Asteroid Meledak di Atas Samudera Atlantik di Awal 2014

Astronom Richard Kowalski sedang menghabiskan menit-menit awal tahun baru 2014 di tengah kedinginan Observatorium Gunung Lemmon, dekat kota Tucson, Arizona (AS). Malam itu sebagian besar manusia sedang berpesta-pora merayakan pergantian tahun , termasuk di AS. Kowalski pun tergoda untuk turut serta. Namun langit malam yang mendukung disertai absennya Bulan yang sedang menua menanti saat-saat konjungsi Bulan-Matahari menjadikannya ideal untuk berburu benda langit asing, khususnya asteroid/komet yang melintas di dekat Bumi. Dan Kowalski enggan menyia-nyiakan kesempatan baik ini. Selain karena hobi, di pundaknyalah salah satu misi penyigian langit semi-otomatik teraktif dengan pencapaian mengesankan yang bernama program Catalina Sky Survey berada. Dan Observatorium Gunung Lemmon adalah salah satu tulang punggung Catalina Sky Survey.

Gambar 1. Sepasang citra (foto) asteroid 2014 AA (dalam lingkaran ungu) saat ditemukan melalui penyigian langit Catalina Sky Survey di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) pada 1 Januari 2014 dinihari waktu setempat. Teleskop disetel untuk mengikuti gerakan bintang sehingga bintang-bintang (A, B, C) nampak tetap di posisinya masing-masing. Sepasang citra ini adalah bagian dari 7 citra bersejarah yang diambil hanya dalam selang waktu 69 menit, yang memastikan asteroid 2014 AA bakal menumbuk Bumi. Sumber: Catalina Sky Survey, 2014.
Gambar 1. Sepasang citra (foto) asteroid 2014 AA (dalam lingkaran ungu) saat ditemukan melalui penyigian langit Catalina Sky Survey di Observatorium Gunung Lemmon, Arizona (AS) pada 1 Januari 2014 dinihari waktu setempat. Teleskop disetel untuk mengikuti gerakan bintang sehingga bintang-bintang (A, B, C) nampak tetap di posisinya masing-masing. Sepasang citra ini adalah bagian dari 7 citra bersejarah yang diambil hanya dalam selang waktu 69 menit, yang memastikan asteroid 2014 AA bakal menumbuk Bumi. Sumber: Catalina Sky Survey, 2014.

Tatkala sistem semi-otomatik bersenjatakan teleskop 150 cm dengan kamera CCD ini menyisir gugusan bintang Waluku (Orion) pada 1 Januari 2014 dinihari pukul 01:18 waktu Arizona (atau pukul 13:18 WIB), matanya bersirobok dengan bintik cahaya tak biasa. Kowalski memang kerap menjumpai bintik serupa, yang kemudian selalu diidentifikasi sebagai asteroid atau komet baru yang belum pernah dikenal sebelumnya melalui observasi demi observasi lebih lanjut. Namun bintik ini aneh, karena melintas cukup cepat di antara bintang-bintang di latar belakangnya. Pemandangan itu mengingatkannya pada bintik aneh sejenis yang pernah dijumpainya lebih dari 5 tahun silam, yang lantas diidentifikasi sebagai asteroid 2008 TC3 yang kemudian menghebohkan. Apakah bintik cahaya aneh ini juga asteroid sejenis?



Selama 69 menit berikutnya Kowalski berhasil mengabadikannya ke dalam 7 citra yang berbeda. Bintik cahaya aneh itu sejatinya sangat redup, sebab dengan magnitudo semu +19 maka ia 100 kali lipat lebih redup ketimbang planet kerdil Pluto. Untuk itu Kowalski harus mengatur kamera CCD-nya dengan waktu paparan 30 detik agar cahaya dari bintik aneh bisa tertangkap sensor kameranya dalam jumlah mencukupi. Meskipun konsekuensinya bintik cahaya aneh itu lantas terlihat seperti garis pendek. Bersama sesama astronom lainnya di program Catalina Sky Survey seperti Boattini, Christensen, Gibbs, Grauer, Hill, Johnson, Larson dan Shelly, analisis data pun segera dilaksanakan. Tujuan utamanya adalah untuk memperoleh kepastian sebenarnya bintik cahaya aneh ini apa? Apakah asteroid/komet baru atau benda buatan manusia? Jika asteroid/komet baru, apakah ia melintas di dekat Bumi dan apakah memiliki potensi bertumbukan dengan Bumi?

