Asteroid-Asteroid yang Berjatuhan dari Langit

Sekilat cahaya terang mendadak mengerjap cepat dari arah barat daya di langit malam negara bagian Alabama, Amerika Serikat, pada Sabtu 2 Agustus 2014 pukul 22:19 waktu musim panas setempat (Minggu 3 Agustus 2014 pukul 10:19 WIB). Detik demi detik kemudian, kilatan itu kian bertambah terang hingga bahkan berkali-kali lipat lebih benderang ketimbang Bulan purnama saat tiba di akhir perjalanannya. Namun semuanya hanya berlangsung sesaat. Sejurus kemudian langit pun menggelap lagi seiring dengan terdengarnya suara bergemuruh laksana petir di kejauhan.

Kehebohan sontak merebak. Polisi lokal dan layanan darurat 911 kebanjiran telepon dari warga yang menyaksikan langsung peristiwa tersebut. Pun demikian dengan Perhimpunan Meteor Amerika Serikat atau American Meteor Society (AMS). Sedikitnya 65 orang saksi mata dari Alabama dan berbagai negara bagian disekitarnya seperti Georgia, Tennessee, Kentucky dan Florida mengirimkan laporan tertulis secara online. Kesaksian tersebut amat mencukupi guna merekonstruksi apa yang sebenarnya terjadi malam itu di langit Alabama.

Asteroid

Gambar 1. Kilatan cahaya Alabama saat mencapai puncak kecemerlangannya, diabadikan oleh salah satu dari tiga kamera langit pelacak meteor milik NASA yang dipasang di Huntsville, Alabama (Amerika Serikat). Analisis memperlihatkan kilatan cahaya ini merupakan boloid yang semula adalah pecahan asteroid. Pecahan itu memiliki diameter sekitar 38 cm. Sumber: Cooke, 2014 dengan citra dari NASA, 2014.
Gambar 1. Kilatan cahaya Alabama saat mencapai puncak kecemerlangannya, diabadikan oleh salah satu dari tiga kamera langit pelacak meteor milik NASA yang dipasang di Huntsville, Alabama (Amerika Serikat). Analisis memperlihatkan kilatan cahaya ini merupakan boloid yang semula adalah pecahan asteroid. Pecahan itu memiliki diameter sekitar 38 cm. Sumber: Cooke, 2014 dengan citra dari NASA, 2014.

Tak ada keraguan kalau kilatan cahaya seterang Bulan purnama itu adalah meteor, tepatnya meteor-terang (fireball) atau bahkan mungkin boloid (bolide). Meteor terang adalah terminologi yang dilekatkan bagi meteor dengan magnitudo semu minimal -4, atau minimal setara dengan benderangnya planet Venus di kala fajar/senja. Sedangkan boloid adalah istilah bagi meteor-terang yang minimal 40 kali lebih benderang ketimbang Venus yang disertai terdengarnya suara gemuruh sebagai tanda melintasnya gelombang kejut (shockwave) produk pelepasan energi besar dalam tempo sangat singkat saat meteor-terang itu mengalami fenomena ledakan di ketinggian atmosfer (airburst) dan kemudian diikuti dengan guyuran meteorit ke permukaan tanah.

Namun pertanyaan yang menyeruak adalah, apakah kilatan cahaya Alabama ini sekedar meteor-terang ataukah boloid? Dan apakah ia terkait dengan hujan meteor Perseids yang memang sedang aktif pada saat ini? Hujan meteor Perseids memang dikenal sebagai salah satu hujan meteor yang paling produktif menghasilkan meteor-terang. Semenjak dimulai pada 26 Juli 2014 lalu, hingga sebelas hari kemudian telah terekam 90 meteor-terang yang dihasilkan hujan meteor ini, hanya di daratan Amerika Serikat saja.

