Nice – Perancis tahun 1891. Apabila dengan pemotretan panjang semisal setengah jam atau lebih, hasil citra bintang tetap sebagai sumber titik, namun biasanya citra asteroid tidak berupa cahaya titik melainkan berbentuk garis. Saat ini dari data fotografi ditaksir terdapat >500.000 asteroid. Tentu jauh lebih banyak lagi bila segala ukuran asteroid yang ada di jalur tersebut dimasukkan. Daerah sebaran asteroid di antara Mars dan Jupiter ini sekarang disebut Sabuk Asteroid (Asteroid Belt) berada pada jarak antara 2,1 hingga 3,3 s.a terhitung dari Matahari (rentang ini kini diketahui bervariasi hingga 300 juta km). Formasi mirip cincin planet Saturnus atau cenderung seperti donat raksasa.

Dengan penelitian lanjut, kini diketahui ada lebih 2000 asteroid yang diameternya lebih dari 800 meter padamana 400-an diantaranya adalah Near-Earth Objects (NEOs). Sampai tahun 2004, telah didata cukup baik kehadiran tidak kurang dari 700.000 asteroid. Pada tahun 2011, wahana WISE (diluncurkan 14 Desember 2009 – orbit polar – usai 17 Februari 2011) mendata 33.000 asteroid yang baru, 133 NEO, dan 20 komet. Apabila semua asteroid baik besar maupun kecil (orde meter) dimasukkan, maka jumlah asteroid tersebut ditaksir mencapai jutaan buah (bila semua batuan, diperkirakan lebih dari 1 milyard buah). Hampir semua memiliki lintasan orbit layaknya planet.

Memang sayangnya, untuk mengamati asteroid di lautan bintang cukup sulit. Butuh kesabaran walau dengan menggunakan teleskop sekalipun. Penampakannya benar-benar mirip bintang, terlebih cahayanya redup. Ada beberapa wahana antariksa yang sudah dikirim ke asteroid seperti Galileo yang diluncurkan bulan Oktober 1989. Sampai ke asteroid 951 Gaspra (20 km) bulan Oktober 1991 dan 243 Ida (55 km) bulan Agustus 1993. Wahana ini tahun 2002 diluncurkan ke Jupiter dan satelitnya. Juga NEAR-Shoemaker (Near Earth Asteroid Rendevous) yang diluncurkan tahun 1996 sampai akhir tahun 2002. Wahana lain, semisal Rosetta (ESA) yang fly-by (lintas dekat) ke asteroid Lutetia pertengahan tahun 2010. Wahana ini ditargetkan tahun 2014 akan meneliti komet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Juga wahana Hayabusa yang berhasil mengambil contoh batuan dari asteroid Itokawa.

Salam WS

Bincang-bincang tentang tonggak sejarah astronomi, maka yang terjadi pada bulan Januari 212 tahun yang lalu adalah salah satunya. Piazzi menemukan asteroid Ceres. Unik juga karena sejak Agustus 2006, status Ceres diubah menjadi Planet Kerdil (Dwarf Planet) termasuk Pluto. Jadi mulai iseng kumpul2 berkas tulisan dan ini salah satunya. Rencananya dalam 6 edisi. Rencana edisi kedua tentang bagaimana menamakan asteroid dan tentang unsur penyusunnya. Harap sabar ya.

Selain itu, juga mengingat hasil dari penelitian Jaime Nomen – dkk. yang bekerja di La Sagra Observatory – Spanyol bagian selatan. Mereka memperkirakan asteroid 2012DA14 (diameter 50 meter) akan mendekati Bumi hingga jarak lintas orbit geostationer (~36.000km) pada tanggal 15 Februari 2013 jam 19:25 UT. Lintasan di kubah langit sekitar 30 menit busur per menit. Kalau benar dan cukup terang, silakan mengamati dan potrat potret (kalau cuaca cerah). Jadi – saran pertama: check kesahihan data astronominya, kedua: check ke BMKG untuk kondisi cuaca, ketiga: siap begadang lagi deh.

Tentang daftar pustaka, juga nyusul. Met kerja tuk HAAJ. Maaf, dah lama gak nulis.

Oya, tuk Indra .. Hihi .. baca tulisan lawas pas lebaran jadi banyak hal muncul ke permukaan dan kini sudah jadi kenangan.