Gambar 2. Orbit asteroid 2014 AA di antara orbit Venus, Bumi dan Mars dilihat dari atas kutub utara Matahari sejauh 1,4 SA pada 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB lalu. Nampak dalam pandangan 2-dimensi orbit asteroid 2014 AA berpotongan dengan orbit Bumi dan Mars. Namun dalam perspektif 3-dimensi, orbit asteroid ini sejatinya hanya memotong orbit Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan Starry Night dan data dari NASA Solar System Dynamics.
Gambar 2. Orbit asteroid 2014 AA di antara orbit Venus, Bumi dan Mars dilihat dari atas kutub utara Matahari sejauh 1,4 SA pada 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB lalu. Nampak dalam pandangan 2-dimensi orbit asteroid 2014 AA berpotongan dengan orbit Bumi dan Mars. Namun dalam perspektif 3-dimensi, orbit asteroid ini sejatinya hanya memotong orbit Bumi. Sumber: Sudibyo, 2014 berdasarkan Starry Night dan data dari NASA Solar System Dynamics.

Hasilnya mengejutkan. Bintik cahaya aneh ini ternyata sebutir asteroid berukuran kecil, dengan dimensi hanya sekitar 3 meter saja. Asteroid ini tergolong kelas Apollo, yakni kawanan asteroid yang gemar melintas di antara orbit Venus dan Mars sehingga orbitnya kerap berdekatan atau bahkan berpotongan dengan orbit Bumi. Dengan demikian asteroid kelas Apollo memiliki potensi untuk bertumbukan dengan Bumi. Berdasar tatanama yang telah diformalkan IAU (International Astronomical Union) melalui MPC (Minor Planet Center), asteroid ini dikodekan sebagai 2014 AA dan menjadi asteroid yang pertama kali ditemukan pada 2014. Asteroid 2014 AA beredar mengelilingi Matahari dalam orbit lonjong yang memiliki perihelion (titik terdekat ke Matahari) sejarak 0,92 SA dan aphelion sejarak 1,41 SA (SA : satuan astronomi, 1 SA : 150 juta km) dengan inklinasi 1,4 derajat serta periode orbital 1,2 tahun. Bila dibandingkan dengan Bumi yang mengorbit Matahari pada jarak rata-rata 1 SA dan inklinasi 0 derajat, maka orbit asteroid 2014 AA pada hakikatnya berpotongan dengan orbit Bumi di dua titik yang berbeda, yang masing-masing dinamakan titik nodal.

Kabar mengejutkan berikutnya yang sekaligus memastikan kecurigaan awal Kowalski adalah baik Bumi maupun asteroid 2014 AA ini ternyata bakal menempati salah satu titik nodal tersebut. Dalam perhitungan Chesley (NASA) dan Jenniskens (SETI Insititute) secara bersama-sama diketahui bahwa pertemuan tersebut akan terjadi dalam waktu 21 hingga 23 jam pasca penemuan asteroid 2014 AA. Dengan kata lain, asteroid 2014 AA akan menumbuk Bumi pada Kamis 2 Januari 2014 antara pukul 10:00 hingga 12:00 WIB. Sedikitnya data, yang hanya berjumlah 7 data saja, membuat prediksi tumbukan asteroid 2014 AA yang dikerjakan Chesley dan Jenniskens memiliki akurasi relatif rendah. Titik tumbukan diprediksi berada pada koordinat 11,7 LU 40,3 BB yang secara geografis terletak di tengah-tengah Samudera Atlantik. Namun dengan ketidakpastian waktu tumbukan cukup besar, yakni hingga +/- 1 jam sendiri, maka asteroid 2014 AA sejatinya dapat jatuh kapan saja di sepanjang proyeksi lintasannya pada permukaan Bumi yang merentang mulai dari Afrika bagian timur (yakni di Laut Merah) hingga Samudera Pasifik lepas pantai barat Panama.