Gambar 2. Rekonstruksi lintasan tiga-dimensi boloid Alabama oleh American Meteor Society berdasarkan laporan para saksi mata. Garis putih tebal putus-putus menandakan saat meteoroid belum berpijar. Garis putih tebal tak terputus adalah saat meteoroid berpijar cemerlang sebagai boloid. Sementara garis merah tak terputus menandakan lintasan sisa-sisa boloid (yang masih bertahan) kala menjalani tahap dark-flight. Sumber: AMS, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.
Gambar 2. Rekonstruksi lintasan tiga-dimensi boloid Alabama oleh American Meteor Society berdasarkan laporan para saksi mata. Garis putih tebal putus-putus menandakan saat meteoroid belum berpijar. Garis putih tebal tak terputus adalah saat meteoroid berpijar cemerlang sebagai boloid. Sementara garis merah tak terputus menandakan lintasan sisa-sisa boloid (yang masih bertahan) kala menjalani tahap dark-flight. Sumber: AMS, 2014 dengan label oleh Sudibyo, 2014.

Untungnya, badan antariksa Amerika Serikat (NASA) melalui NASA Meteoroid Environment Office telah memasang sejumlah kamera langit dengan medan pandang amat lebar (all sky camera) yang dipadukan dengan perangkat lunak khusus untuk menjejak dan melacak setiap meteor yang terekam. Kilatan cahaya Alabama terekam oleh tiga kamera tersebut secara simultan. Maka hakikatnya dapat dikuak dengan cepat. Sehingga astrofisikawan Bill Cooke di NASA Meteoroid Environment Office pun menyatakan kilatan cahaya tersebut berasal dari meteoroid yang berkemungkinan berbentuk bongkahan batu sangat berpori dengan massa sekitar 45 kg. Jika strukturnya demikian berpori sehingga memiliki masa jenis cukup rendah, diasumsikan hanya 1,6 gram per sentimeter kubiknya, maka meteoroid ini memiliki diameter sekitar 38 cm.

Meteoroid ini merupakan pecahan asteroid dan semula beredar mengelilingi Matahari dengan orbit lonjong yang melambung di antara orbit Venus hingga Mars. Terhadap bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari (ekliptika), bidang orbit meteoroid ini membentuk sudut hingga 30 derajat. Namun ia berpotongan dengan orbit Bumi di satu titik nodal. Dan pada 3 Agustus 2014 lalu, baik Bumi maupun si meteoroid sama-sama menempati titik nodal tersebut, sehingga meteoroid pun memasuki atmosfer Bumi tanpa bisa dihindarkan lagi. Meteoroid pun melejit masuk ke dalam atmosfer Bumi pada kecepatan tinggi, yakni 26,02 km/detik (93.662 km/jam) relatif terhadap Bumi dengan lintasan membentuk sudut 24 derajat terhadap permukaan Bumi. Dengan kecepatan setinggi itu maka ia mengangkut energi kinetik yang cukup besar untuk ukuran manusia, yakni 15,6 GigaJoule atau setara 3,7 ton TNT. Dengan demikian energi yang dibawa meteoroid ini hampir sama dengan seluruh bom konvensional yang bisa diangkut oleh dua jet tempur F-16.

Gambar 3. Orbit meteoroid yang menjadi boloid Alabama digambar menggunakan Starry Night Backyard versi 3.0. dengan elemen orbit merujuk hasil analisis Bill Cooke dari NASA. Orbit meteoroid dan ketiga planet tetangga terdekat Bumi ditinjau dari atas kutub utara Matahari. Sumber: Sudibyo, 2014.
Gambar 3. Orbit meteoroid yang menjadi boloid Alabama digambar menggunakan Starry Night Backyard versi 3.0. dengan elemen orbit merujuk hasil analisis Bill Cooke dari NASA. Orbit meteoroid dan ketiga planet tetangga terdekat Bumi ditinjau dari atas kutub utara Matahari. Sumber: Sudibyo, 2014.

