Kamis, 06 September 2012
Ciri fisik
Perbandingan ukuran Bumi dan Mars.
Mars memiliki jari-jari sekitar setengah dari jari-jari Bumi. Planet ini kurang padat bila dibandingkan dengan Bumi, dan hanya mempunyai sekitar 15% volume dan 11% massa Bumi. Luas permukaannya lebih kecil dari jumlah wilayah kering di Bumi.[5] Mars lebih besar daripada Merkurius, tetapi Merkurius lebih padat. Akibatnya kedua planet memunyai tarikan gravitasi yang hampir mirip di permukaan—dan tarikan Mars lebih kuat sekitar kurang dari 1%. Ukuran, massa, dan gravitasi permukaan Mars berada "di antara" Bumi dan Bulan (diameter Bulan hanya setengah dari Mars, sementara Bumi dua kalinya; Bumi sembilan kali lebih besar dari Mars, dan Bulan satu per sembilannya). Kenampakan permukaan Mars yang merah-jingga diakibatkan oleh keberadaan besi(III) oksida, yang lebih dikenal dengan nama hematite.[9]
Geologi
Berdasarkan pengamatan orbit dan pemeriksaan terhadap kumpulan meteorit Mars, permukaan Mars terdiri dari basalt. Beberapa bukti menunjukkan bahwa sebagian permukaan Mars memunyai silika yang lebih kaya daripada basalt biasa, dan mungkin mirip dengan batu-batu andesit di Bumi. Sebagian besar permukaan Mars dilapisi oleh debu besi(III) oksida yang memberinya kenampakan merah.[10][11]
Saat ini Mars tidak memunyai medan magnet global,[12] namun hasil pengamatan menunjukkan bahwa sebagian kerak planet termagnetisasi, dan medan magnet global pernah ada pada masa lalu. Salah satu teori yang diumumkan pada tahun 1999 dan diperiksa ulang pada Oktober 2005 (dengan bantuan Mars Global Surveyor) menunjukkan bahwa empat miliar tahun yang lalu, dinamo Mars berhenti berfungsi dan mengakibatkan medan magnetnya menghilang.[13] Ada pula teori bahwa asteroid yang sangat besar pernah menghantam Mars dan mematikan medan magnetnya.[14]
Inti Mars, yang jari-jarinya diperkirakan sebesar 1.480 km, terdiri dari besi dan 14-17% sulfur. Inti besi sulfida ini cair. Lapisan di atas inti Mars adalah mantel silikat yang membentuk banyak objek tektonik dan vulkanik di Mars, tetapi saat ini mantel tersebut sudah tidak aktif. Di atas lapisan mantel adalah kerak, yang ketebalan rata-ratanya sekitar 50 km, dan ketebalan maksimumnya 125 km.[15]
Saat pembentukan Tata Surya, Mars terbentuk dari cakram protoplanet yang mengelilingi Matahari Matahari. Planet ini punya ciri kimia yang berbeda karena letaknya di Tata Surya. Unsur dengan titik didih yang rendah seperti klorin, fosfor, dan sulfur ada dalam jumlah yang lebih besar daripada di Bumi. Unsur-unsur tersebut kemungkinan dihalau dari daerah yang dekat dengan Matahari oleh angin surya muda yang kuat.[16]
Setelah terbentuk, planet-planet melewati masa "Pengeboman Berat Akhir". Bekas tubrukan dari masa tersebut dapat dilihat di 60% permukaan Mars.[17][18][19] 40% permukaan Mars adalah bagian dari cekungan yang diakibatkan oleh tubrukan objek sebesar Pluto empat miliar tahun yang lalu. Cekungan di belahan utara Mars yang membentang sejauh 10.600 km ini kini dikenal dengan nama cekungan Borealis.[7][8][20][21]
Sejarah geologi Mars dapat dibagi menjadi beberapa masa, tetapi berikut adalah tiga masa utama:[22][16]
Masa Noachis (dinamai dari Noachis Terra): Pembentukan permukaan tertua Mars, antara 4,5 miliar hingga 3,5 miliar tahun yang lalu. Permukaan dari masa Noachis dipenuhi kawah tubrukan yang besar. Tonjolan Tharsis, dataran tinggi vulkanik, diduga terbentuk pada masa ini. Pada akhir masa ini banjir besar juga terjadi.
Masa Hesperia (dinamai dari Hesperia Planum): 3,5 miliar tahun yang lalu hingga 2,9–3,3 miliar tahun yang lalu. Masa ini ditandai dengan pembentukan dataran lava.
Masa Amazonis (dinamai dari Amazonis Planitia): 2,9–3,3 miliar tahun yang lalu hingga sekarang. Olympus Mons terbentuk pada periode ini, dan begitu pula aliran lava lain.
Aktivitas geologi masih berlangsung di Mars. Athabasca Valles merupakan tempat mengalirnya lava sejak 200 juta tahun yang lalu. Aliran air di graben Cerberus Fossae muncul sekitar 20 juta tahun yang lalu, yang merupakan tanda-tanda terjadinya intrusi vulkanik.[23] Pada 19 Februari 2008, citra yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter menunjukkan bukti terjadinya longsor di tebing setinggi 700 m.[24]
Tanah
Berdasarkan data dari wahana Phoenix, tanah Mars terdiri dari unsur seperti magnesium, sodium, potasium, dan klorida. Nutrien tersebut dapat ditemui di kebun Bumi dan penting dalam pertumbuhan tanaman.[25] Percobaan yang dilakukan oleh wahana Phoenix menunjukkan bahwa tanah Mars punya pH sebesar 8,3, dan mengandung garam perklorat.[26][27]
Warna bubuk di Tharsis Tholus (di tengah kiri gambar).
Warna bubuk dapat ditemui di seluruh Mars. Seringkali warna bubuk baru muncul di lereng curam kawah, palung, dan lembah. Warna bubuk awalnya berwarna gelap, dan seiring berjalannya waktu, warnanya menjadi semakin menjadi terang. Kadang-kadang warna bubuk muncul dalam ukuran yang kecil, dan lalu melebar hingga ratusan meter. Warna bubuk juga mengikuti tepi batuan. Berdasarkan teori yang banyak diterima, warna bubuk merupakan lapisan tanah gelap di bawah yang muncul karena longsor atau badai debu.[28] Ada pula penjelasan lain, yang melibatkan air, dan bahkan pertumbuhan organisme.[29][30]
Hidrologi
Air tidak dapat bertahan di permukaan Mars karena tekanan atmosfernya yang rendah. Di ketinggian terendah, air masih dapat bertahan dalam waktu yang singkat.[31][32] Dua lapisan es di Mars diduga terdiri dari air.[33][34] Jika dicairkan, volume air di lapisan es kutub selatan mampu melapisi seluruh permukaan planet dengan kedalaman 11 meter.[35] Lapisan permafrost terbentang dari kutub hingga lintang 60°.[33]
Es air dalam jumlah besar diduga terperangkap di bawah lapisan kriosfer Mars. Data dari Mars Express dan Mars Reconnaissance Orbiter menunjukkan keberadaan es air yang besar di kedua kutub (Juli 2005)[36][37] dan lintang tengah (November 2008).[38] Wahana Phoenix secara langsung mengambil sampel es air di Mars pada 31 Juli 2008.[39]
Dari kenampakan permukaan Mars dapat dilihat bahwa air pernah mengalir di permukaan planet tersebut. Saluran banjir besar yang disebut saluran keluar (outflow channel)[40] dapat ditemui di 25 tempat, dan diduga merupakan tanda-tanda terjadinya erosi pada masa lepasnya air dari akuifer di bawah tanah, meskipun struktur tersebut juga diduga diakibatkan oleh glasier atau lava.[41][42] Saluran termuda diduga terbentuk sekitar beberapa juta tahun yang lalu.[43] Di tempat lain, terutama di wilayah tertua permukaan Mars, jaringan lembah yang bercabang menyebar di sepanjang bentang alam. Ciri dan persebaran lembah tersebut menunjukkan bahwa lembah tersebut dibentuk oleh limpasan permukaan yang diakibatkan oleh hujan atau salju pada awal sejarah Mars. Aliran di bawah permukaan dan proses pengikisan tanah dari lereng oleh air tanah yang ada di tepi sungai atau lereng bukit mungkin memainkan peran tambahan di beberapa jaringan, namun hujan kemungkinan merupakan penyebab utama.[44]
Di Mars juga ada ribuan kenampakan di kawah dan dinding lembah yang mirip dengan parit. Parit tersebut biasanya ada di dataran tinggi belahan selatan. Sejumlah penulis menyatakan bahwa proses pembentukannya memerlukan air, kemungkinan dari es yang mencair,[45][46] namun ada pula yang meyakini bahwa es karbon dioksida dan pergerakan debu kering-lah yang membentuknya.[47][48] Parit-parit tersebut sangat muda, bahkan mungkin masih aktif hingga sekarang.[46]
Ciri geologis lain, seperti delta dan kipas alluvial, digunakan sebagai dasar untuk mendukung gagasan bahwa Mars pada awalnya lebih hangat dan basah.[49] Keadaan semacam itu memerlukan keberadaan banyak danau di permukaan, dan untuk itu ada bukti-bukti mineralogis, sedimentalogis, dan geomorfologis.[50] Beberapa penulis bahkan menyatakan bahwa pada masa lalu sebagian besar dataran rendah di utara merupakan samudra, meskipun hal ini masih diperdebatkan.[51]
Bukti lebih lanjut bahwa air pernah ada di permukaan Mars muncul dari pelacaktemuan beberapa mineral tertentu seperti hematit dan goetit, yang kadang-kadang terbentuk saat air ada.[52] Beberapa bukti yang sebelumnya diyakini menunjukkan keberadaan cekungan dan aliran air kuno telah ditampik oleh penilikan beresolusi tinggi oleh Mars Reconnaissance Orbiter.[53] Pada tahun 2004, Opportunity melacaktemu mineral jarosit. Mineral ini hanya terbentuk jika ada air berasam, yang menunjukkan bahwa air pernah ada di Mars.[54]
Lapisan es kutub
Citra lapisan es kutub utara Mars oleh wahana Viking.
Mars punya dua lapisan es kutub permanen. Selama musim dingin di salah satu kutub, lapisan tersebut diselubungi oleh kegelapan, sehingga mendinginkan permukaan dan menyebabkan 25-30% atmosfer mengembun menjadi es CO2 (es kering).[55] Saat Matahari kembali menyinari kutub, CO2 yang membeku menyublim, sehingga menghasilkan angin kencang yang menyapu wilayah kutub dengan kecepatan 400 km/jam. Peristiwa musiman tersebut mengangkut banyak debu dan uap air yang menghasilkan embun beku dan awan cirrus besar. Awan es-air dicitrakan oleh Opportunity pada tahun 2004.[56]
Lapisan es Mars terdiri dari es air. Karbon dioksida beku melapisinya dengan ketebalan satu meter di kutub utara pada musim dingin; sementara di kutub selatan, lapisan es kering tersebut bersifat permanen dengan ketebalan delapan meter.[57] Diameter lapisan es kutub utara tercatat sekitar 1.000 kilometer selama musim panas,[58] dan mengandung sekitar 1,6 juta km kubik es.[59] Lapisan es kutub selatan memunyai diameter sekitar 350 km dan ketebalan 3 km.[60] Total volume es di kutub selatan ditambah lapisannya diperkirakan juga sekitar 1,6 juta km kubik.[61] Di kedua lapisan es terdapat lembang-lembang, yang diduga terbentuk oleh pemanasan Matahari, ditambah dengan penyubliman es dan pengembunan uap air.[62][63]
Pembekuan musiman di beberapa wilayah di dekat lapisan es kutub selatan mengakibatkan pembentukan es kering transparan setebal 1 meter di atas permukaan. Begitu musim semi datang, tekanan dari penyubliman CO2 mengangkat dan memecahkan lapisan tersebut. Akibatnya, terjadi letusan gas CO2 yang bercampur dengan pasir atau debu basalt gelap. Proses ini berlangsung cepat dan tidak biasa dalam geologi Mars. Gas yang bergerak cepat di bawah lapisan ke tempat letusan menghasilkan pola saluran radial yang seperti laba-laba di bawah es.[64][65][66][67]
Geografi
Lembah vulkanik (merah) dan cekungan akibat tubrukan (biru) mendominasi peta topografi Mars ini.
Meskipun dikenang karena memetakan Bulan, Johann Heinrich Mädler dan Wilhelm Beer merupakan para "aerografer" pertama. Mereka merintis bahwa sebagian besar permukaan Mars bersifat permanen, dan menentukan periode rotasi planet. Pada tahun 1840, Mädler memadukan hasil pengamatannya selama sepuluh tahun dan menggambar peta pertama Mars. Daripada memberi nama, Beer dan Mädler menyebut beberapa tempat dengan huruf.[68]
Saat ini, fitur-fitur di Mars dinamai dari berbagai sumber. Fitur albedo dinamai dari mitologi klasik. Nama kawah yang lebih besar dari 60 kilometer (37 mil) berasal dari ilmuwan, penulis, dan tokoh lain yang membantu penelitian Mars. Kawah yang lebih kecil dari 60 km dinamai dari kota dan desa di dunia dengan jumlah penduduk lebih kecil dari 100.000. Lembah besar dinamai dari kata mars atau bintang dalam berbagai bahasa, sementara lembah kecil dari sungai-sungai.[69]
Nama fitur albedo besar tetap dipertahankan, tetapi kadang-kadang diperbaharui untuk melambangkan pengetahuan baru tentang sifat fitur tersebut. Contohnya, Nix Olympica (salju Olympus) diubah menjadi Olympus Mons (Gunung Olympus).[70] Permukaan Mars seperti yang terlihat dari Bumi terbagi menjadi dua macam daerah, dengan albedo yang berbeda. Dataran pucat yang dilapisi debu dan pasir yang kaya akan besi oksida awalnya diduga sebagai 'benua' Mars dan diberi nama seperti Arabia Terra (tanah Arabia) atau Amazonis Planitia (dataran Amazonian). Fitur gelap sebelumnya diduga sebagai laut, sehingga dinamai Mare Erythraeum, Mare Sirenum dan Aurorae Sinus. Fitur gelap terbesar yang dapat terlihat dari Bumi adalah Syrtis Major Planum.[71] Lapisan es kutub utara yang permanen dinamai Planum Boreum, sementara lapisan es kutub selatan disebut Planum Australe.