Menumbuk Bumi

Maka benarlah dugaan awal Kowalski, bahwa asteroid 2014 AA ini memang bakal bertumbukan dengan Bumi sebagaimana halnya asteroid 2008 TC3 yang ia temukan lebih dari lima tahun silam. Asteroid 2008 TC3 juga menumbuk Bumi hanya dalam tempo 19 jam setelah penemuannya, tepatnya pada 7 Oktober 2008, dengan titik tumbuk di ruang udara Sudan bagian utara tepatnya di atas Stasiun KA no. 6 yang terletak di kawasan padang pasir Nubia. Tumbukan asteroid 2008 TC3 menjadi peristiwa bersejarah sebab untuk pertama kalinya manusia berhasil melacak keberadaan benda langit pengancam Bumi sebelum ia benar-benar jatuh menumbuk. Begitu memasuki atmosfer Bumi asteroid 2008 TC3 (massa 80 ton dan diameter 4,1 meter) lantas berubah menjadi meteor-terang (fireball) yang terfragmentasi. Pada akhirnya meteor-terang itu melepaskan seluruh energi kinetiknya di atmosfer dalam peristiwa mirip ledakan (airburst). Energi yang terlepaskan sebesar 1,1 hingga 2,1 kiloton TNT pada ketinggian 37 km dari permukaan laut. Sebagai pembanding, energi ledakan bom nuklir di Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2 adalah 20 kiloton TNT. Ledakan tersebut membuat langit fajar Nubia mendadak benderang layaknya disinari Bulan purnama. Kilatan ledakan teramati pula oleh kru jumbo jet Boeing-747 maskapai KLM penerbangan 592 yang melayani rute Johannesburg (Afrika Selatan) – Amsterdam (Belanda) saat mereka mengudara sejauh 1.400 km dari titik ledakan. Kilatan ledakan juga terekam kamera keamanan salah satu villa di di el-Gouna (Mesir) yang terletak di pesisir Laut Merah sejauh 725 km dari episentrum titik ledakan.

Gambar 3. Jejak ekor yang tersisa dari peristiwa tumbukan asteroid 2008 TC3 di Sudan utara pada 7 Oktober 2008 jelang fajar, beberapa belas menit setelah asteroid mengalami airburst. Inilah asteroid pertama yang berhasil dideteksi sebelum benar-benar menumbuk Bumi. Asteroid 2014 AA pun serupa, hanya saja ia menumbuk dan mengalami airburst di atas Samudera Atlantik. Sumber: ElHasan, 2008.
Gambar 3. Jejak ekor yang tersisa dari peristiwa tumbukan asteroid 2008 TC3 di Sudan utara pada 7 Oktober 2008 jelang fajar, beberapa belas menit setelah asteroid mengalami airburst. Inilah asteroid pertama yang berhasil dideteksi sebelum benar-benar menumbuk Bumi. Asteroid 2014 AA pun serupa, hanya saja ia menumbuk dan mengalami airburst di atas Samudera Atlantik. Sumber: ElHasan, 2008.

Selain itu ledakan juga terekam oleh detektor infrasonik di stasiun IMS (International Monitoring Systems) Kenya yang menjadi bagian jejaring pengawas larangan ujicoba nuklir menyeluruh dalam kerangka CTBTO (Comprehensive nuclear Tes Ban Treaty Organization) di bawah kontrol Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB). Kilatan juga teramati dari langit, misalnya melalui satelit cuaca Eumetsat/Meteosat-8 maupun satelit rahasia milik departemen Pertahanan AS (Pentagon) yang sejatinya berfungsi sebagai alat deteksi dini ledakan nuklir/yang melepaskan energi setara ledakan nuklir di atmosfer. Pasca airburst, di kawasan padang pasir Nubia khususnya di sepanjang proyeksi lintasan asteroid 2008 TC3 banyak ditemukan butir-butir meteorit. Meteorit itu mencapai sekitar 600 buah dengan massa akumulatif sebesar 10,5 kg yang kemudian dikenal sebagai meteorit Almahata Sitta.

Gambar 4. Titik-titik stasiun IMS di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda yang mendeteksi lonjakan gelombang infrasonik seiring tumbukan asteroid 2014 AA. Lokasi tumbukan digambarkan dalam lingkaran kuning. Sumber: Brown, 2014.
Gambar 4. Titik-titik stasiun IMS di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda yang mendeteksi lonjakan gelombang infrasonik seiring tumbukan asteroid 2014 AA. Lokasi tumbukan digambarkan dalam lingkaran kuning. Sumber: Brown, 2014.