Bill Cooke memperlihatkan meteoroid ini mulai berpijar pada ketinggian 98 km dari paras (permukaan) Bumi sehingga berubah menjadi meteor dan kemudian terus berkembang menjadi meteor-terang. Simulasi sederhana memperlihatkan meteor-terang ini mulai terfragmentasi (terpecah-belah) pada ketinggian sekitar 78 km dari paras Bumi. Saat ia terus berusaha menembus atmosfer Bumi kita, gaya hambat yang dideritanya kian membesar. Sehingga pada suatu waktu di ketinggian tertentu, keping-keping meteor-terang ini akan sangat terlambatkan yang membuat mayoritas energi kinetiknya terlepas. Inilah fenomena airburst. Bill Cooke menunjukkan fenomena ini terjadi pada ketinggian 48 km. Pada saat itu kepingan-kepingan meteor masih melaju secepat 4,89 km/detik (17.600 km/jam). Ia lantas menghilang dari pandangan, memasuki apa yang disebut status dark-flight. Status dark-flight adalah kondisi dimana bagian yang tersisa dari sebuah meteor-terang/boloid yang telah terpecah-belah dan selanjutnya mengalami airburst terus melanjutkan perjalanannya ke Bumi, namun dalam kondisi tak lagi memancarkan cahaya.



CTBTO
Dengan magnitudo semu puncak melebihi benderangnya Bulan purnama sebagai konsekuensi massanya yang relatif besar, maka ada kemungkinan kilatan cahaya Alabama ini memproduksi meteorit. Sehingga kilatan cahaya tersebut jelas merupakan boloid. Pada umumnya, untuk boloid dengan massa yang kecil seperti boloid Alabama ini, bagian yang tersisa menjadi meteorit hanyalah 1 % dari massa awal. Maka dapat dikatakan boloid Alabama ini memproduksi sekitar 4,5 kg meteorit. Perhitungan mengindikasikan meteorit ini terserak dalam area berbentuk lonjong seluas 14,7 kilometer persegi, yakni pada ellips dengan sumbu panjang 3,3 km dan sumbu pendek 1,4 km.

Boloid Alabama sejatinya bukanlah peristiwa yang luar biasa ataupun jarang bila dipandang dari perspektif astronomi. Statistik memperlihatkan kejadian sejenis berulang setiap 2,3 hari sekali di Bumi. Hanya karena sebagian besar permukaan Bumi adalah lautan luas sementara sebagian besar daratan pun tak berpenghuni (baik sebagai gurun pasir, pegunungan maupun hutan lebat), maka ia seolah-olah menjadi jarang kita saksikan. Namun jika ditinjau dari perspektif dimensi meteoroid versus kekerapannya datang ke Bumi, memang terdapat situasi bahwa semakin besar ukuran meteoroidnya maka semakin jarang ia menghampiri Bumi. Statistik yang diterima para astrofisikawan sejagat pra-2014 memperlihatkan, meteoroid berdiameter 100 meter akan jatuh ke Bumi rata-rata setiap 2.900 tahun sekali. Sementara meteoroid bergaris tengah 1.000 meter jauh lebih jarang, karena rata-rata baru akan menjatuhi Bumi setiap 639.000 tahun sekali.

 Gambar 4. Peta distribusi lokasi dan energi yang dilepaskan 25 dari 26 peristiwa airburst dalam kurun 2000 hingga 2013 berdasarkan rekaman pulsa infrasonik dari stasiun pemantau CTBTO. Dua peristiwa dengan pelepasan energi terbesar masing-masing adalah peristiwa Chelyabinsk (nomor 23) dan peristiwa Bone (nomor 19). Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan data B612 Foundation.
Gambar 4. Peta distribusi lokasi dan energi yang dilepaskan 25 dari 26 peristiwa airburst dalam kurun 2000 hingga 2013 berdasarkan rekaman pulsa infrasonik dari stasiun pemantau CTBTO. Dua peristiwa dengan pelepasan energi terbesar masing-masing adalah peristiwa Chelyabinsk (nomor 23) dan peristiwa Bone (nomor 19). Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan data B612 Foundation.