Khatulistiwa Mars ditetapkan melalui rotasinya, namun letak meridian utamanya ditentukan dengan penetapan titik yang berubah-ubah seperti di Bumi; Mädler dan Beer memilih sebuah garis pada tahun 1830 untuk peta Mars pertama mereka. Setelah wahana Mariner 9 menyajikan citra Mars pada tahun 1972, kawah kecil (nantinya disebut Airy-0) yang terletak di Sinus Meridiani dipilih sebagai tempat bujur 0.0°.[72]
Mars tidak punya samudra sehingga tidak ada 'permukaan laut'. Ketinggian nol harus ditentukan, dan ini disebut areoid[73] Mars, yang sejalan dengan geoid. Ketinggian nol adalah ketinggian yang tekanan atmosfernya 610.5 Pa (6.105 mbar),[74] atau sekitar 0,6% dari tekanan permukaan laut di Bumi (0.006 atm).[75] Tekanan ini sesuai dengan titik tripel air. Praktiknya permukaan ditetapkan secara langsung melalui pengukuran gravitasi satelit.
Citra Kawah Victoria dari Cape Verde yang diabadikan oleh Opportunity.
Topografi tubrukan
Dikotomi topografi Mars cukuplah mengejutkan: dataran utara yang diratakan oleh aliran lava berkebalikan dengan dataran tinggi di selatan yang dipenuhi kawah akibat tubrukan pada masa lalu. Penelitian pada tahun 2008 telah menghasilkan bukti untuk postulat yang diusulkan pada tahun 1980 bahwa belahan utara Mars ditubruk oleh objek dengan ukuran 1/10 hingga 2/3nya Bulan. Jika ini benar, maka belahan utara Mars merupakan kawah tubrukan berukuran 10.600 x 8.500 km, menjadikannya kawah tubrukan terbesar di Tata Surya.[7][8]
Di Mars terdapat sekitar 43.000 kawah dengan diameter 5 km atau lebih besar.[76] Di antaranya yang terbesar adalah kawah Hellas, fitur albedo terang yang terlihat dari Bumi.[77] Massa Mars lebih kecil, sehingga kemungkinan objek bertubrukan dengan planet tersebut sekitar setengahnya Bumi. Planet ini terletak lebih dekat dengan sabuk asteroid, sehingga kemungkinan ditubruk oleh benda dari tempat tersebut meningkat. Mars juga lebih mungkin ditubruk oleh komet berperiode kecil, seperti yang berada di orbit Yupiter.[78] Meskipun begitu, ada lebih sedikit kawah di Mars daripada Bulan karena atmosfer Mars melindunginya dari meteor-meteor kecil. Beberapa kawah memunyai morfologi yang menunjukkan bahwa tanah menjadi basah setelah meteor menubruk.[79]
Situs tektonik
Citra Olympus Mons, gunung tertinggi di Tata Surya.
Gunung berapi perisai Olympus Mons (Gunung Olympus) merupakan gunung tertinggi di Tata Surya.[80] Ketinggiannya mencapai 27 km, atau tiga kali lipat tinggi Gunung Everest yang hanya sekitar 8,8 km.[81] Gunung yang sudah tidak aktif ini terletak di wilayah Tharsis, yang juga merupakan tempat berdirinya beberapa gunung berapi besar lainnya.
Lembah besar Valles Marineris (dalam bahasa Latin berarti Lembah Mariner, juga dikenal dengan nama Agathadaemon di peta kanal lama) memiliki panjang sekitar 4.000 km dan kedalaman hingga 7 km. Panjang Valles Marineris setara dengan panjang Eropa dan terbentang di 1/5 sirkumferensia Mars. Jika dibandingkan, Grand Canyon di Bumi panjangnya hanya 446 km dan kedalamannya hanya 2 km. Valles Marineris terbentuk akibat pembengkakan wilayah Tharsis yang menyebabkan runtuhnya kerak di wilayah Valles Marineris. Lembah besar lainnya adalah Ma'adim Vallis (Ma'adim dalam bahasa Ibrani berarti Mars). Lembah ini memiliki panjang sebesar 700 km, lebar 20 km, dan kedalaman 2 km di beberapa tempat. Kemungkinan Ma'adin Vallis pernah dialiri air pada masa lalu.[82]
Gua
Citra THEMIS yang menunjukkan pintu masuk gua Mars. Gua tersebut secara tidak resmi dinamai (A) Dena, (B) Chloe, (C) Wendy, (D) Annie, (E) Abby (kiri) dan Nikki, dan (F) Jeanne.
Citra dari Thermal Emission Imaging System (THEMIS) di wahana Mars Odyssey telah menunjukkan tujuh pintu masuk gua di belakang gunung berapi Arsia Mons.[83] Gua-gua tersebut, yang dinamai dari orang yang dicintai para penemunya, secara keseluruhan dijuluki "tujuh saudara perempuan."[84] Lebar pintu masuk gua tersebut berkisar antara 100 hingga 252 m. Gua-gua itu diyakini memiliki kedalaman antara 73 hingga 96 m. Cahaya tidak mencapai dasar sebagian besar gua, sehingga kemungkinan gua-gua tersebut bisa lebih dalam lagi. Gua "Dena" merupakan pengecualian; dasarnya dapat dilihat dan kedalamannya tercatat 130 m. Bagian dalam gua tersebut mungkin terlindung dari mikrometeoroid, radiasi ultraviolet, semburan Matahari, dan partikel berenergi tinggi yang menghujani permukaan planet.[85]
Atmosfer
Atmosfer Mars.
Mars kehilangan magnetosfernya 4 miliar tahun yang lalu,[86] sehingga angin surya bisa berhubungan langsung dengan ionosfer, yang mengakibatkan penurunan kepadatan atmosfer dengan mengupas atom-atom dari lapisan luar.[86][87] Dibandingkan dengan Bumi, atmosfer di Mars cukup tipis. Tekanan atmosfer di permukaan berkisar dari 30 Pa di Olympus Mons hingga lebih dari 1.155 Pa di Hellas Planitia, dengan rata-rata tekanan di permukaan 600 Pa.[88] Tekanan permukaan di Mars pada saat terkuatnya sama dengan tekanan yang dapat ditemui di ketinggian 35 km di atas permukaan Bumi.[89] Ketinggian skala atmosfer Mars diperkirakan sekitar 10.8 km,[90] yang lebih tinggi dari Bumi (6 km) karena gravitasi permukaan Mars hanya 38% persen-nya Bumi.
Atmosfer Mars terdiri dari 95% karbon dioksida, 3% nitrogen, 1,6% argon, serta mengandung jejak oksigen dan air.[5] Atmosfernya relatif berdebu dan mengandung partikulat berdiameter 1,5 µm yang memberikan kenampakan kuning kecoklatan di langit Mars saat dilihat dari permukaan.[91]
Metana telah dilacaktemu di atmosfer Mars dengan fraksi mol sekitar 30 ppb.[92][93] Hidrokarbon tersebut muncul dalam plume luas, dan dilepas di wilayah yang berlainan. Di utara pada pertengahan musim panas, plume utama mengandung 19.000 metrik ton metana, dengan kekuatan sumber sekitar 0,6 kilogram per detik.[94][95] Kemungkinan terdapat dua sumber lokal: yang pertama terpusat di dekat 30° U, 260° B, dan yang kedua di dekat 0°, 310° B.[94] Diperkirakan Mars menghasilkan 270 ton metana per tahun.[94][96]
Rentang waktu kehancuran metana diperkirakan paling lama empat tahun Bumi dan paling pendek 0,6 tahun Bumi.[94][97] Pergantian cepat ini merupakan tanda-tanda adanya sumber gas aktif di Mars. Aktivitas vulkanik, tubrukan komet, dan keberadaan bentuk kehidupan mikrobial metanogenik diduga merupakan penyebabnya. Metana dapat pula dihasilkan oleh proses non-biologis yang disebut serpentinisasi[b] yang melibatkan air, karbon dioksida, dan mineral olivin.[98]
Iklim
Mars dari Teleskop Luar Angkasa Hubble 28 Oktober 2005.
Di antara semua planet di Tata Surya, Mars adalah planet yang musimnya paling mirip dengan Bumi. Hal ini diakibatkan oleh miripnya kemiringan sumbu kedua planet. Panjang musim di Mars itu sekitar dua kalinya Bumi karena jarak Mars yang lebih jauh dari Matahari, sehingga tahun di Mars lebih panjang (dua kalinya Bumi). Suhu permukaan Mars berkisar antara −87 °C (−125 °F) pada musim dingin di kutub hingga −5 °C (23 °F) pada musim panas.[31] Luasnya rentang suhu ini diakibatkan oleh ketidakmampuan atmosfer yang tipis untuk menyimpan panas Matahari, tekanan atmosfer yang rendah, dan thermal inertia tanah Mars yang rendah.[99]
Jika Mars punya orbit yang seperti Bumi, musimnya akan mirip dengan Bumi karena sumbu rotasinya mirip dengan Bumi. Eksentrisitas orbit Mars yang relatif besar memberikan pengaruh yang besar. Mars berada di dekat perihelion saat musim panas di belahan selatan dan dingin di utara, dan di dekat aphelion saat musim dingin di belahan selatan adn musim panas di utara. Akibatnya, musim di belahan selatan lebih ekstrem dan musim di utara lebih ringan. Suhu musim panas di selatan lebih hangat 30 °C (54.0 °F) daripada suhu musim panas di utara.[100]
Di Mars juga terdapat badai debu terbesar di Tata Surya. Badai-badai tersebut dapat bervariasi, dari badai di wilayah kecil, hingga badai raksasa yang berkecamuk di seluruh planet. Badai tersebut biasanya terjadi saat Mars berada dekat dengan Matahari. Badai debu ini juga meningkatkan suhu global.[101]
Orbit dan rotasi
Rata-rata jarak Mars dari Matahari itu sekitar 230 juta km (1,5 SA) dan periode orbitalnya 687 hari (Bumi), seperti yang digambarkan oleh jejak merah, sementara orbit Bumi ditunjukkan dengan warna biru.
Rata-rata jarak Mars dari Matahari diperkirakan sekitar 230 juta km (1,5 SA) dan periode orbitalnya 687 hari (Bumi). Hari Matahari (atau sol) di Mars itu sekitar 24 jam, 39 menit, dan 35,244 detik. Tahun Mars sama dengan 1,8809 tahun Bumi, atau 1 tahun, 320 hari, dan 18,2 jam.[5]
Kemiringan sumbu Mars itu sekitar 25,19 derajat, yang mirip dengan kemiringan sumbu Bumi.[5] Akibatnya musim di Mars mirip dengan Bumi, meskipun lamanya dua kali lipat karena tahunnya lebih lama. Saat ini orientasi kutub utara Mars dekat dengan bintang Deneb.[102] Mars telah melewati perihelionnya pada April 2009[103] dan aphelionnya Maret2010.[103] Perihelion berikutnya dilewati pada Maret 2011 dan aphelion selanjutnya Februari 2012.
Mars punya eksentrisitas orbit sekitar 0,09; di antara tujuh planet lainnya di Tata Surya, hanya Merkurius yang menunjukkan eksentrisitas yang besar. Pada masa lalu Mars punya orbit yang lebih bundar daripada sekarang. Sekitar 1,35 juta tahun Bumi yang lalu, Mars punya eksentrisitas sekitar 0,002, yang lebih rendah dari Bumi.[104] Siklus eksentrisitas Mars itu sekitar 96.000 tahun Bumi jika dibandingkan dengan siklus 100.000 tahun planet Bumi.[105] Mars juga punya siklus eksentrisitas yang lebih panjang dengan periode 2,2 juta tahun Bumi. Selama 35.000 tahun terakhir orbit Mars menjadi semakin eksentrik karena pengaruh gravitasi planet lain. Jarak terdekat antara Bumi dan Mars akan terus berkurang selama 25.000 tahun berikutnya.[106]
Satelit alami
Citra Phobos yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter – HiRISE pada 23 Maret 2008
Citra Phobos yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter – HiRISE pada 23 Maret 2008
Deimos pada 21 Februari 2009 (skala gambar di atas tidak sama dengan gambar ini)
Deimos pada 21 Februari 2009 (skala gambar di atas tidak sama dengan gambar ini)
Mars punya dua satelit alami yang relatif kecil, yaitu Phobos dan Deimos. Penangkapan asteroid merupakan hipotesis yang didukung, namun asal usul satelit-satelit tersebut masih belum pasti.[107] Kedua satelit ditemukan pada tahun 1877 oleh Asaph Hall, dan dinamai dari tokoh Phobos (panik/ketakutan) dan Deimos (teror) yang, dalam mitologi Yunani, menemani ayah mereka Ares dalam pertempuran. Ares juga dikenal sebagai Mars oleh orang Romawi.[108][109]
Dari permukaan Mars, pergerakan Phobos dan Deimos tampak sangat berbeda dari Bulan di Bumi. Phobos terbit di barat, tenggelam di timur, dan terbit lagi dalam waktu 11 jam. Deimos, yang berada di luar orbit sinkron-yang membuat periode orbitalnya sama dengan periode rotasi planet-terbit di timur namun sangat pelan. Meskipun periode orbital Deimos itu 30 jam, satelit tersebut butuh 2,7 hari untuk tenggelam di Barat.[110]
Orbit Phobos berada di bawah ketinggian sinkron, sehingga gaya pasang surut dari planet Mars secara bertahap merendahkan orbitnya. Dalam waktu 50 juta tahun satelit tersebut akan menabrak permukaan Mars atau pecah menjadi struktir cincin yang mengitari planet.[110]
Asal usul kedua satelit tersebut tidak banyak diketahui. Albedo yang rendah dan komposisi kondrit karbon di kedua satelit tersebut dianggap mirip dengan asteroid, sehingga mendukung hipotesis penangkapan. Orbit Phobos yang tidak stabil menunjukkan penangkapan yang baru saja terjadi. Akan tetapi keduanya memunyai orbit bundar dan sangat dekat dengan khatulistiwa; hal-hal tersebut tidak biasa untuk objek yang ditangkap dan dinamika penangkapan yang diperlukan untuk itu kompleks. Pertumbuhan pada awal sejarah Mars juga mungkin, namun hipotesis tersebut tidak menjelaskan komposisi yang lebih mirip dengan asteroid daripada Mars sendiri.
