Pada 7 Januari 2025, seorang peneliti pascadoktoral NASA di Southwest Research Institute (SwRI) telah menggunakan model canggih untuk menunjukkan bahwa pembentukan Pluto dan Charon mungkin mirip dengan bagaimana Bumi dan Bulan terbentuk. Kedua sistem ini memiliki karakteristik unik, yaitu bulan yang berukuran besar dibandingkan dengan planet induknya. Hal ini berbeda dengan kebanyakan bulan lain di Tata Surya. Skenario ini juga dapat menjelaskan mengapa Pluto memiliki aktivitas geologi yang tinggi dan kemungkinan adanya lautan bawah permukaan, meskipun terletak di bagian terluar Tata Surya yang sangat dingin.
Teori Tabrakan Besar dan Kesamaan dengan Bumi-Bulan
Menurut Dr. Adeene Denton, pemimpin penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience, sistem Bumi-Bulan diyakini terbentuk ketika sebuah objek seukuran Mars menabrak Bumi. Benturan ini menghasilkan material yang kemudian membentuk Bulan. Sebagai perbandingan, Mars hanya memiliki dua bulan kecil yang berbentuk seperti kentang, sementara bulan-bulan yang mengorbit planet raksasa hanya merupakan bagian kecil dari keseluruhan sistem planet tersebut.
Pada tahun 2005, Wakil Presiden SwRI, Dr. Robin Canup, melakukan simulasi yang menunjukkan bahwa pasangan Pluto-Charon mungkin juga terbentuk melalui tabrakan besar. Namun, model awal tersebut masih sederhana karena menganggap material yang bertabrakan sebagai cairan tanpa kekuatan struktural. Dalam lima tahun terakhir, model simulasi tumbukan telah berkembang dengan mempertimbangkan sifat kekuatan material, sehingga hasilnya menjadi lebih akurat.
Proses Pembentukan Pluto-Charon
Dalam simulasi baru ini, Pluto ditampilkan sebagai benda dengan inti berbatu yang diselimuti oleh es. Hal ini mengubah cara objek tersebut bereaksi saat bertabrakan.
Menurut tim, dalam model sebelumnya, ketika proto-Charon menabrak proto-Pluto, efeknya seperti dua gumpalan cairan di dalam lampu lava yang bercampur dan berputar. Namun, ketika kami memasukkan sifat struktural benda padat, gesekan ikut mendistribusikan momentum tumbukan, sehingga menghasilkan skenario yang disebut ‘kiss-and-capture’ atau ‘ciuman dan penangkapan.
Saat Pluto dan Charon bertabrakan, mereka menempel seperti manusia salju yang terdiri dari dua bola salju yang ditumpuk. Kedua benda ini kemudian berputar sebagai satu kesatuan sampai akhirnya Pluto mendorong Charon keluar ke orbit yang stabil.
Sebagian besar tumbukan kosmik biasanya menghasilkan salah satu dari dua skenario:
- Hit-and-run—Ketika objek yang menabrak terus melanjutkan perjalanannya setelah bertabrakan.
- Graze-and-merge—Ketika dua benda bertabrakan lalu menyatu menjadi satu objek.
Namun, Pluto dan Charon menunjukkan skenario baru, di mana mereka bertabrakan, saling menempel, tetapi tidak menyatu karena keduanya memiliki struktur batuan dan es yang tetap stabil.
Komposisi Pluto dan Charon
Selama proses ini, Pluto dan Charon mungkin bertukar sebagian material, tetapi tidak banyak material yang hilang ke luar angkasa. Pluto, yang lebih besar, mengandung lebih banyak batu daripada es, sementara Charon lebih kecil dan memiliki komposisi sekitar 50% batu dan 50% es. Kedua benda ini tetap mempertahankan struktur aslinya dan akhirnya terpisah, tetap mempertahankan bentuk awal mereka sejak terbentuk di Sabuk Kuiper—wilayah di tepi Tata Surya yang penuh dengan objek es.
Skenario ini juga menjelaskan keberadaan empat bulan kecil Pluto yang berbentuk tidak beraturan, yang kemungkinan besar terbentuk akibat proses tumbukan yang sama.
Baca juga: Petualangan ke Dunia Misterius: Memahami Lebih Dekat Planet Kerdil Pluto
Dampak terhadap Aktivitas Geologi dan Kehidupan di Sabuk Kuiper
Meskipun model ini dapat menjelaskan bagaimana tumbukan terjadi, model ini belum bisa memastikan kapan peristiwa tersebut terjadi. Hal ini penting, terutama karena Pluto diketahui masih memiliki aktivitas geologi yang tinggi dan kemungkinan lautan cair di bawah permukaannya.
Menurut tim, bahkan jika Pluto awalnya sangat dingin, yang masuk akal dalam konteks evolusi Tata Surya, tumbukan besar ini dan gaya pasang surut yang terjadi setelah pemisahan Charon dapat menciptakan lautan cair di kemudian hari. Hal ini berdampak besar terhadap pemahaman kita tentang Sabuk Kuiper secara keseluruhan, karena delapan dari sepuluh objek terbesar di Sabuk Kuiper memiliki karakteristik yang mirip dengan Pluto dan Charon.
Kesimpulan
Studi ini menunjukkan bahwa sistem Pluto-Charon kemungkinan besar terbentuk melalui tumbukan besar, mirip dengan sistem Bumi-Bulan. Model baru ini memberikan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana objek-objek di Sabuk Kuiper terbentuk dan berevolusi. Selain itu, skenario ini juga mendukung kemungkinan adanya lautan bawah tanah di Pluto, yang dapat memiliki implikasi besar terhadap pencarian kehidupan di luar Bumi.
Referensi:
[1] https://www.swri.org/newsroom/press-releases/swri-models-pluto-charon-formation-scenario-mimics-earth-moon-system, diakses pada 11 Februari 2025.
[2] C. Adeene Denton, Erik Asphaug, Alexandre Emsenhuber, Robert Melikyan. Capture of an ancient Charon around Pluto. Nature Geoscience, 2025; DOI: 10.1038/s41561-024-01612-0