Namun bagaimana sesungguhnya kekerapan jatuhnya meteoroid ke Bumi, khususnya yang berasal dari pecahan asteroid maupun sang asteroidnya itu sendiri, belumlah benar-benar bisa dipahami dengan baik. Setidaknya hingga 2014 ini. Padahal bagaimana dampaknya ke Bumi telah bisa kita perkirakan, berdasarkan jejak-jejak kawah tumbukan yang terdapat di Bumi maupun di planet bebatuan (terestrial) lainnya. Sebutir asteroid bertipe karbon kondritik yang melesat ke Bumi pada kecepatan 20 km/detik mampu melubangi permukaan Bumi yang dihantamnya menjadi kawah berdiameter 12 km sembari melepaskan energi sebesar 63.800 megaton TNT. Sebagai pembanding, letusan bom nuklir Hiroshima pada 69 tahun silam (yang menewaskan hampir 140.000 jiwa penduduk kota itu) hanyalah berkekuatan 20 kiloton TNT. Sehingga kedahsyatan hantaman asteroid tersebut setara tiga juta butir bom nuklir Hiroshima. Padahal informasi akan kekerapan jatuhnya meteoroid/asteroid ke Bumi sangat penting bagi manusia, khususnya untuk menyusun strategi mitigasi dalam menghadapi ancaman dahsyat tersebut.

Cukup menarik bahwa saat astronomi masakini masih meraba dalam gelap dalam mengeksplorasi hal tersebut, ada pencerahan yang datang dari disiplin ilmu yang sama sekali berbeda, yakni fisika nuklir. Sebagai bagian dari penegakan larangan ujicoba nuklir di segala matra secara global dalam kerangka Comprehensive nuclear Test-ban Treaty Organization (CTBTO) di bawah payung Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), maka didirikan sejumlah stasiun pengawas. Hingga kini telah berdiri 337 stasiun pengawas dalam jaringan International Monitoring Systems (IMS). Stasiun-stasiun ini terdiri dari stasiun seismik (untuk mengidentifikasi ujicoba nuklir bawah tanah), hidroakustik (mendeteksi ujicoba nuklir di dalam lautan), infrasonik (pendeteksi ujicoba nuklir di atmosfer baik pada ketinggian rendah maupun tinggi) dan radionuklida (mengendus partikel-partikel radioaktif khas ujicoba nuklir).

Meski memiliki fungsi utama sebagai pemantau ujicoba nuklir, namun stasiun IMS ini juga memiliki kegunaan lain khususnya dalam hal stasiun infrasoniknya. Gelombang infrasonik berbentuk pulsa memang selalu dihasilkan oleh ledakan nuklir di udara. Namun pulsa infrasonik yang mirip juga dapat dihasilkan oleh peristiwa lain, seperti letusan gunung berapi berkekuatan besar, tsunami berskala besar, ledakan bahan peledak/bahan bakar berkekuatan besar, aktivitas pesawat terbang dan juga airburst.

Sepanjang kurun 2000 hingga 2013 lembaga B612 Foundation, yakni yayasan nirlaba yang berspesialisasi dalam mitigasi bencana hantaman asteroid dan komet dari langit, menuturkan bahwa stasiun pengamat CTBTO mendeteksi terjadinya 26 peristiwa jatuhnya asteroid ke Bumi dengan pelepasan energi minimal 1 kiloton TNT. Pada energi tersebut, asteroid yang jatuh memiliki diameter 2,5 meter sehingga tergolong asteroid kecil (pada kecepatan awal 20 km/detik dan dari ketinggian 45 derajat). Seluruh asteoid kecil itu mengemuka sebagai peristiwa airburst di dalam atmosfer Bumi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa dalam setiap tahunnya, dua buah asteroid kecil dengan diameter minimal 2,5 meter memasuki atmosfer Bumi kita dan melepaskan energi minimal 1 kiloton TNT.

Gambar 5. Bongkahan terbesar meteorit Chelyabinsk, yakni meteorit yang ditinggalkan oleh peristiwa Chelyabinsk 15 Februari 2013, setelah diangkat dari dasar danau Cherbakul. Bongkahan bermassa hampir 600 kg ini merupakan bagian dari 4 hingga 6 ton meteorit yang diproduksi peristiwa tersebut, angka yang setara dengan hanya 0,03 hingga 0,05 % massa awal asteroid. Sumber: Popova, 2013.
Gambar 5. Bongkahan terbesar meteorit Chelyabinsk, yakni meteorit yang ditinggalkan oleh peristiwa Chelyabinsk 15 Februari 2013, setelah diangkat dari dasar danau Cherbakul. Bongkahan bermassa hampir 600 kg ini merupakan bagian dari 4 hingga 6 ton meteorit yang diproduksi peristiwa tersebut, angka yang setara dengan hanya 0,03 hingga 0,05 % massa awal asteroid. Sumber: Popova, 2013.