Kemungkinan ketiga adalah keterlibatan objek ketiga atau semacam tubrukan.[111] Bukti terbaru menunjukkan Phobos memunyai bagian dalam yang berpori.[112] Selain itu, komposisinya terdiri dari filosilikat dan mineral lain yang diketahui berasal dari Mars.[113] Bukti-bukti ini mendukung hipotesis bahwa Phobos terbentuk dari materi yang berasal dari tubrukan di Mars,[114] yang mirip dengan hipotesis mengenai asal usul Bulan. Meski spektra VNIR satelit-satelit Mars mirip dengan asteroid, spektra inframerah thermal Phobos dilaporkan tidak konsisten dengan kondrit dari kelompok manapun.[113]
Kehidupan
Berdasarkan pemahaman keterhunian planet, planet-planet yang punya air di permukaan merupakan planet yang layak huni. Untuk mencapai hal tersebut, orbit suatu planet harus berada di dalam zona layak huni. Di Tata Surya, zona tersebut terbentang dari setelah Venus hingga poros semi-mayor Mars.[115] Selama perihelion Mars masuk ke wilayah ini, namun atmosfer tipisnya mencegah air bertahan untuk waktu yang lama. Bekas aliran air pada masa lalu menunjukkan potensi keterhunian Mars. Beberapa bukti terbaru memunculkan gagasan bahwa air di permukaan Mars akan terlalu berasam dan bergaram, sehingga sulit mendukung kehidupan.[116]
Kurangnya magnetosfer dan tipisnya atmosfer Mars merupakan tantangan. Di permukaan planet ini tidak banyak terjadi pemindahan panas. Penyekatan terhadap angin surya rendah, sementara tekanan atmosfer Mars tidak cukup untuk mempertahankan air dalam bentuk cair. Planet ini juga hampir, atau bahkan sepenuhnya, mati secara geologis; berakhirnya kegiatan vulkanik menyebabkan berhentinya pendaurulangan bahan kimia dan mineral antara permukaan dengan bagian dalam planet.[117]
Bukti menunjukkan bahwa planet ini dahulu lebih layak huni daripada sekarang, namun masih belum diketahui apakah organisme hidup pernah ada atau tidak. Wahana Viking pada pertengahan tahun 1970an membawa percobaan yang dirancang untuk melacaktemu mikroorganisme di tanah Mars. Percobaan tersebut membuahkan hasil yang positif, termasuk peningkatan sementara CO2 pada saat pemaparan dengan air dan nutrien. Tanda-tanda kehidupan masih dipertentangkan oleh beberapa ilmuwan. Ilmuwan NASA Gilbert Levin menegaskan bahwa Viking telah menemukan kehidupan. Analisis ulang data Viking telah menunjukkan bahwa percobaan Viking tidak cukup mutakhir untuk melacaktemu kehidupan. Percobaan tersebut bahkan bisa membunuh kehidupan.[118] Percobaan yang dilakukan oleh wahana Phoenix menunjukkan bahwa tanah Mars punya pH yang sangat basa, serta mengandung magnesium, sodium, potasium, dan klorida.[119] Nutrien tanah bisa mendukung kehidupan, namun kehidupan masih harus dilindungi dari sinar ultraviolet.[120]
Di laboratorium Johnson Space Center, bentuk-bentuk yang luar biasa telah ditemukan di meteorit Mars ALH84001. Beberapa ilmuwan mengusulkan bahwa bentuk geometrik tersebut mungkin merupakan mikroba Mars yang telah terfosilisasi sebelum meteorit itu terlempar ke angkasa akibat tubrukan meteor 15 juta tahun yang lalu. Asal usul anorganik bentuk-bentuk tersebut juga telah diusulkan.[121]
Metana dan formaldehida yang baru saja dilacaktemu oleh pengorbit Mars diklaim sebagai tanda-tanda kehidupan, karena senyawa kimia tersebut akan segera hilang di atmosfer Mars.[122][123] Ada kemungkinan bahwa senyawa tersebut dihasilkan oleh aktivitas vulkanis dan geologis, seperti serpentinisasi.[124]
Penjelajahan
Citra yang diambil wahana pendarat Viking 1 pada Februari 1978
Lusinan wahana antariksa telah dikirim ke Mars oleh Uni Soviet, Amerika Serikat, beberapa negara Eropa, dan Jepang, dengan tujuan untuk meneliti permukaan, iklim, dan geologi planet itu. Pada tahun 2008, biaya pengiriman barang dari permukaan Bumi ke Mars diperkirakan sebesar $309.000 per kilogram.[125]
Wahana yang saat ini sedang aktif di Mars (2011) adalah Mars Reconnaissance Orbiter (sejak 2006), Mars Express (sejak 2003), Mars Odyssey 2001 (sejak 2001), dan Opportunity (sejak 2004). Misi yang baru saja selesai adalah Mars Global Surveyor (1997–2006) dan Spirit (2004–2010).
Kira-kira 2/3 wahana angkasa yang ditujukan ke Mars telah gagal dalam misinya. Pada abad ke-21 kegagalan lebih jarang terjadi.[124] Kegagalan misi biasanya diakibatkan oleh masalah teknis, seperti kegagalan atau kehilangan komunikasi atau kesalahan rancangan, yang seringkali diakibatkan oleh kurangnya pendanaan atau ketidakcakapan pelaksana misi.[124] Kegagalan tersebut telah menyebabkan munculnya satir yang menyalahkan "Segitiga Bermuda" di antara Bumi-Mars, "Kutukan" Mars, atau "Setan Galaktik Raksasa" (Great Galactic Ghoul) yang memakan wahana antariksa Mars.[124] Misi-misi yang baru saja gagal contohnya adalah Beagle 2 (2003), Mars Climate Orbiter (1999), dan Mars 96 (1996).
Misi sebelumnya
Pendarat Mars 3 di perangko Soviet tahun 1972.
Mars pertama kali dikitari pada 14-15 Juli 1965 oleh wahana Mariner 4. Pada 14 November 1971, Mariner 9 menjadi pesawat angkasa pertama yang mengorbit planet lain.[126] Objek pertama yang berhasil mendarat di permukaan Mars adalah dua wahana Soviet: Mars 2 pada 27 November dan Mars 3 pada 2 Desember 1971, namun keduanya kehilangan komunikasi setelah mendarat. Pada tahun 1975 NASA meluncurkan program Viking yang terdiri dari dua pengorbit, dan masing-masing punya pendarat; kedua pendarat berhasil mencapai permukaan pada tahun 1976. Viking 1 tetap beroperasi selama enam tahun, sementara Viking 2 selama tiga tahun. Pendarat Viking mengirimkan citra Mars yang berwarna,[127] dan pengorbit memetakan permukaan dengan sangat baik hingga gambarnya masih digunakan hingga sekarang.
Wahana Soviet Phobos 1 dan 2 dikirim ke Mars pada tahun 1988 untuk meneliti Mars dan kedua bolannya. Phobos 1 kehilangan komunikasi dalam perjalanan ke Mars. Phobos 2 berhasil mencitrakan Mars dan Phobos, namun mengalami kegagalan saat akan melepas dua pendaratnya ke permukaan Phobos.[128]
Setelah kegagalan pengorbit Mars Observer pada tahun 1992, misi Mars Global Surveyor berhasil mencapai orbit Mars pada tahun 1997. Misi ini berhasil dan telah menyelesaikan misi pemetaan utamanya pada awal 2001. NASA kehilangan kontak dengan wahana tersebut pada November 2006 pada saat program ketiganya yang diperpanjang. Mars Pathfinder, yang kendaraan penjelajah robotik Sojourner, mendarat di Ares Vallis pada musim panas tahun 1997 dan mengirim kembali banyak citra.[129]
Wahana pendarat Spirit di Mars pada tahun 2004
Wahana pendarat Spirit di Mars pada tahun 2004
Pemandangan dari wahana Phoenix pada tahun 2008
Pemandangan dari wahana Phoenix pada tahun 2008
Wahana pendarat Phoenix tiba di wilayah kutub utara Mars pada 25 Mei 2008.[130] Lengan robotiknya digunakan untuk menggali tanah Mars dan keberadaan es air telah dipastikan pada 20 Juni.[131][132] Misi ditutup pada 10 November 2008 setelah kehilangan kontak.[133]
Misi saat ini
Pengorbit Mars Odyssey milik NASA memasuki orbit Mars pada tahun 2001.[134] Spektrometer Sinar Gamma Odyssey melacaktemu hidrogen yang diduga terkandung di es air Mars.[135]
Misi Mars Express yang diluncurkan European Space Agency (ESA) mencapai Mars pada tahun 2003. Wahana tersebut membawa pendarat Beagle 2, yang mengalami kegagalan saat penurunan dan dinyatakan hilang pada Februari 2004.[136] Pada awal tahun 2004, tim Planetary Fourier Spectrometer mengumumkan bahwa pengorbit telah melacaktemu metana di atmosfer Mars. ESA mengumumkan penemuan aurora di Mars pada Juni 2006.[137]
Pada Januari, 2004, dua wahana penjelajah NASA, yaitu Spirit (MER-A) dan Opportunity (MER-B), mendarat di permukaan Mars. Keduanya telah mencapai atau melebihi tujuan misi mereka. Salah satu penemuan ilmiah yang paling penting adalah bukti keberadaan air pada masa lalu di tempat mendarat kedua wahana tersebut. Badai debu dan angin telah membersihkan panel surya kedua wahana, sehingga lama hidup mereka bertambah.[138]
Pesawat angkasa Mars Reconnaissance Orbiter milik NASA tiba di orbit Mars pada 10 Maret 2006 untuk melakukan penelitian ilmiah selama dua tahun. Pengorbit tersebut akan memetakan daratan dan cuaca Mars dengan tujuan untuk menemukan tempat pendaratan yang layak bagi misi pendarat berikutnya. MRO berhasil mencitrakan longsor di kutub utara Mars pada 3 Maret 2008.[139]
Pesawat angkasa Dawn terbang melewati Mars pada Februari 2009 untuk mendapat bantuan gravitasi dalam perjalanannya menuju 4 Vesta dan 1 Ceres.[140]
Misi gabungan Rusia-Cina, yaitu Phobos-Grunt, telah diluncurkan pada 9 November 2011 dengan tujuan mengambil contoh di Phobos. Namun, misi ini gagal karena pembakaran roketnya mengalami kegagalan, sehingga Phobos-Grunt terdampar di orbit rendah Bumi.[141]
Misi ke depan
Mars Science Laboratory, yang dinamai Curiosity, akan diluncurkan pada tahun 2011. Wahana tersebut lebih besar dan lebih maju dari Mars Exploration Rover, dengan kecepatan 90 m/h. Wahana ini bisa menyimpulkan bahan batuan dari jarak 13 m.[142]
Pada tahun 2008, NASA mengumumkan misi robotik MAVEN yang akan diluncurkan pada tahun 2013 untuk menyediakan keterangan mengenai atmosfer Mars.[143] ESA berencana meluncurkan wahana penjelajah pertamanya ke Mars pada tahun 2018; wahana penjelajah ExoMars mampu menggali tanah hingga 2 m untuk mencari molekul organik.[144]
Misi Finlandia-Rusia, MetNet, akan mendaratkan beberapa kendaraan kecil di Mars untuk mendirikan jaringan pengamatan yang hendak meneliti struktur atmosfer, fisika, dan meteorologi Mars.[145] Misi pendahulu yang menggunakan satu atau beberapa pendarat dijadwalkan diluncurkan pada tahun 2014.[146]
Rencana misi berawak
ESA ingin mengirim manusia ke Mars antara tahun 2030 hingga 2035.[147] Ini akan didahului oleh wahana-wahana yang lebih besar, yang dimulai dengan peluncuran ExoMars[148] dan misi gabungan NASA-ESA untuk mengambil contoh.[149]
Penjelajahan berawak merupakan tujuan jangka panjang visi penjelajahan angkasa Amerika Serikat yang diumumkan pada tahun 2004 oleh Presiden George W. Bush.[150] Pesawat angkasa Orion akan digunakan untuk mengirim manusia ke Bulan pada tahun 2020 sebagai batu loncatan untuk ekspedisi Mars. Pada 28 September 2007, Michael D. Griffin menyatakan bahwa NASA berharap dapat mengirim manusia ke Mars pada tahun 2037.[151]
Mars Direct, misi berbiaya rendah yang diusulkan oleh Robert Zubrin (pendiri Mars Society), akan menggunakan roket kelas Saturn V seperti Space X Falcon X, atau Ares V, untuk melewati pembangunan orbital, pertemuan di orbit rendah Bumi, dan depot bahan bakar Bulan. Sementara itu proposal "Mars to Stay" mengusulkan untuk tidak langsung memulangkan astronot pertama.[152]
Astronomi di Mars
Phobos melewati Matahari pada 10 Maret 2004.
Dengan adanya berbagai wahana pengorbit, pendarat, dan penjelajah, kita dapat mempelajari astronomi dari langit Mars. Meskipun Pohobs tampak seperti 1/3nya diameter sudut Bulan purnama di Bumi, Deimos terlihat seperti bintang, dan hanya sedikit lebih cerah dari Venus yang tampak dari langit Bumi.[153]
Ada juga beberapa fenomena terkenal di Bumi yang juga ada di Mars, seperti meteor dan aurora.[137] Transit Bumi akan terjadi pada 10 November 2084.[154] Transit Merkurius dan Venus juga berlangsung.[155][156]
Pengamatan
Animasi gerak maju mundur tampak Mars seperti yang terlihat dari Bumi pada tahun 2003.
