Ada jenis planet baru di kota ini, meskipun Anda tidak akan menemukannya di tata surya yang sudah berumur seperti milik kita. Ini lebih merupakan tahap pembentukan yang bisa dilalui planet seperti Bumi. Dan keberadaannya membantu menjelaskan hubungan antara Bumi dan Bulan kita.
Jenis baru planet ini adalah massa yang besar, berputar, berbentuk donat dari batu panas yang menguap, terbentuk ketika benda-benda seukuran planet saling menabrak. Pasangan ilmuwan di balik penelitian yang menjelaskan jenis planet baru ini menamakannya 'sinestia.' Simon Lock, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Harvard, dan Sarah Stewart, seorang profesor di Departemen Ilmu Bumi dan Planet di University of California, Davis, mengatakan bahwa Bumi pada suatu waktu merupakan sinestia.
Teori pembentukan planet saat ini berjalan seperti ini: Ketika sebuah bintang terbentuk, bahan sisa bergerak di sekitar bintang. Bahan sisa ini disebut disk protoplanet. Bahan itu menggumpal menjadi tubuh yang lebih besar ketika yang lebih kecil bertabrakan dan bergabung bersama.
Ketika tubuh semakin besar dan lebih besar, kekuatan tumbukan mereka menjadi lebih besar dan lebih besar, dan ketika dua tubuh besar bertabrakan, bahan berbatu mereka meleleh. Kemudian, tubuh yang baru dibuat menjadi dingin, dan menjadi bulat. Dipahami bahwa inilah bagaimana Bumi dan planet-planet berbatu lainnya di Tata Surya kita terbentuk.
Lock dan Stewart melihat proses ini dan bertanya apa yang akan terjadi jika tubuh yang dihasilkan berputar dengan cepat.
Ketika tubuh berputar, hukum kekekalan momentum sudut mulai berlaku. Hukum itu mengatakan bahwa benda yang berputar akan berputar sampai torsi eksternal memperlambatnya. Contoh yang sering digunakan dari figure skating membantu menjelaskan hal ini.
Jika Anda pernah menonton figure skaters, dan siapa yang tidak, aksi mereka sangat instruktif. Ketika seorang skater berputar dengan cepat, dia merentangkan tangannya untuk memperlambat laju putaran. Ketika dia melipat tangannya kembali ke tubuhnya, dia mempercepat lagi. Momentum sudutnya dipertahankan.
Video pendek ini menunjukkan tokoh skater dan fisika beraksi.
Jika Anda tidak suka skating, yang ini menggunakan Bumi untuk menjelaskan momentum sudut.
Sekarang ambil contoh dari sepasang figur skaters. Ketika mereka berdua berbalik, dan keduanya bergabung bersama dengan memegang tangan dan lengan satu sama lain, momentum sudut mereka ditambahkan bersama dan dilestarikan.
Ganti dua skaters dengan dua planet, dan inilah yang ingin dimodelkan oleh dua ilmuwan di balik penelitian ini. Apa yang akan terjadi jika dua benda besar dengan energi tinggi dan momentum sudut tinggi saling bertabrakan?
Jika kedua benda memiliki suhu yang cukup tinggi dan momentum sudut yang cukup tinggi, jenis baru dari struktur planet akan terbentuk: sinestia. "Kami melihat statistik dampak raksasa, dan kami menemukan bahwa mereka dapat membentuk struktur yang sama sekali baru," kata Stewart.
"Kami melihat statistik dampak raksasa, dan kami menemukan bahwa itu dapat membentuk struktur yang sama sekali baru." - Profesor Sarah Stewart, Departemen Ilmu Bumi dan Planet di University of California, Davis.
Sebagaimana dijelaskan dalam siaran pers dari UC Davis, agar terbentuk sinestia, beberapa bahan yang diuapkan dari tabrakan harus masuk ke orbit. Ketika bola padat, setiap titik di atasnya berputar pada kecepatan yang sama, jika tidak dengan kecepatan yang sama. Tetapi ketika beberapa material diuapkan, volumenya mengembang. Jika cukup mengembang, dan jika bergerak cukup cepat, ia meninggalkan orbit dan membentuk sinestia berbentuk cakram besar.
Teori-teori lain telah mengusulkan bahwa dua benda yang cukup besar dapat membentuk massa leleh yang mengorbit setelah bertabrakan. Tetapi jika kedua benda memiliki energi dan suhu yang cukup tinggi untuk menguapkan beberapa batu, sinestia yang dihasilkan akan menempati ruang yang jauh lebih besar.
“Masalah utama dengan mencari sinestia di sekitar bintang-bintang lain adalah bahwa mereka tidak bertahan lama. Ini adalah objek sementara yang berevolusi yang dibuat selama pembentukan planet. " - Profesor Sarah Stewart, UC Davis.
Sinestest ini kemungkinan tidak akan bertahan lama. Mereka akan mendingin dengan cepat dan mengembun kembali ke tubuh berbatu. Untuk tubuh seukuran Bumi, sinestia mungkin hanya berlangsung seratus tahun.
Struktur sinestia memberi penjelasan tentang bagaimana bulan terbentuk. Bumi dan Bulan sangat mirip dalam hal komposisi, sehingga kemungkinan mereka terbentuk sebagai akibat tabrakan. Mungkin saja Bumi dan Bulan terbentuk dari sinestia yang sama.
Synestias ini telah dimodelkan, tetapi belum diamati. Namun, James Webb Space Telescope akan memiliki kekuatan untuk mengintip ke dalam disk protoplanet dan menyaksikan pembentukan planet. Apakah akan mengamati sinestia?
"Ini adalah objek sementara yang berevolusi yang dibuat selama pembentukan planet." - Profesor Sarah Stewart, UC Davis
Dalam pertukaran email dengan Space Magazine, Dr. Sarah Stewart dari UC Davis, salah satu ilmuwan di balik penelitian ini, mengatakan kepada kami bahwa “Masalah utama dengan mencari sinestia di sekitar bintang-bintang lain adalah bahwa mereka tidak bertahan lama. Ini adalah objek sementara yang berevolusi yang dibuat selama pembentukan planet. "
“Jadi taruhan terbaik untuk menemukan sinestia berbatu adalah sistem muda di mana tubuh dekat dengan bintang. Untuk planet gas raksasa, mereka dapat membentuk sinestia untuk periode pembentukannya. Kami semakin dekat untuk dapat gambar cakram planit di sistem bintang lainnya. "
Begitu kita memiliki kemampuan untuk mengamati pembentukan planet di cakram-cakram kelilingnya, kita mungkin menemukan bahwa sinestia lebih umum daripada jarang. Faktanya, planet dapat melewati tahap sinestia beberapa kali. Dr. Stewart mengatakan kepada kami bahwa “Berdasarkan statistik yang disajikan dalam makalah kami, kami berharap bahwa sebagian besar (lebih dari setengah) planet berbatu yang terbentuk dengan cara yang mirip dengan Bumi menjadi sinestia satu atau lebih kali selama tahap dampak akresi raksasa. ”