Dari 26 peristiwa tersebut, hanya 6 yang terjadi di atas daratan berpenduduk sehingga hanya enam itu saja yang dapat disaksikan manusia. Dan dari keenamnya, dua merupakan peristiwa airburst dengan pelepasan energi terbesar sepanjang sejarah CTBTO. Pelepasan energi terbesar pertama terjadi pada peristiwa Siberia atau peristiwa Chelyabinsk, yakni pada 15 Februari 2013 di atas wilayah Chelyabinsk (Rusia). Ia melepaskan energi 600 kiloton TNT dan menyebabkan aneka kerusakan ringan hingga berat pada kota-kota yang ada di bawahnya hingga melukai ribuan orang dengan angka kerugian hingga puluhan milyar rupiah. Sementara pelepasan energi terbesar kedua adalah peristiwa Bone pada 8 Oktober 2009 yang terjadi di atas wilayah Bone, Sulawesi Selatan (Indonesia) dengan pelepasan energi hingga 60 kiloton TNT. Tak ada kerusakan yang terjadi, namun seorang meninggal sebagai korban tak langsung akibat serangan jantung setelah terkejut mendengar ledakan tersebut.

Data CTBTO ini membikin gempar dunia astronomi. Betapa tidak, kekerapan jatuhnya asteroid kecil ternyata jauh lebih tinggi dibanding yang selama ini diduga. Sehingga secara umum asteroid ternyata lebih sering jatuh ke Bumi dibanding dengan apa yang telah kita pahami pada pra-2014. Di satu sisi kenyataan ini tentu menggelisahkan, mengingat betapa rentannya Bumi kita dalam berhadapan dengan ancaman dari langit. Namun di sisi yang lain, ini sekaligus memercikkan tantangan: sanggupkah umat manusia dengan keunggulan akal-budinya dibanding makhluk hidup lainnya mengatasi ancaman seperti ini? Terlebih dengan kian bertambahnya jumlah umat manusia, maka tingkat kerentanannya terhadap hantaman asteroid pun meningkat. Sehingga asteroid yang lebih kecil sekalipun kini mampu memberikan dampak signifikan, hal yang tak terbayangkan dalam kurun berabad-abad silam.

Referensi :

American Meteor Society. 2014. Alabama Fireball.

Schermier. 2013. Risk of Massive Asteroid Strike Underestimated, Meteor in Chelyabinsk Impact was Twice as Heavy as Initially Thought. Nature News, 6 November 2013.

B612 Foundation. 2013. List of Impacts from Impact Video.

Popova dkk. 2013. Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery and Characterization. Science no. 342 (2013).

Diterbitkan juga di http://ekliptika.wordpress.com/2014/08/11/asteroid-asteroid-yang-berjatuhan-dari-langit/

Ma'rufin Sudibyo

Orang biasa saja yang suka menatap bintang dan sedang mencoba menjadi komunikator. Saat ini sebagai ketua tim ahli Badan Hisab dan Rukyat Daerah (BHRD) Kebumen, Jawa Tengah. Aktif pula dalam Lembaga Pengkajian dan Pengembangan Ilmu Falak Rukyatul Hilal Indonesia (LP2IF RHI), Ikatan Cendekiawan Falak Indonesia (ICFI), Jogja Astro Club dan International Crescent Observations Project(ICOP). Juga sebagai pembimbing dan pendamping Forum Kajian Ilmu Falak (FKIF) Gombong dan Majelis Kajian Ilmu Falak (MKF) Kebumen, keduanya di Kabupaten Kebumen, Jawa Tengah.

Leave a Reply