Karena orbit Mars bersifat eksentrik, magnitudo tampaknya dapat beragam antara −3,0 hingga −1,4. Kecerahan minimumnya tercatat sebesar +1,6.[157] Mars biasanya tampak kuning, jingga, atau kemerahan.[158] Saat posisinya kurang tepat, Mars tidak akan terlihat karena tertutup oleh kesilauan Matahari. Saat waktu pengamatannya sedang bagus - yaitu pada interval 15 atau 17 tahun, dan selalu antara akhir Juli hingga akhir September - permukaan Mars dapat terlihat. Bahkan lapisan es kutubnya dapat terlihat meskipun pembesaran teleskopnya rendah.[159]
Saat Mars mendekati oposisi, periode gerak maju mundur dimulai. Planet ini akan tampak bergerak ke arah sebaliknya. Periode ini berlangsung selama 72 hari, dan pada pertengahan gerak ini, Mars akan mencapai kecerahan maksimumnya.[160]
Jarak terdekat
Relatif
Pada periode oposisi, Mars berada di jarak terdekat relatifnya dengan Bumi. Jarak tersebut beragam antara 54[161] hingga 103 juta km karena orbit Mars yang elips.[162] Oposisi Mars terakhir terjadi pada 29 Januari 2010, dan akan berlangsung lagi pada 3 Maret 2012 di jarak 100 juta km.[163] Rata-rata waktu antara oposisi-oposisi Mars (periode sinodik) adalah 780 hari.[164]
Absolut
Pada tanggal 27 Agustus 2003 pukul 9:51:13 UT, Mars berada di posisi terdekatnya dengan Bumi, yaitu 55.758.006 km (0,372719 SA). Saat itu Mars sedang berada satu hari dari oposisinya dan tiga hari dari perihelionnya. Peristiwa tersebut sebelumnya diperkirakan pernah terjadi pada 12 September 57.617 SM, dan selanjutnya akan berlangsung pada tahun 2287.[165] Posisi ini hanya sedikit lebih dekat daripada posisi terdekat lainnya. Contohnya, jarak terdekat pada 22 Agustus 1924 tercatat sebesar 0,37285 SA, dan jarak terdekat pada 24 Agustus 2208 diperkirakan sebesar 0,37279 SA.[105]
Di dunia maya, sebuah surel yang menyatakan bahwa Mars akan berada di posisi terdekatnya dan tampak sebesar Bulan telah menyebar. Surel tersebut hanyalah hoax.[166]
Sejarah pengamatan
Keberadaan Mars di langit malam telah dicatat oleh astronom Mesir. Pada tahun 1534 SM, mereka telah memahami gerak maju mundur planet tersebut.[167] Sementara itu astronom Babilonia telah mencatat posisi dan perilaku planet Mars.[168][169] Pada abad ke-4 SM, Aristoteles mencatat bahwa Mars menghilang di belakang Bulan, sehingga menunjukkan bahwa planet tersebut lebih jauh.[170] Sastra dari Cina Kuno memastikan bahwa Mars telah dikenal oleh astronom Cina sejak abad ke-4 SM.[171] Pada abad ke-5 SM, teks astronomis India Surya Siddhanta memperkirakan diameter Mars.[172]
Selama abad ke-17, Tycho Brahe mengukur paralaks diurnal Mars, yang selanjutnya digunakan Johannes Kepler untuk menghitung jarak relatif ke planet tersebut.[173] Saat teleskop sudah ada, paralaks diurnal Mars diukur kembali untuk menentukan jarak Matahari-Bumi. Hal tersebut pertama kali dilakukan oleh Giovanni Domenico Cassini pada tahun 1672. Pengukuran paralaks awal terhambat oleh kualitas alat pengukuran.[174] Pada tahun 1610, Mars diamati oleh Galileo Galilei, yang merupakan orang pertama yang melihatnya lewat teleskop.[175] Tokoh pertama yang menggambar peta Mars adalah astronom Belanda Christiaan Huygens.[176]
Dalam budaya
Planet ini dinamai dari dewa perang Romawi, Mars. Di peradaban lain, Mars merupakan lambang kejantanan dan kemudaan. Lambang Mars juga digunakan sebagai lambang gender pria.
"Orang Mars cerdas"
Ilustrasi bangsa Mars menyerang Bumi dalam The War of the Worlds karya H.G. Wells.
Pada tahun 1877, astronom Italia Giovanni Schiaparelli menggunakan teleskop sepanjang 22 cm untuk membuat peta detail Mars pertama. Di peta tersebut terdapat fitur yang disebutnya canali. Canali adalah garis panjang di permukaan Mars. Istilah tersebut, yang berarti "saluran", seringkali disalahterjemahkan menjadi "kanal".[177][178] Percival Lowell terpengaruh oleh pengamatan tersebut dan menerbitkan beberapa buku mengenai Mars dan kehidupannya.[179] Ia menulis bahwa "kanal" tersebut dibangun oleh peradaban yang berusaha mengalirkan air dari lapisan es di kutub.[180] Akibatnya, gagasan bahwa Mars dihuni oleh peradaban yang cerdas pun menyebar luas.[181]
Saat ini, pemetaan beresolusi tinggi tidak menunjukkan tanda-tanda keberadaan kehidupan cerdas di permukaan Mars. "Canali" yang diamati pun terbukti hanya ilusi optik. Akan tetapi, spekulasi mengenai kehidupan cerdas di Mars terus berlanjut. Pada tahun 1898, H. G. Wells menulis novel The War of the Worlds, yang berkisah mengenai bangsa Mars yang berupaya melarikan diri dari planet mereka yang mati dengan menyerang Bumi. Adaptasi radionya dengan judul yang sama disiarkan pada tanggal 30 Oktober 1938 oleh Orson Welles, yang menimbulkan kepanikan karena banyak pendengar yang mengira itu sungguhan.[182]
Contoh karya terkenal lainnya adalah The Martian Chronicles yang ditulis oleh Ray Bradbury. Novel tersebut bekisah mengenai pengelana manusia yang tanpa sengaja menghancurkan peradaban Mars. Selain itu, ada juga seri Barsoom karya Edgar Rice Burroughs, Out of the Silent Planet (1938) oleh C. S. Lewis,[183] dan kisah-kisah yang ditulis Robert A. Heinlein sebelum pertengahan tahun 1960-an.[184]
Pengarang Jonathan Swift telah menyebut bulan-bulan Mars sekitar 150 tahun sebelum bulan-bulan itu ditemukan oleh Asaph Hall. Ia mendeskripsikan orbit bulan-bulan tersebut dengan cukup akurat dalam novelnya Gulliver's Travels.[185]
Setelah program Mariner dan Viking menunjukkan citra Mars yang kering dan tanpa kehidupan, spekulasi-spekulasi awal mulai ditinggalkan. Karya yang menggambarkan Mars secara nyata dan akurat pun berkembang. Di antaranya yang paling terkenal adalah trilogi Mars karya Kim Stanley Robinson.[186]
Tema koloni Mars yang memperjuangkan kemerdekaannya merupakan plot utama dalam novel karya Greg Bear, dan juga film Total Recall serta serial televisi Babylon 5. Beberapa permainan video juga memakai elemen tersebut, seperti Red Faction dan Zone of the Enders.
Ciri fisik
Perbandingan ukuran Bumi dan Mars.
Mars memiliki jari-jari sekitar setengah dari jari-jari Bumi. Planet ini kurang padat bila dibandingkan dengan Bumi, dan hanya mempunyai sekitar 15% volume dan 11% massa Bumi. Luas permukaannya lebih kecil dari jumlah wilayah kering di Bumi.[5] Mars lebih besar daripada Merkurius, tetapi Merkurius lebih padat. Akibatnya kedua planet memunyai tarikan gravitasi yang hampir mirip di permukaan—dan tarikan Mars lebih kuat sekitar kurang dari 1%. Ukuran, massa, dan gravitasi permukaan Mars berada "di antara" Bumi dan Bulan (diameter Bulan hanya setengah dari Mars, sementara Bumi dua kalinya; Bumi sembilan kali lebih besar dari Mars, dan Bulan satu per sembilannya). Kenampakan permukaan Mars yang merah-jingga diakibatkan oleh keberadaan besi(III) oksida, yang lebih dikenal dengan nama hematite.[9]
Geologi
Berdasarkan pengamatan orbit dan pemeriksaan terhadap kumpulan meteorit Mars, permukaan Mars terdiri dari basalt. Beberapa bukti menunjukkan bahwa sebagian permukaan Mars memunyai silika yang lebih kaya daripada basalt biasa, dan mungkin mirip dengan batu-batu andesit di Bumi. Sebagian besar permukaan Mars dilapisi oleh debu besi(III) oksida yang memberinya kenampakan merah.[10][11]
Saat ini Mars tidak memunyai medan magnet global,[12] namun hasil pengamatan menunjukkan bahwa sebagian kerak planet termagnetisasi, dan medan magnet global pernah ada pada masa lalu. Salah satu teori yang diumumkan pada tahun 1999 dan diperiksa ulang pada Oktober 2005 (dengan bantuan Mars Global Surveyor) menunjukkan bahwa empat miliar tahun yang lalu, dinamo Mars berhenti berfungsi dan mengakibatkan medan magnetnya menghilang.[13] Ada pula teori bahwa asteroid yang sangat besar pernah menghantam Mars dan mematikan medan magnetnya.[14]
Inti Mars, yang jari-jarinya diperkirakan sebesar 1.480 km, terdiri dari besi dan 14-17% sulfur. Inti besi sulfida ini cair. Lapisan di atas inti Mars adalah mantel silikat yang membentuk banyak objek tektonik dan vulkanik di Mars, tetapi saat ini mantel tersebut sudah tidak aktif. Di atas lapisan mantel adalah kerak, yang ketebalan rata-ratanya sekitar 50 km, dan ketebalan maksimumnya 125 km.[15]
Saat pembentukan Tata Surya, Mars terbentuk dari cakram protoplanet yang mengelilingi Matahari Matahari. Planet ini punya ciri kimia yang berbeda karena letaknya di Tata Surya. Unsur dengan titik didih yang rendah seperti klorin, fosfor, dan sulfur ada dalam jumlah yang lebih besar daripada di Bumi. Unsur-unsur tersebut kemungkinan dihalau dari daerah yang dekat dengan Matahari oleh angin surya muda yang kuat.[16]
Setelah terbentuk, planet-planet melewati masa "Pengeboman Berat Akhir". Bekas tubrukan dari masa tersebut dapat dilihat di 60% permukaan Mars.[17][18][19] 40% permukaan Mars adalah bagian dari cekungan yang diakibatkan oleh tubrukan objek sebesar Pluto empat miliar tahun yang lalu. Cekungan di belahan utara Mars yang membentang sejauh 10.600 km ini kini dikenal dengan nama cekungan Borealis.[7][8][20][21]
Sejarah geologi Mars dapat dibagi menjadi beberapa masa, tetapi berikut adalah tiga masa utama:[22][16]
Masa Noachis (dinamai dari Noachis Terra): Pembentukan permukaan tertua Mars, antara 4,5 miliar hingga 3,5 miliar tahun yang lalu. Permukaan dari masa Noachis dipenuhi kawah tubrukan yang besar. Tonjolan Tharsis, dataran tinggi vulkanik, diduga terbentuk pada masa ini. Pada akhir masa ini banjir besar juga terjadi.
Masa Hesperia (dinamai dari Hesperia Planum): 3,5 miliar tahun yang lalu hingga 2,9–3,3 miliar tahun yang lalu. Masa ini ditandai dengan pembentukan dataran lava.
Masa Amazonis (dinamai dari Amazonis Planitia): 2,9–3,3 miliar tahun yang lalu hingga sekarang. Olympus Mons terbentuk pada periode ini, dan begitu pula aliran lava lain.
Aktivitas geologi masih berlangsung di Mars. Athabasca Valles merupakan tempat mengalirnya lava sejak 200 juta tahun yang lalu. Aliran air di graben Cerberus Fossae muncul sekitar 20 juta tahun yang lalu, yang merupakan tanda-tanda terjadinya intrusi vulkanik.[23] Pada 19 Februari 2008, citra yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter menunjukkan bukti terjadinya longsor di tebing setinggi 700 m.[24]
Tanah
Berdasarkan data dari wahana Phoenix, tanah Mars terdiri dari unsur seperti magnesium, sodium, potasium, dan klorida. Nutrien tersebut dapat ditemui di kebun Bumi dan penting dalam pertumbuhan tanaman.[25] Percobaan yang dilakukan oleh wahana Phoenix menunjukkan bahwa tanah Mars punya pH sebesar 8,3, dan mengandung garam perklorat.[26][27]
Warna bubuk di Tharsis Tholus (di tengah kiri gambar).