Dengan demikian asteroid 2011 AA menjadi asteroid kedua yang berhasil dideteksi manusia sebelum benar-benar jatuh ke Bumi. Namun berbeda dengan pendahulunya, asteroid 2014 AA relatif sepi dari pengamatan manusia pada saat mulai menembus atmosfer Bumi. Tak ada pilot pesawat terbang, kamera keamanan atau bahkan satelit yang merekam kejadian ini dari langit. Hanya ada detektor-detektor infrasonik di 3 stasiun IMS yang berbeda, masing-masing di Bolivia, Brazil dan Kepulauan Bermuda. Ketiga stasiun merekam adanya pancaran gelombang infrasonik lemah dengan sumber pada koordinat 12 LU 40 BB. Posisi ini sama dengan yang diramalkan Chesley dan Jenniskens, dalam batas-batas ketelitian pengukuran. Koordinat tersebut terletak di tengah-tengah Samudera Atlantik sejauh 3.000 km sebelah timur kota Caracas (ibukota Venezuela) atau sekitar 3.100 km sebelah barat daya kepulauan Canary (Spanyol), gugusan kepulauan kecil di lepas pantai barat Afrika utara. Dari gelombang infrasonik yang berhasil direkam, dipastikan terjadi peristiwa airburst yang melepaskan energi sekitar 1 kiloton TNT. Dengan demikian terjadi peristiwa yang serupa dengan Peristiwa Chelyabinsk (Rusia) pada 15 Februari 2013 silam, namun dengan energi hanya 1/500-nya saja.

Simulasi dan Airburst

Apa yang terjadi dengan asteroid 2014 AA ini? Dengan menggunakan karakteristik orbit dan sifat fisis asteroid 2014 AA yang dipublikasikan NASA Solar System Dynamics serta perhitungan energi dari P. Brown berdasarkan data infrasonik, maka penulis mencoba merekonstruksi bagaimana pergerakan benda langit pengancam ini dalam jam-jam terakhir kehidupannya hingga kemudian menumbuk Bumi. Asteroid ini berukuran sekitar 2,7 meter yang dianggap berbentuk bola sempurna dan memiliki komposisi yang sama dengan meteorit kondritik sehingga memiliki massa sekitar 38 ton. Dalam 12 jam sebelum menumbuk, asteroid 2014 AA melintas di atas Samudera Pasifik. Jam demi jam berikutnya asteroid melaju ke barat melintas di atas kepulauan Filipina bagian utara, Vietnam, Laos, Thailand bagian utara dan Myanmar dengan ketinggian yang terus menurun. Asteroid terus melaju ke barat menyeberangi Teluk Benggala dan dalam 7 jam sebelum menumbuk sudah berada di atas India pada ketinggian 145.000 km dari permukaan laut. Asteroid selanjutnya terus melaju ke barat melintasi Laut Arab, Teluk Aden dan benua Afrika. Sehingga dalam 3 jam sebelum tumbukan terjadi, asteroid 2014 AA telah berada di atas benua Afrika dengan ketinggian tinggal 61.000 km dari permukaan laut.

Gambar 5. Proyeksi lintasan asteroid 2014 AA di atas permukaan Bumi dalam 12 jam sebelum tumbukan. Asteroid melaju ke arah barat dengan kecepatan tinggi. Bintik-bintik kuning mewakili posisi asteroid setiap setengah jam sekali hingga 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB. Tanda bintang (*) merupakan titik airburst yang terekam oleh detektor infrasonik di 3 stasiun IMS. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA dan Brown, 2014.
Gambar 5. Proyeksi lintasan asteroid 2014 AA di atas permukaan Bumi dalam 12 jam sebelum tumbukan. Asteroid melaju ke arah barat dengan kecepatan tinggi. Bintik-bintik kuning mewakili posisi asteroid setiap setengah jam sekali hingga 2 Januari 2014 pukul 11:00 WIB. Tanda bintang (*) merupakan titik airburst yang terekam oleh detektor infrasonik di 3 stasiun IMS. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan data dari NASA dan Brown, 2014.