Warna bubuk dapat ditemui di seluruh Mars. Seringkali warna bubuk baru muncul di lereng curam kawah, palung, dan lembah. Warna bubuk awalnya berwarna gelap, dan seiring berjalannya waktu, warnanya menjadi semakin menjadi terang. Kadang-kadang warna bubuk muncul dalam ukuran yang kecil, dan lalu melebar hingga ratusan meter. Warna bubuk juga mengikuti tepi batuan. Berdasarkan teori yang banyak diterima, warna bubuk merupakan lapisan tanah gelap di bawah yang muncul karena longsor atau badai debu.[28] Ada pula penjelasan lain, yang melibatkan air, dan bahkan pertumbuhan organisme.[29][30]
Hidrologi
Air tidak dapat bertahan di permukaan Mars karena tekanan atmosfernya yang rendah. Di ketinggian terendah, air masih dapat bertahan dalam waktu yang singkat.[31][32] Dua lapisan es di Mars diduga terdiri dari air.[33][34] Jika dicairkan, volume air di lapisan es kutub selatan mampu melapisi seluruh permukaan planet dengan kedalaman 11 meter.[35] Lapisan permafrost terbentang dari kutub hingga lintang 60°.[33]
Es air dalam jumlah besar diduga terperangkap di bawah lapisan kriosfer Mars. Data dari Mars Express dan Mars Reconnaissance Orbiter menunjukkan keberadaan es air yang besar di kedua kutub (Juli 2005)[36][37] dan lintang tengah (November 2008).[38] Wahana Phoenix secara langsung mengambil sampel es air di Mars pada 31 Juli 2008.[39]
Dari kenampakan permukaan Mars dapat dilihat bahwa air pernah mengalir di permukaan planet tersebut. Saluran banjir besar yang disebut saluran keluar (outflow channel)[40] dapat ditemui di 25 tempat, dan diduga merupakan tanda-tanda terjadinya erosi pada masa lepasnya air dari akuifer di bawah tanah, meskipun struktur tersebut juga diduga diakibatkan oleh glasier atau lava.[41][42] Saluran termuda diduga terbentuk sekitar beberapa juta tahun yang lalu.[43] Di tempat lain, terutama di wilayah tertua permukaan Mars, jaringan lembah yang bercabang menyebar di sepanjang bentang alam. Ciri dan persebaran lembah tersebut menunjukkan bahwa lembah tersebut dibentuk oleh limpasan permukaan yang diakibatkan oleh hujan atau salju pada awal sejarah Mars. Aliran di bawah permukaan dan proses pengikisan tanah dari lereng oleh air tanah yang ada di tepi sungai atau lereng bukit mungkin memainkan peran tambahan di beberapa jaringan, namun hujan kemungkinan merupakan penyebab utama.[44]
Di Mars juga ada ribuan kenampakan di kawah dan dinding lembah yang mirip dengan parit. Parit tersebut biasanya ada di dataran tinggi belahan selatan. Sejumlah penulis menyatakan bahwa proses pembentukannya memerlukan air, kemungkinan dari es yang mencair,[45][46] namun ada pula yang meyakini bahwa es karbon dioksida dan pergerakan debu kering-lah yang membentuknya.[47][48] Parit-parit tersebut sangat muda, bahkan mungkin masih aktif hingga sekarang.[46]
Ciri geologis lain, seperti delta dan kipas alluvial, digunakan sebagai dasar untuk mendukung gagasan bahwa Mars pada awalnya lebih hangat dan basah.[49] Keadaan semacam itu memerlukan keberadaan banyak danau di permukaan, dan untuk itu ada bukti-bukti mineralogis, sedimentalogis, dan geomorfologis.[50] Beberapa penulis bahkan menyatakan bahwa pada masa lalu sebagian besar dataran rendah di utara merupakan samudra, meskipun hal ini masih diperdebatkan.[51]
Bukti lebih lanjut bahwa air pernah ada di permukaan Mars muncul dari pelacaktemuan beberapa mineral tertentu seperti hematit dan goetit, yang kadang-kadang terbentuk saat air ada.[52] Beberapa bukti yang sebelumnya diyakini menunjukkan keberadaan cekungan dan aliran air kuno telah ditampik oleh penilikan beresolusi tinggi oleh Mars Reconnaissance Orbiter.[53] Pada tahun 2004, Opportunity melacaktemu mineral jarosit. Mineral ini hanya terbentuk jika ada air berasam, yang menunjukkan bahwa air pernah ada di Mars.[54]
Lapisan es kutub
Citra lapisan es kutub utara Mars oleh wahana Viking.
Mars punya dua lapisan es kutub permanen. Selama musim dingin di salah satu kutub, lapisan tersebut diselubungi oleh kegelapan, sehingga mendinginkan permukaan dan menyebabkan 25-30% atmosfer mengembun menjadi es CO2 (es kering).[55] Saat Matahari kembali menyinari kutub, CO2 yang membeku menyublim, sehingga menghasilkan angin kencang yang menyapu wilayah kutub dengan kecepatan 400 km/jam. Peristiwa musiman tersebut mengangkut banyak debu dan uap air yang menghasilkan embun beku dan awan cirrus besar. Awan es-air dicitrakan oleh Opportunity pada tahun 2004.[56]
Lapisan es Mars terdiri dari es air. Karbon dioksida beku melapisinya dengan ketebalan satu meter di kutub utara pada musim dingin; sementara di kutub selatan, lapisan es kering tersebut bersifat permanen dengan ketebalan delapan meter.[57] Diameter lapisan es kutub utara tercatat sekitar 1.000 kilometer selama musim panas,[58] dan mengandung sekitar 1,6 juta km kubik es.[59] Lapisan es kutub selatan memunyai diameter sekitar 350 km dan ketebalan 3 km.[60] Total volume es di kutub selatan ditambah lapisannya diperkirakan juga sekitar 1,6 juta km kubik.[61] Di kedua lapisan es terdapat lembang-lembang, yang diduga terbentuk oleh pemanasan Matahari, ditambah dengan penyubliman es dan pengembunan uap air.[62][63]
Pembekuan musiman di beberapa wilayah di dekat lapisan es kutub selatan mengakibatkan pembentukan es kering transparan setebal 1 meter di atas permukaan. Begitu musim semi datang, tekanan dari penyubliman CO2 mengangkat dan memecahkan lapisan tersebut. Akibatnya, terjadi letusan gas CO2 yang bercampur dengan pasir atau debu basalt gelap. Proses ini berlangsung cepat dan tidak biasa dalam geologi Mars. Gas yang bergerak cepat di bawah lapisan ke tempat letusan menghasilkan pola saluran radial yang seperti laba-laba di bawah es.[64][65][66][67]
Geografi
Lembah vulkanik (merah) dan cekungan akibat tubrukan (biru) mendominasi peta topografi Mars ini.
Meskipun dikenang karena memetakan Bulan, Johann Heinrich Mädler dan Wilhelm Beer merupakan para "aerografer" pertama. Mereka merintis bahwa sebagian besar permukaan Mars bersifat permanen, dan menentukan periode rotasi planet. Pada tahun 1840, Mädler memadukan hasil pengamatannya selama sepuluh tahun dan menggambar peta pertama Mars. Daripada memberi nama, Beer dan Mädler menyebut beberapa tempat dengan huruf.[68]
Saat ini, fitur-fitur di Mars dinamai dari berbagai sumber. Fitur albedo dinamai dari mitologi klasik. Nama kawah yang lebih besar dari 60 kilometer (37 mil) berasal dari ilmuwan, penulis, dan tokoh lain yang membantu penelitian Mars. Kawah yang lebih kecil dari 60 km dinamai dari kota dan desa di dunia dengan jumlah penduduk lebih kecil dari 100.000. Lembah besar dinamai dari kata mars atau bintang dalam berbagai bahasa, sementara lembah kecil dari sungai-sungai.[69]
Nama fitur albedo besar tetap dipertahankan, tetapi kadang-kadang diperbaharui untuk melambangkan pengetahuan baru tentang sifat fitur tersebut. Contohnya, Nix Olympica (salju Olympus) diubah menjadi Olympus Mons (Gunung Olympus).[70] Permukaan Mars seperti yang terlihat dari Bumi terbagi menjadi dua macam daerah, dengan albedo yang berbeda. Dataran pucat yang dilapisi debu dan pasir yang kaya akan besi oksida awalnya diduga sebagai 'benua' Mars dan diberi nama seperti Arabia Terra (tanah Arabia) atau Amazonis Planitia (dataran Amazonian). Fitur gelap sebelumnya diduga sebagai laut, sehingga dinamai Mare Erythraeum, Mare Sirenum dan Aurorae Sinus. Fitur gelap terbesar yang dapat terlihat dari Bumi adalah Syrtis Major Planum.[71] Lapisan es kutub utara yang permanen dinamai Planum Boreum, sementara lapisan es kutub selatan disebut Planum Australe.
Khatulistiwa Mars ditetapkan melalui rotasinya, namun letak meridian utamanya ditentukan dengan penetapan titik yang berubah-ubah seperti di Bumi; Mädler dan Beer memilih sebuah garis pada tahun 1830 untuk peta Mars pertama mereka. Setelah wahana Mariner 9 menyajikan citra Mars pada tahun 1972, kawah kecil (nantinya disebut Airy-0) yang terletak di Sinus Meridiani dipilih sebagai tempat bujur 0.0°.[72]
Mars tidak punya samudra sehingga tidak ada 'permukaan laut'. Ketinggian nol harus ditentukan, dan ini disebut areoid[73] Mars, yang sejalan dengan geoid. Ketinggian nol adalah ketinggian yang tekanan atmosfernya 610.5 Pa (6.105 mbar),[74] atau sekitar 0,6% dari tekanan permukaan laut di Bumi (0.006 atm).[75] Tekanan ini sesuai dengan titik tripel air. Praktiknya permukaan ditetapkan secara langsung melalui pengukuran gravitasi satelit.
Citra Kawah Victoria dari Cape Verde yang diabadikan oleh Opportunity.
Topografi tubrukan
Dikotomi topografi Mars cukuplah mengejutkan: dataran utara yang diratakan oleh aliran lava berkebalikan dengan dataran tinggi di selatan yang dipenuhi kawah akibat tubrukan pada masa lalu. Penelitian pada tahun 2008 telah menghasilkan bukti untuk postulat yang diusulkan pada tahun 1980 bahwa belahan utara Mars ditubruk oleh objek dengan ukuran 1/10 hingga 2/3nya Bulan. Jika ini benar, maka belahan utara Mars merupakan kawah tubrukan berukuran 10.600 x 8.500 km, menjadikannya kawah tubrukan terbesar di Tata Surya.[7][8]
Di Mars terdapat sekitar 43.000 kawah dengan diameter 5 km atau lebih besar.[76] Di antaranya yang terbesar adalah kawah Hellas, fitur albedo terang yang terlihat dari Bumi.[77] Massa Mars lebih kecil, sehingga kemungkinan objek bertubrukan dengan planet tersebut sekitar setengahnya Bumi. Planet ini terletak lebih dekat dengan sabuk asteroid, sehingga kemungkinan ditubruk oleh benda dari tempat tersebut meningkat. Mars juga lebih mungkin ditubruk oleh komet berperiode kecil, seperti yang berada di orbit Yupiter.[78] Meskipun begitu, ada lebih sedikit kawah di Mars daripada Bulan karena atmosfer Mars melindunginya dari meteor-meteor kecil. Beberapa kawah memunyai morfologi yang menunjukkan bahwa tanah menjadi basah setelah meteor menubruk.[79]
Situs tektonik
Citra Olympus Mons, gunung tertinggi di Tata Surya.
Gunung berapi perisai Olympus Mons (Gunung Olympus) merupakan gunung tertinggi di Tata Surya.[80] Ketinggiannya mencapai 27 km, atau tiga kali lipat tinggi Gunung Everest yang hanya sekitar 8,8 km.[81] Gunung yang sudah tidak aktif ini terletak di wilayah Tharsis, yang juga merupakan tempat berdirinya beberapa gunung berapi besar lainnya.
Lembah besar Valles Marineris (dalam bahasa Latin berarti Lembah Mariner, juga dikenal dengan nama Agathadaemon di peta kanal lama) memiliki panjang sekitar 4.000 km dan kedalaman hingga 7 km. Panjang Valles Marineris setara dengan panjang Eropa dan terbentang di 1/5 sirkumferensia Mars. Jika dibandingkan, Grand Canyon di Bumi panjangnya hanya 446 km dan kedalamannya hanya 2 km. Valles Marineris terbentuk akibat pembengkakan wilayah Tharsis yang menyebabkan runtuhnya kerak di wilayah Valles Marineris. Lembah besar lainnya adalah Ma'adim Vallis (Ma'adim dalam bahasa Ibrani berarti Mars). Lembah ini memiliki panjang sebesar 700 km, lebar 20 km, dan kedalaman 2 km di beberapa tempat. Kemungkinan Ma'adin Vallis pernah dialiri air pada masa lalu.[82]
Gua
Citra THEMIS yang menunjukkan pintu masuk gua Mars. Gua tersebut secara tidak resmi dinamai (A) Dena, (B) Chloe, (C) Wendy, (D) Annie, (E) Abby (kiri) dan Nikki, dan (F) Jeanne.
Citra dari Thermal Emission Imaging System (THEMIS) di wahana Mars Odyssey telah menunjukkan tujuh pintu masuk gua di belakang gunung berapi Arsia Mons.[83] Gua-gua tersebut, yang dinamai dari orang yang dicintai para penemunya, secara keseluruhan dijuluki "tujuh saudara perempuan."[84] Lebar pintu masuk gua tersebut berkisar antara 100 hingga 252 m. Gua-gua itu diyakini memiliki kedalaman antara 73 hingga 96 m. Cahaya tidak mencapai dasar sebagian besar gua, sehingga kemungkinan gua-gua tersebut bisa lebih dalam lagi. Gua "Dena" merupakan pengecualian; dasarnya dapat dilihat dan kedalamannya tercatat 130 m. Bagian dalam gua tersebut mungkin terlindung dari mikrometeoroid, radiasi ultraviolet, semburan Matahari, dan partikel berenergi tinggi yang menghujani permukaan planet.[85]
Atmosfer
Atmosfer Mars.
Mars kehilangan magnetosfernya 4 miliar tahun yang lalu,[86] sehingga angin surya bisa berhubungan langsung dengan ionosfer, yang mengakibatkan penurunan kepadatan atmosfer dengan mengupas atom-atom dari lapisan luar.[86][87] Dibandingkan dengan Bumi, atmosfer di Mars cukup tipis. Tekanan atmosfer di permukaan berkisar dari 30 Pa di Olympus Mons hingga lebih dari 1.155 Pa di Hellas Planitia, dengan rata-rata tekanan di permukaan 600 Pa.[88] Tekanan permukaan di Mars pada saat terkuatnya sama dengan tekanan yang dapat ditemui di ketinggian 35 km di atas permukaan Bumi.[89] Ketinggian skala atmosfer Mars diperkirakan sekitar 10.8 km,[90] yang lebih tinggi dari Bumi (6 km) karena gravitasi permukaan Mars hanya 38% persen-nya Bumi.
Atmosfer Mars terdiri dari 95% karbon dioksida, 3% nitrogen, 1,6% argon, serta mengandung jejak oksigen dan air.[5] Atmosfernya relatif berdebu dan mengandung partikulat berdiameter 1,5 µm yang memberikan kenampakan kuning kecoklatan di langit Mars saat dilihat dari permukaan.[91]
Metana telah dilacaktemu di atmosfer Mars dengan fraksi mol sekitar 30 ppb.[92][93] Hidrokarbon tersebut muncul dalam plume luas, dan dilepas di wilayah yang berlainan. Di utara pada pertengahan musim panas, plume utama mengandung 19.000 metrik ton metana, dengan kekuatan sumber sekitar 0,6 kilogram per detik.[94][95] Kemungkinan terdapat dua sumber lokal: yang pertama terpusat di dekat 30° U, 260° B, dan yang kedua di dekat 0°, 310° B.[94] Diperkirakan Mars menghasilkan 270 ton metana per tahun.[94][96]
Rentang waktu kehancuran metana diperkirakan paling lama empat tahun Bumi dan paling pendek 0,6 tahun Bumi.[94][97] Pergantian cepat ini merupakan tanda-tanda adanya sumber gas aktif di Mars. Aktivitas vulkanik, tubrukan komet, dan keberadaan bentuk kehidupan mikrobial metanogenik diduga merupakan penyebabnya. Metana dapat pula dihasilkan oleh proses non-biologis yang disebut serpentinisasi[b] yang melibatkan air, karbon dioksida, dan mineral olivin.[98]
Iklim
Mars dari Teleskop Luar Angkasa Hubble 28 Oktober 2005.
Di antara semua planet di Tata Surya, Mars adalah planet yang musimnya paling mirip dengan Bumi. Hal ini diakibatkan oleh miripnya kemiringan sumbu kedua planet. Panjang musim di Mars itu sekitar dua kalinya Bumi karena jarak Mars yang lebih jauh dari Matahari, sehingga tahun di Mars lebih panjang (dua kalinya Bumi). Suhu permukaan Mars berkisar antara −87 °C (−125 °F) pada musim dingin di kutub hingga −5 °C (23 °F) pada musim panas.[31] Luasnya rentang suhu ini diakibatkan oleh ketidakmampuan atmosfer yang tipis untuk menyimpan panas Matahari, tekanan atmosfer yang rendah, dan thermal inertia tanah Mars yang rendah.[99]
Jika Mars punya orbit yang seperti Bumi, musimnya akan mirip dengan Bumi karena sumbu rotasinya mirip dengan Bumi. Eksentrisitas orbit Mars yang relatif besar memberikan pengaruh yang besar. Mars berada di dekat perihelion saat musim panas di belahan selatan dan dingin di utara, dan di dekat aphelion saat musim dingin di belahan selatan adn musim panas di utara. Akibatnya, musim di belahan selatan lebih ekstrem dan musim di utara lebih ringan. Suhu musim panas di selatan lebih hangat 30 °C (54.0 °F) daripada suhu musim panas di utara.[100]
Di Mars juga terdapat badai debu terbesar di Tata Surya. Badai-badai tersebut dapat bervariasi, dari badai di wilayah kecil, hingga badai raksasa yang berkecamuk di seluruh planet. Badai tersebut biasanya terjadi saat Mars berada dekat dengan Matahari. Badai debu ini juga meningkatkan suhu global.[101]
Orbit dan rotasi
Rata-rata jarak Mars dari Matahari itu sekitar 230 juta km (1,5 SA) dan periode orbitalnya 687 hari (Bumi), seperti yang digambarkan oleh jejak merah, sementara orbit Bumi ditunjukkan dengan warna biru.
Rata-rata jarak Mars dari Matahari diperkirakan sekitar 230 juta km (1,5 SA) dan periode orbitalnya 687 hari (Bumi). Hari Matahari (atau sol) di Mars itu sekitar 24 jam, 39 menit, dan 35,244 detik. Tahun Mars sama dengan 1,8809 tahun Bumi, atau 1 tahun, 320 hari, dan 18,2 jam.[5]
Kemiringan sumbu Mars itu sekitar 25,19 derajat, yang mirip dengan kemiringan sumbu Bumi.[5] Akibatnya musim di Mars mirip dengan Bumi, meskipun lamanya dua kali lipat karena tahunnya lebih lama. Saat ini orientasi kutub utara Mars dekat dengan bintang Deneb.[102] Mars telah melewati perihelionnya pada April 2009[103] dan aphelionnya Maret2010.[103] Perihelion berikutnya dilewati pada Maret 2011 dan aphelion selanjutnya Februari 2012.
Mars punya eksentrisitas orbit sekitar 0,09; di antara tujuh planet lainnya di Tata Surya, hanya Merkurius yang menunjukkan eksentrisitas yang besar. Pada masa lalu Mars punya orbit yang lebih bundar daripada sekarang. Sekitar 1,35 juta tahun Bumi yang lalu, Mars punya eksentrisitas sekitar 0,002, yang lebih rendah dari Bumi.[104] Siklus eksentrisitas Mars itu sekitar 96.000 tahun Bumi jika dibandingkan dengan siklus 100.000 tahun planet Bumi.[105] Mars juga punya siklus eksentrisitas yang lebih panjang dengan periode 2,2 juta tahun Bumi. Selama 35.000 tahun terakhir orbit Mars menjadi semakin eksentrik karena pengaruh gravitasi planet lain. Jarak terdekat antara Bumi dan Mars akan terus berkurang selama 25.000 tahun berikutnya.[106]
Satelit alami
Citra Phobos yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter – HiRISE pada 23 Maret 2008
Citra Phobos yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter – HiRISE pada 23 Maret 2008
Deimos pada 21 Februari 2009 (skala gambar di atas tidak sama dengan gambar ini)
Deimos pada 21 Februari 2009 (skala gambar di atas tidak sama dengan gambar ini)
Mars punya dua satelit alami yang relatif kecil, yaitu Phobos dan Deimos. Penangkapan asteroid merupakan hipotesis yang didukung, namun asal usul satelit-satelit tersebut masih belum pasti.[107] Kedua satelit ditemukan pada tahun 1877 oleh Asaph Hall, dan dinamai dari tokoh Phobos (panik/ketakutan) dan Deimos (teror) yang, dalam mitologi Yunani, menemani ayah mereka Ares dalam pertempuran. Ares juga dikenal sebagai Mars oleh orang Romawi.[108][109]
Dari permukaan Mars, pergerakan Phobos dan Deimos tampak sangat berbeda dari Bulan di Bumi. Phobos terbit di barat, tenggelam di timur, dan terbit lagi dalam waktu 11 jam. Deimos, yang berada di luar orbit sinkron-yang membuat periode orbitalnya sama dengan periode rotasi planet-terbit di timur namun sangat pelan. Meskipun periode orbital Deimos itu 30 jam, satelit tersebut butuh 2,7 hari untuk tenggelam di Barat.[110]
Orbit Phobos berada di bawah ketinggian sinkron, sehingga gaya pasang surut dari planet Mars secara bertahap merendahkan orbitnya. Dalam waktu 50 juta tahun satelit tersebut akan menabrak permukaan Mars atau pecah menjadi struktir cincin yang mengitari planet.[110]
Asal usul kedua satelit tersebut tidak banyak diketahui. Albedo yang rendah dan komposisi kondrit karbon di kedua satelit tersebut dianggap mirip dengan asteroid, sehingga mendukung hipotesis penangkapan. Orbit Phobos yang tidak stabil menunjukkan penangkapan yang baru saja terjadi. Akan tetapi keduanya memunyai orbit bundar dan sangat dekat dengan khatulistiwa; hal-hal tersebut tidak biasa untuk objek yang ditangkap dan dinamika penangkapan yang diperlukan untuk itu kompleks. Pertumbuhan pada awal sejarah Mars juga mungkin, namun hipotesis tersebut tidak menjelaskan komposisi yang lebih mirip dengan asteroid daripada Mars sendiri.
Kemungkinan ketiga adalah keterlibatan objek ketiga atau semacam tubrukan.[111] Bukti terbaru menunjukkan Phobos memunyai bagian dalam yang berpori.[112] Selain itu, komposisinya terdiri dari filosilikat dan mineral lain yang diketahui berasal dari Mars.[113] Bukti-bukti ini mendukung hipotesis bahwa Phobos terbentuk dari materi yang berasal dari tubrukan di Mars,[114] yang mirip dengan hipotesis mengenai asal usul Bulan. Meski spektra VNIR satelit-satelit Mars mirip dengan asteroid, spektra inframerah thermal Phobos dilaporkan tidak konsisten dengan kondrit dari kelompok manapun.[113]
Kehidupan
Berdasarkan pemahaman keterhunian planet, planet-planet yang punya air di permukaan merupakan planet yang layak huni. Untuk mencapai hal tersebut, orbit suatu planet harus berada di dalam zona layak huni. Di Tata Surya, zona tersebut terbentang dari setelah Venus hingga poros semi-mayor Mars.[115] Selama perihelion Mars masuk ke wilayah ini, namun atmosfer tipisnya mencegah air bertahan untuk waktu yang lama. Bekas aliran air pada masa lalu menunjukkan potensi keterhunian Mars. Beberapa bukti terbaru memunculkan gagasan bahwa air di permukaan Mars akan terlalu berasam dan bergaram, sehingga sulit mendukung kehidupan.[116]
Kurangnya magnetosfer dan tipisnya atmosfer Mars merupakan tantangan. Di permukaan planet ini tidak banyak terjadi pemindahan panas. Penyekatan terhadap angin surya rendah, sementara tekanan atmosfer Mars tidak cukup untuk mempertahankan air dalam bentuk cair. Planet ini juga hampir, atau bahkan sepenuhnya, mati secara geologis; berakhirnya kegiatan vulkanik menyebabkan berhentinya pendaurulangan bahan kimia dan mineral antara permukaan dengan bagian dalam planet.[117]
Bukti menunjukkan bahwa planet ini dahulu lebih layak huni daripada sekarang, namun masih belum diketahui apakah organisme hidup pernah ada atau tidak. Wahana Viking pada pertengahan tahun 1970an membawa percobaan yang dirancang untuk melacaktemu mikroorganisme di tanah Mars. Percobaan tersebut membuahkan hasil yang positif, termasuk peningkatan sementara CO2 pada saat pemaparan dengan air dan nutrien. Tanda-tanda kehidupan masih dipertentangkan oleh beberapa ilmuwan. Ilmuwan NASA Gilbert Levin menegaskan bahwa Viking telah menemukan kehidupan. Analisis ulang data Viking telah menunjukkan bahwa percobaan Viking tidak cukup mutakhir untuk melacaktemu kehidupan. Percobaan tersebut bahkan bisa membunuh kehidupan.[118] Percobaan yang dilakukan oleh wahana Phoenix menunjukkan bahwa tanah Mars punya pH yang sangat basa, serta mengandung magnesium, sodium, potasium, dan klorida.[119] Nutrien tanah bisa mendukung kehidupan, namun kehidupan masih harus dilindungi dari sinar ultraviolet.[120]
Di laboratorium Johnson Space Center, bentuk-bentuk yang luar biasa telah ditemukan di meteorit Mars ALH84001. Beberapa ilmuwan mengusulkan bahwa bentuk geometrik tersebut mungkin merupakan mikroba Mars yang telah terfosilisasi sebelum meteorit itu terlempar ke angkasa akibat tubrukan meteor 15 juta tahun yang lalu. Asal usul anorganik bentuk-bentuk tersebut juga telah diusulkan.[121]
Metana dan formaldehida yang baru saja dilacaktemu oleh pengorbit Mars diklaim sebagai tanda-tanda kehidupan, karena senyawa kimia tersebut akan segera hilang di atmosfer Mars.[122][123] Ada kemungkinan bahwa senyawa tersebut dihasilkan oleh aktivitas vulkanis dan geologis, seperti serpentinisasi.[124]
Penjelajahan
Citra yang diambil wahana pendarat Viking 1 pada Februari 1978
Lusinan wahana antariksa telah dikirim ke Mars oleh Uni Soviet, Amerika Serikat, beberapa negara Eropa, dan Jepang, dengan tujuan untuk meneliti permukaan, iklim, dan geologi planet itu. Pada tahun 2008, biaya pengiriman barang dari permukaan Bumi ke Mars diperkirakan sebesar $309.000 per kilogram.[125]
Wahana yang saat ini sedang aktif di Mars (2011) adalah Mars Reconnaissance Orbiter (sejak 2006), Mars Express (sejak 2003), Mars Odyssey 2001 (sejak 2001), dan Opportunity (sejak 2004). Misi yang baru saja selesai adalah Mars Global Surveyor (1997–2006) dan Spirit (2004–2010).
Kira-kira 2/3 wahana angkasa yang ditujukan ke Mars telah gagal dalam misinya. Pada abad ke-21 kegagalan lebih jarang terjadi.[124] Kegagalan misi biasanya diakibatkan oleh masalah teknis, seperti kegagalan atau kehilangan komunikasi atau kesalahan rancangan, yang seringkali diakibatkan oleh kurangnya pendanaan atau ketidakcakapan pelaksana misi.[124] Kegagalan tersebut telah menyebabkan munculnya satir yang menyalahkan "Segitiga Bermuda" di antara Bumi-Mars, "Kutukan" Mars, atau "Setan Galaktik Raksasa" (Great Galactic Ghoul) yang memakan wahana antariksa Mars.[124] Misi-misi yang baru saja gagal contohnya adalah Beagle 2 (2003), Mars Climate Orbiter (1999), dan Mars 96 (1996).
Misi sebelumnya
Pendarat Mars 3 di perangko Soviet tahun 1972.
Mars pertama kali dikitari pada 14-15 Juli 1965 oleh wahana Mariner 4. Pada 14 November 1971, Mariner 9 menjadi pesawat angkasa pertama yang mengorbit planet lain.[126] Objek pertama yang berhasil mendarat di permukaan Mars adalah dua wahana Soviet: Mars 2 pada 27 November dan Mars 3 pada 2 Desember 1971, namun keduanya kehilangan komunikasi setelah mendarat. Pada tahun 1975 NASA meluncurkan program Viking yang terdiri dari dua pengorbit, dan masing-masing punya pendarat; kedua pendarat berhasil mencapai permukaan pada tahun 1976. Viking 1 tetap beroperasi selama enam tahun, sementara Viking 2 selama tiga tahun. Pendarat Viking mengirimkan citra Mars yang berwarna,[127] dan pengorbit memetakan permukaan dengan sangat baik hingga gambarnya masih digunakan hingga sekarang.