Tepat pada saat mulai memasuki atmosfer Bumi di ketinggian 120 km dari permukaan laut, asteroid 2014 AA melaju dengan kecepatan 15 km/detik (52.200 km/jam) dengan lintasan membentuk sudut 85 derajat (nyaris tegak lurus) terhadap permukaan Samudera Atlantik dibawahnya. Cepatnya gerakan asteroid menyebabkan molekul-molekul udara yang ada dihadapannya tertekan hebat lewat proses penekanan ram, sehingga suhunya melonjak sangat tinggi. Pada gilirannya suhu sangat tinggi ini menyebabkan permukaan asteroid mulai berpijar membara hingga permukaan asteroid mulai tergerus. Terbentuklah meteor-terang (fireball) dan nampak pula memiliki ekor. Pada puncaknya diperkirakan meteor-terang ini mencapai magnitudo semu -9,8 atau setara dengan 1/8 kali terangnya Bulan purnama. Semakin jauh meteor-terang ini menembus atmosfer Bumi, semakin ia berhadapan dengan lapisan-lapisan udara yang lebih padat sehingga tekanan ram yang dialaminya kian meningkat. Pada puncaknya tekanan ram ini melampaui kekuatan material penyuysun asteroid, sehingga meteor-terang pun terpecah-belah mulai dari ketinggian 45 km terhadap permukaan laut. Pemecah-belahan berlangsung secara terus-menerus dan intensif, yang diikuti dengan menurunnya kecepatan kepingan-kepingan produk pemecahan. Pada akhirnya seluruh kepingan mengalami perlambatan mendadak di ketinggian 35 km dari permukaan laut, sehingga sebagian besar energi kinetiknya terlepas ke udara sebagai peristiwa airburst. Pasca airburst, masih tersisa ratusan keping yang membawa sekitar 1 % massa asteroid yang terus melaju menuju permukaan Samudera Atlantik. Namun semuanya telah kehilangan energinya dan kini sepenuhnya berada di bawah kontrol gravitasi Bumi. Maka tatkala kepingan-kepingan tersebut menjatuhi Samudera Atlantik sebagai meteorit, tak ada kejadian luarbiasa (misalnya tsunami) yang terbentuk.

Gambar 6. Ilustrasi peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan komet/asteroid berukuran kecil ke Bumi. Asteroid datang dari langit dan menjadi meteor-terang dengan ekor yang tebal, untuk kemudian terpecah-belah dan lantas mendadak terlambatkan di ketinggian tertentu sehingga melepaskan mayoritas energi kinetiknya ke udara layaknya ledakan nuklir. Sumber: Neisius, 2004.
Gambar 6. Ilustrasi peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan komet/asteroid berukuran kecil ke Bumi. Asteroid datang dari langit dan menjadi meteor-terang dengan ekor yang tebal, untuk kemudian terpecah-belah dan lantas mendadak terlambatkan di ketinggian tertentu sehingga melepaskan mayoritas energi kinetiknya ke udara layaknya ledakan nuklir. Sumber: Neisius, 2004.

Untuk ukuran manusia, energi ledakan itu tergolong besar. Energi 1 kiloton TNT itu setara dengan energi yang dilepaskan oleh 1.000 ton bahan peledak dinamit yang diledakkan secara bersama-sama. Itu jumlah yang cukup besar, jauh lebih besar dibandingkan energi bom konvensional terkuat yang pernah diciptakan manusia hingga kini, yakni FOAB (Russia), yang ‘hanya’ setara 44 ton TNT. Namun untuk ukuran asteroid/komet pengancam Bumi, energi 1 kiloton TNT itu tergolong sangat kecil. Maka yang bisa ditimbulkannya hanyalah peristiwa airburst, bukan tumbukan pencipta kawah di permukaan Bumi. Dan dengan titik pelepasan energi pada ketinggian 35 km dari permukaan laut, maka dampak yang ditimbulkannya bagi permukaan Bumi yang ada dibawahnya tidak ada. Bahkan di titik episentrum, yakni titik di permukaan Bumi tepat di bawah titik airburst, pun dampak ledakan baik dalam rupa gelombang kejut (shockwave) maupun panas (thermal rays) tidak terjadi.

Jatuhnya asteroid 2014 AA terjadi hanya dalam 11 bulan pasca peristiwa Chelyabinsk (Russia). Bedanya peristiwa Chelyabinsk jauh lebih merusak seiring ukuran asteroidnya yang jauh besar sehingga energi kinetiknya jauh lebih tinggi. Statistik memperlihatkan bahwa peristiwa airburst yang disebabkan oleh tumbukan asteroid seukuran asteroid 2014 AA bukanlah hal yang jarang, rata-rata terjadi setiap setengah tahun sekali. Sebaliknya kejadian yang mirip dengan peristiwa Chelyabinsk jauh lebih jarang. Namun baik tumbukan asteroid 2014 AA maupun peristiwa Chelyabinsk menjadi pengingat bahwa Bumi kita pun senantiasa ditumbuk oleh asteroid/komet pengancam, sebagaimana yang dialami oleh planet-planet lainnya. Dalam aras tertentu, peristiwa tumbukan asteroid/komet dapat berdampak cukup dahsyat dan bahkan memusnahkan kehidupan di Bumi.

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