Wahana Soviet Phobos 1 dan 2 dikirim ke Mars pada tahun 1988 untuk meneliti Mars dan kedua bolannya. Phobos 1 kehilangan komunikasi dalam perjalanan ke Mars. Phobos 2 berhasil mencitrakan Mars dan Phobos, namun mengalami kegagalan saat akan melepas dua pendaratnya ke permukaan Phobos.[128]
Setelah kegagalan pengorbit Mars Observer pada tahun 1992, misi Mars Global Surveyor berhasil mencapai orbit Mars pada tahun 1997. Misi ini berhasil dan telah menyelesaikan misi pemetaan utamanya pada awal 2001. NASA kehilangan kontak dengan wahana tersebut pada November 2006 pada saat program ketiganya yang diperpanjang. Mars Pathfinder, yang kendaraan penjelajah robotik Sojourner, mendarat di Ares Vallis pada musim panas tahun 1997 dan mengirim kembali banyak citra.[129]
Wahana pendarat Spirit di Mars pada tahun 2004
Wahana pendarat Spirit di Mars pada tahun 2004
Pemandangan dari wahana Phoenix pada tahun 2008
Pemandangan dari wahana Phoenix pada tahun 2008
Wahana pendarat Phoenix tiba di wilayah kutub utara Mars pada 25 Mei 2008.[130] Lengan robotiknya digunakan untuk menggali tanah Mars dan keberadaan es air telah dipastikan pada 20 Juni.[131][132] Misi ditutup pada 10 November 2008 setelah kehilangan kontak.[133]
Misi saat ini
Pengorbit Mars Odyssey milik NASA memasuki orbit Mars pada tahun 2001.[134] Spektrometer Sinar Gamma Odyssey melacaktemu hidrogen yang diduga terkandung di es air Mars.[135]
Misi Mars Express yang diluncurkan European Space Agency (ESA) mencapai Mars pada tahun 2003. Wahana tersebut membawa pendarat Beagle 2, yang mengalami kegagalan saat penurunan dan dinyatakan hilang pada Februari 2004.[136] Pada awal tahun 2004, tim Planetary Fourier Spectrometer mengumumkan bahwa pengorbit telah melacaktemu metana di atmosfer Mars. ESA mengumumkan penemuan aurora di Mars pada Juni 2006.[137]
Pada Januari, 2004, dua wahana penjelajah NASA, yaitu Spirit (MER-A) dan Opportunity (MER-B), mendarat di permukaan Mars. Keduanya telah mencapai atau melebihi tujuan misi mereka. Salah satu penemuan ilmiah yang paling penting adalah bukti keberadaan air pada masa lalu di tempat mendarat kedua wahana tersebut. Badai debu dan angin telah membersihkan panel surya kedua wahana, sehingga lama hidup mereka bertambah.[138]
Pesawat angkasa Mars Reconnaissance Orbiter milik NASA tiba di orbit Mars pada 10 Maret 2006 untuk melakukan penelitian ilmiah selama dua tahun. Pengorbit tersebut akan memetakan daratan dan cuaca Mars dengan tujuan untuk menemukan tempat pendaratan yang layak bagi misi pendarat berikutnya. MRO berhasil mencitrakan longsor di kutub utara Mars pada 3 Maret 2008.[139]
Pesawat angkasa Dawn terbang melewati Mars pada Februari 2009 untuk mendapat bantuan gravitasi dalam perjalanannya menuju 4 Vesta dan 1 Ceres.[140]
Misi gabungan Rusia-Cina, yaitu Phobos-Grunt, telah diluncurkan pada 9 November 2011 dengan tujuan mengambil contoh di Phobos. Namun, misi ini gagal karena pembakaran roketnya mengalami kegagalan, sehingga Phobos-Grunt terdampar di orbit rendah Bumi.[141]
Misi ke depan
Mars Science Laboratory, yang dinamai Curiosity, akan diluncurkan pada tahun 2011. Wahana tersebut lebih besar dan lebih maju dari Mars Exploration Rover, dengan kecepatan 90 m/h. Wahana ini bisa menyimpulkan bahan batuan dari jarak 13 m.[142]
Pada tahun 2008, NASA mengumumkan misi robotik MAVEN yang akan diluncurkan pada tahun 2013 untuk menyediakan keterangan mengenai atmosfer Mars.[143] ESA berencana meluncurkan wahana penjelajah pertamanya ke Mars pada tahun 2018; wahana penjelajah ExoMars mampu menggali tanah hingga 2 m untuk mencari molekul organik.[144]
Misi Finlandia-Rusia, MetNet, akan mendaratkan beberapa kendaraan kecil di Mars untuk mendirikan jaringan pengamatan yang hendak meneliti struktur atmosfer, fisika, dan meteorologi Mars.[145] Misi pendahulu yang menggunakan satu atau beberapa pendarat dijadwalkan diluncurkan pada tahun 2014.[146]
Rencana misi berawak
ESA ingin mengirim manusia ke Mars antara tahun 2030 hingga 2035.[147] Ini akan didahului oleh wahana-wahana yang lebih besar, yang dimulai dengan peluncuran ExoMars[148] dan misi gabungan NASA-ESA untuk mengambil contoh.[149]
Penjelajahan berawak merupakan tujuan jangka panjang visi penjelajahan angkasa Amerika Serikat yang diumumkan pada tahun 2004 oleh Presiden George W. Bush.[150] Pesawat angkasa Orion akan digunakan untuk mengirim manusia ke Bulan pada tahun 2020 sebagai batu loncatan untuk ekspedisi Mars. Pada 28 September 2007, Michael D. Griffin menyatakan bahwa NASA berharap dapat mengirim manusia ke Mars pada tahun 2037.[151]
Mars Direct, misi berbiaya rendah yang diusulkan oleh Robert Zubrin (pendiri Mars Society), akan menggunakan roket kelas Saturn V seperti Space X Falcon X, atau Ares V, untuk melewati pembangunan orbital, pertemuan di orbit rendah Bumi, dan depot bahan bakar Bulan. Sementara itu proposal "Mars to Stay" mengusulkan untuk tidak langsung memulangkan astronot pertama.[152]
Astronomi di Mars
Phobos melewati Matahari pada 10 Maret 2004.
Dengan adanya berbagai wahana pengorbit, pendarat, dan penjelajah, kita dapat mempelajari astronomi dari langit Mars. Meskipun Pohobs tampak seperti 1/3nya diameter sudut Bulan purnama di Bumi, Deimos terlihat seperti bintang, dan hanya sedikit lebih cerah dari Venus yang tampak dari langit Bumi.[153]
Ada juga beberapa fenomena terkenal di Bumi yang juga ada di Mars, seperti meteor dan aurora.[137] Transit Bumi akan terjadi pada 10 November 2084.[154] Transit Merkurius dan Venus juga berlangsung.[155][156]
Pengamatan
Animasi gerak maju mundur tampak Mars seperti yang terlihat dari Bumi pada tahun 2003.
Karena orbit Mars bersifat eksentrik, magnitudo tampaknya dapat beragam antara −3,0 hingga −1,4. Kecerahan minimumnya tercatat sebesar +1,6.[157] Mars biasanya tampak kuning, jingga, atau kemerahan.[158] Saat posisinya kurang tepat, Mars tidak akan terlihat karena tertutup oleh kesilauan Matahari. Saat waktu pengamatannya sedang bagus - yaitu pada interval 15 atau 17 tahun, dan selalu antara akhir Juli hingga akhir September - permukaan Mars dapat terlihat. Bahkan lapisan es kutubnya dapat terlihat meskipun pembesaran teleskopnya rendah.[159]
Saat Mars mendekati oposisi, periode gerak maju mundur dimulai. Planet ini akan tampak bergerak ke arah sebaliknya. Periode ini berlangsung selama 72 hari, dan pada pertengahan gerak ini, Mars akan mencapai kecerahan maksimumnya.[160]
Jarak terdekat
Relatif
Pada periode oposisi, Mars berada di jarak terdekat relatifnya dengan Bumi. Jarak tersebut beragam antara 54[161] hingga 103 juta km karena orbit Mars yang elips.[162] Oposisi Mars terakhir terjadi pada 29 Januari 2010, dan akan berlangsung lagi pada 3 Maret 2012 di jarak 100 juta km.[163] Rata-rata waktu antara oposisi-oposisi Mars (periode sinodik) adalah 780 hari.[164]
Absolut
Pada tanggal 27 Agustus 2003 pukul 9:51:13 UT, Mars berada di posisi terdekatnya dengan Bumi, yaitu 55.758.006 km (0,372719 SA). Saat itu Mars sedang berada satu hari dari oposisinya dan tiga hari dari perihelionnya. Peristiwa tersebut sebelumnya diperkirakan pernah terjadi pada 12 September 57.617 SM, dan selanjutnya akan berlangsung pada tahun 2287.[165] Posisi ini hanya sedikit lebih dekat daripada posisi terdekat lainnya. Contohnya, jarak terdekat pada 22 Agustus 1924 tercatat sebesar 0,37285 SA, dan jarak terdekat pada 24 Agustus 2208 diperkirakan sebesar 0,37279 SA.[105]
Di dunia maya, sebuah surel yang menyatakan bahwa Mars akan berada di posisi terdekatnya dan tampak sebesar Bulan telah menyebar. Surel tersebut hanyalah hoax.[166]
Sejarah pengamatan
Keberadaan Mars di langit malam telah dicatat oleh astronom Mesir. Pada tahun 1534 SM, mereka telah memahami gerak maju mundur planet tersebut.[167] Sementara itu astronom Babilonia telah mencatat posisi dan perilaku planet Mars.[168][169] Pada abad ke-4 SM, Aristoteles mencatat bahwa Mars menghilang di belakang Bulan, sehingga menunjukkan bahwa planet tersebut lebih jauh.[170] Sastra dari Cina Kuno memastikan bahwa Mars telah dikenal oleh astronom Cina sejak abad ke-4 SM.[171] Pada abad ke-5 SM, teks astronomis India Surya Siddhanta memperkirakan diameter Mars.[172]
Selama abad ke-17, Tycho Brahe mengukur paralaks diurnal Mars, yang selanjutnya digunakan Johannes Kepler untuk menghitung jarak relatif ke planet tersebut.[173] Saat teleskop sudah ada, paralaks diurnal Mars diukur kembali untuk menentukan jarak Matahari-Bumi. Hal tersebut pertama kali dilakukan oleh Giovanni Domenico Cassini pada tahun 1672. Pengukuran paralaks awal terhambat oleh kualitas alat pengukuran.[174] Pada tahun 1610, Mars diamati oleh Galileo Galilei, yang merupakan orang pertama yang melihatnya lewat teleskop.[175] Tokoh pertama yang menggambar peta Mars adalah astronom Belanda Christiaan Huygens.[176]
Dalam budaya
Planet ini dinamai dari dewa perang Romawi, Mars. Di peradaban lain, Mars merupakan lambang kejantanan dan kemudaan. Lambang Mars juga digunakan sebagai lambang gender pria.
"Orang Mars cerdas"
Ilustrasi bangsa Mars menyerang Bumi dalam The War of the Worlds karya H.G. Wells.
Pada tahun 1877, astronom Italia Giovanni Schiaparelli menggunakan teleskop sepanjang 22 cm untuk membuat peta detail Mars pertama. Di peta tersebut terdapat fitur yang disebutnya canali. Canali adalah garis panjang di permukaan Mars. Istilah tersebut, yang berarti "saluran", seringkali disalahterjemahkan menjadi "kanal".[177][178] Percival Lowell terpengaruh oleh pengamatan tersebut dan menerbitkan beberapa buku mengenai Mars dan kehidupannya.[179] Ia menulis bahwa "kanal" tersebut dibangun oleh peradaban yang berusaha mengalirkan air dari lapisan es di kutub.[180] Akibatnya, gagasan bahwa Mars dihuni oleh peradaban yang cerdas pun menyebar luas.[181]
Saat ini, pemetaan beresolusi tinggi tidak menunjukkan tanda-tanda keberadaan kehidupan cerdas di permukaan Mars. "Canali" yang diamati pun terbukti hanya ilusi optik. Akan tetapi, spekulasi mengenai kehidupan cerdas di Mars terus berlanjut. Pada tahun 1898, H. G. Wells menulis novel The War of the Worlds, yang berkisah mengenai bangsa Mars yang berupaya melarikan diri dari planet mereka yang mati dengan menyerang Bumi. Adaptasi radionya dengan judul yang sama disiarkan pada tanggal 30 Oktober 1938 oleh Orson Welles, yang menimbulkan kepanikan karena banyak pendengar yang mengira itu sungguhan.[182]
Contoh karya terkenal lainnya adalah The Martian Chronicles yang ditulis oleh Ray Bradbury. Novel tersebut bekisah mengenai pengelana manusia yang tanpa sengaja menghancurkan peradaban Mars. Selain itu, ada juga seri Barsoom karya Edgar Rice Burroughs, Out of the Silent Planet (1938) oleh C. S. Lewis,[183] dan kisah-kisah yang ditulis Robert A. Heinlein sebelum pertengahan tahun 1960-an.[184]
Pengarang Jonathan Swift telah menyebut bulan-bulan Mars sekitar 150 tahun sebelum bulan-bulan itu ditemukan oleh Asaph Hall. Ia mendeskripsikan orbit bulan-bulan tersebut dengan cukup akurat dalam novelnya Gulliver's Travels.[185]
Setelah program Mariner dan Viking menunjukkan citra Mars yang kering dan tanpa kehidupan, spekulasi-spekulasi awal mulai ditinggalkan. Karya yang menggambarkan Mars secara nyata dan akurat pun berkembang. Di antaranya yang paling terkenal adalah trilogi Mars karya Kim Stanley Robinson.[186]
Tema koloni Mars yang memperjuangkan kemerdekaannya merupakan plot utama dalam novel karya Greg Bear, dan juga film Total Recall serta serial televisi Babylon 5. Beberapa permainan video juga memakai elemen tersebut, seperti Red Faction dan Zone of the Enders.
Perkembangan Model Atom Dalton, Thomson, Rutherford, Niels Bohr
Pembaca blog kita Perkembangan Model Atom Dalton Thomson Rutherford Niels bohr, Model Atom Thomson, Model Atom Rutherford, Model Atom Niels Bohr, apa bunyi hukum sistem periodik unsur, apa kekurangan sistem periodik, apa kelebihan dan kekurangan dari teori , apa kelebihan dan kelemahan teori mekanika kuantum, teori atom modern, apa kelebihan dari teori atom niels, apa kelebihan teori model atom modern, apa kelemahan dan kelebihan penggolongan unsur, Pengembangan Model Atom.
Perkembangan Model Atom
Konsep atom pertama kali dikemukakan oleh Demokritos yang tidak didukung oleh eksperimen yang meyakinkan, sehingga tidak dapat diterima oleh beberapa ahli ilmu pengetahuan dan filsafat. Pengembangan konsep atom-atom secara ilmiah dimulai oleh John Dalton (1805), kemudian dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911) dan disempurnakan oleh Bohr (1914).
4 Pengembangan Model Atom
Model Atom Dalton, John Dalton mengemukakan hipotesa tentang atom berdasarkan hukum kekekalan massa (Lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (Proust).
Teori yang diusulkan Dalton:
Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.
Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti ada tolak peluru. Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Bagaimana mungkin suatu bola pejal dapat menghantarkan listrik, padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menyebabkan terjadinya daya hantar listrik.
Model Atom Thomson
Kelemahan dari Dalton diperbaiki oleh JJ. Thomson, eksperimen yang dilakukannya tabung sinar kotoda. Hasil eksperimennya menyatakan ada partikel bermuatan negatif dalam atom yang disebut elektron. Thomson mengusulkan model atom seperti roti kismis atau kue onde-onde. Suatu bola pejal yang permukaannya dikelilingi elektron dan partikel lain yang bermuatan positif sehingga atom bersifat netral.
Kelemahan model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
Model Atom Rutherford, Eksperimen yang dilakukan Rutherford adalah penembakan lempeng tipis dengan partikel alpha. Ternyata partikel itu ada yang diteruskan, dibelokkan atau dipantulkan. Berarti di dalam atom terdapat susunan-susunan partikel bermuatan positif dan negatif.
Hipotesa dari Rutherford adalah atom yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom. Model atom Rutherford seperti tata surya.
Kelemahan dari Rutherford tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama – kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti
Ambilah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama kelamaan putarannya akan pelan dan akan mengenai kepala Anda karena putarannya lemah dan Anda pegal memegang tali tersebut. Karena Rutherford adalah telah dikenalkan lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.
Model Atom Niels Bohr
Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr dengan percobaannya menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis.
Hipotesis Bohr adalah :
Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.
Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang.
Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah maka akan memancarkan energi.
Kelebihan atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron. Kelemahan model atom ini adalah: tidak dapat menjelaskan spekrum warna dari atom berelektron banyak. Sehingga diperlukan model atom yang lebih sempurna dari model atom Bohr.
SEJARAH HARI LAHIRNYA KOTA JAKARTA
Oleh A.Heuken (Dalam rangka menyambut ultah Jakarta ke 470)
Awal mula berdirinya beberapa kerajaan dan kota besar di bumi ini diliputi mitos. Kekosongan data sejarah diisi dengan cerita legendaris. Demikian halnya dengan Roma, yang katanya didirikan oleh Romulus dan Remus, kakak-beradik yang dibesarkan oleh seekor serigala. Demikian juga diceritakan tentang negeri Matahari Terbit yang dikaitkan dengan keturunan dewi matahari, yang sampai kini menghiasi bendera kebangsaan Jepang. Menimbulkan polemik
Rupanya mitos semacam ini meliputi pula asal usul atau lahirnya Kota Jakarta, ibu kota tertua dari semua negara di Asia Tenggara, walaupun belum begitu tua jika dibandingkan dengan kota seperti Kyoto dan Thang-Long atau Hanoi umpamanya. Kalau demikian, atas dasar apa warga Jakarta merayakan hari jadinya yang ke-470 pada tahun ini? Sejarawan Abdurrachman Suryomomihardjo mengomentari keputusan Walikota Jakarta Sudiro (1953 - 1958) tentang hari jadi Jakarta sebagai "kemenangan Sudiro" yang berlandaskan "kemenangan Fatahillah" yang pastinya tidak kita ketahui. Pada tahun '50-an perdebatan tentang asal usul Jakarta memuncak dalam perang pena dua mahaguru, yaitu Dr. Soekanto dan Dr. Hussein Djajadiningrat. Polemik ini pun sudah menjadi sejarah yang dilupakan oleh sebagian besar penghuni Jakarta, yang dibuai terus dengan karangan-karangan resmi yang menampakkan asal usul ibu kota dengan begitu gamblang. Namun belum begitu lama Dr. Slametmulyana masih berpegang pada tesis bahwa nama Ja(ya)karta diturunkan dari nama adipatinya yang ketiga, yaitu Pangeran Jayawikarta, yang membela kotanya terhadap J.P. Coen, pendiri Batavia (1619), namun dikalahkan oleh saingannya dari Banten. Di balik berbagai teori yang kurang pasti ini apa yang pasti? Apa yang terbukti? Pertama, dokumen-dokumen tertua menyebutkan suatu permukiman di mulut Ciliwung bukan dengan nama Ja(ya)karta, melainkan Sunda Calapa. Dokumen tertua yang menyebut nama ini adalah Summa Oriental karangan Tome Pires, yang memuat laporan kunjungannya dari tahun 1512/15. Apakah Ma Huan, penulis laporan pelayaran armada Laksamana Zheng-Ho, yang kapal-kapalnya mengunjungi Pantai Ancol pada awal abad XV, mengenal Chia liu-pa (atau Calapa) belum dapat dipastikan kebenarannya. Direbut pasukan Cirebon Sebutan Sunda Calapa dipakai terus sampai pertengahan abad XVI (misalnya oleh A. Nunez, Lyro do pesos Ymdia, 1554) dan dimuat pada peta-peta Asia sampai awal abad XVII. Nama Ja(ya)karta untuk pertama kalinya disebutkan dalam suatu dokumen tertulis, yang berasal dari sekitar tahun 1553, yakni dalam karangan sejarawan Barros, yang berjudul Da Asia: Pulau Sunda adalah negeri yang di pedalaman lebih bergunung-gunung daripada Jawa dan mempunyai enam pelabuhan terkemuka, (Cimanuk) Chiamo di ujung pulau ini, Xacatara dengan nama lain (Karawang) Caravam, (Xacatara por outro nome Caravam), (Tangerang) Tangaram, (Cigede) Cheguide, (Pontang) Pontang dan (Banten) Bintam. Inilah tempat-tempat yang ramai lalu lintas akibat perniagaan di Jawa seperti pula di Malaka dan Sumatra .... (Barros, Da Asia decada IV, liv. 1, Cap XII, hlm. 77) . Jao de Barros (1496 - 1570) bekerja di Casa da India (1532 -1568) di Lisabon, tempat segala laporan dari Asia diterima dan diarsipkan. Meskipun karangannya tentang Asia Tenggara dari tahun 1553 menunjukkan keadaan yang sedikit lebih tua, kita tidak tahu persisnya dari tahun berapa. Karena itu nama Ja(ya)karta (dalam segala ejaannya) tidak terdokumentasi sebelum tahun 1550. Dokumen Indonesia pertama yang memakai sebutan "Jakarta" tidak mungkin berasal dari sebelum tahun 1602. Dokumen ini merupakan suatu "piagam" dari Banten, yang ditemukan van der Tuuk (1870). Meski demikian, nama Sunda Calapa tetap dipergunakan juga sampai akhir abad XVI, bahkan dalam berita pelayaran Belanda dari akhir abad itu. Walaupun tidak dapat diketahui dari sumber sezaman, kapan pelabuhan di mulut S. Ciliwung itu berganti nama dan mungkin juga penduduknya, bisa dipastikan dari berbagai sumber Portugis (misalnya J. de Barros, F.L. Castaheda, G. Correa), yaitu pada akhir tahun 1526 atau awal 1527. Sunda Calapa direbut dari kekuasaan kerajaan Hindu Sunda oleh pasukan Islam dari Cirebon. Awak kapal Portugis yang dipimpin D. de Coelho dan terdampar di Pantai Sunda Calapa dibunuh dan dipukul mundur oleh penguasa baru . Maka, 470 tahun yang lalu pasti terjadi perubahan besar di daerah yang sekarang disebut "Kota". Sunda Calapa (sampai 1526/27) maupun Jayakarta (1527 - 1619) terletak di sebelah selatan suatu garis yang dibentuk oleh rel kereta api dan jalan tol baru sedikit di sebelah utara Hotel Omni Batavia sekarang. Maka pasukan Cirebon yang dipimpin oleh Sunan Gunung Jati sebagai sekutu (atau bawahan?) Kesultanan Demak mendarat di pantai yang terbentang kurang lebih pada garis tersebut. Mungkin juga ia menyerang Sunda Calapa melewati daratan dari arah Marunda. Hal ini agak sulit, karena pada zaman itu daerah antara Marunda dan Kota masih penuh hutan lebat serta rawa-rawa yang banyak buayanya. Mitos, legenda, atau hanya cerita? Masalah siapa yang memimpin tentara koalisi Cirebon-Demak-Banten melawan raja Pajajaran belum terpecahkan dengan tuntas. Rupanya hal ini tidak mungkin terungkap, karena dokumen sejarah dari masa itu tidak ada, baik yang berbentuk tulisan maupun benda sejarah. Nilai sejarah cerita Purwaka Tjaruban Nagari, yang pengarangnya menyebut diri Pangeran Aria Tjarbon masih diperdebatkan oleh para sejarawan. Naskah dari sekitar tahun 1720 ini telah beredar sejak awal abad XIX di luar lingkungan Keraton Cirebon. Belum ada edisi kritis dari naskah penting ini, apalagi mengenai kitab sumbernya, yang disebutkan pada halaman terakhir yakni naskah Negarakertabumi. Purwaka Tjaruban Nagari bukan dokumen dari zaman Jakarta didirikan, maka pengetahuan tentang sumbernya penting. Selain itu naskah ini penuh cerita ajaib dan bagian-bagian yang memperlihatkan kepentingan pihak Cirebon pada waktu itu. Atas dasar yang secara halus dapat disebut ketidakpastian itu dibangun suatu sejarah tentang tokoh "pendiri" Jakarta, yaitu Fatahillah. Keberadaan dan peran penting seseorang yang muncul dalam aneka sumber sejarah sebagai Tagaril, Fadilah Khan, Falatehan atau Fatahillah, tak dapat disangsikan. Namun identitas dan kegiatan tokoh dari Pasai (Sumatra Utara) itu belum jelas betul. Karangan dan seminar sejarawan Indonesia dan luar negeri masih tetap bergumul tentang siapakah Fatahillah, orang Gujarat keturunan Arab itu. Mengingat keadaan sumber-sumber sejarah yang sulit ditemukan, bahkan harus dikatakan hampir nihil, maka pada awal berdirinya Kota yang dinamai Jayakarta itu akan tetap diliputi kabut, sehingga mitos dengan leluasa dapat berkembang, dipelihara, bahkan diresmikan. Nasib ini memang bukan hanya khas Jakarta. Memang sejarah yang kritis kadang kala menyajikan kejadian historis sebagai peristiwa yang bercorak agak biasa, sedangkan mitos, legenda, dan cerita dengan leluasa dapat membakar imajinasi dan semangat. Tetapi ini bukan maksud sejarah yang ingin mengenal kenyataan dan menafsirkannya. Apakah menginjak abad XXI ini orang akan puas dengan mitos ataukah mereka ingin mengetahui kebenaran? Kapankah akan terbit sejarah Jakarta yang kritis? Apakah sudah waktunya? Sudah mungkinkah dengan mengingat nasib aneka buku kritis yang muncul akhir-akhir ini? Jakarta yang merayakan hari ulang tahun ke-470 sepantasnya memiliki kajian sejarahnya, yang realistis serta ilmiah. Walaupun masa awal dan sejarah berikutnya akan tampak agak biasa, sejarah seperti ini diperlukan untuk membangun suatu rasa memiliki warga kota pada pergantian abad ini yang tidak lama lagi akan berlangsung. Mitos dan legenda tetap berfungsi, namun tidak memadai sebagai landasan pembangunan masa depan suatu masyarakat yang peduli pada nasib kotanya dan peninggalan-peninggalan sejarahnya.
Teori Asal usul Terbentuknya Tata Surya dan Bumi
Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan
akan terjadi evolusi teori pembentukan
tata surya dan bumi. Perbedaan pendapat dan
kontroversi pasti akan terjadi dalam menyikapi
fenomena alam semesta yang masih sangat
misterius. Berbagai teori sejak jaman dulu hingg jaman modern diungkapkan untuk mengetahui asal usul terjadinya tata surya dan bumi.
Tata Surya adalah kumpulan benda langit yang terdiri atas sebuah bintang yang disebut Matahari dan semua objek yang terikat oleh gaya gravitasinya. Objek-objek tersebut termasuk delapan buah planet yang sudah diketahui dengan orbit berbentuk elips, lima planet kerdil/katai, 173 satelit alami yang telah diidentifikasi[b], dan jutaan benda langit (meteor, asteroid, komet) lainnya.
Tata Surya terbagi menjadi Matahari, empat planet bagian dalam, sabuk asteroid, empat planet bagian luar, dan di bagian terluar adalah Sabuk Kuiper dan piringan tersebar. Awan Oort diperkirakan terletak di daerah terjauh yang berjarak sekitar seribu kali di luar bagian yang terluar.
Berdasarkan jaraknya dari matahari, kedelapan planet Tata Surya ialah Merkurius (57,9 juta km), Venus (108 juta km), Bumi (150 juta km), Mars (228 juta km), Yupiter (779 juta km), Saturnus (1.430 juta km), Uranus (2.880 juta km), dan Neptunus (4.500 juta km). Sejak pertengahan 2008, ada lima obyek angkasa yang diklasifikasikan sebagai planet kerdil. Orbit planet-planet kerdil, kecuali Ceres, berada lebih jauh dari Neptunus. Kelima planet kerdil tersebut ialah Ceres (415 juta km. di sabuk asteroid; dulunya diklasifikasikan sebagai planet kelima), Pluto (5.906 juta km.; dulunya diklasifikasikan sebagai planet kesembilan), Haumea (6.450 juta km), Makemake (6.850 juta km), dan Eris (10.100 juta km). Enam dari kedelapan planet dan tiga dari kelima planet kerdil itu dikelilingi oleh satelit alami, yang biasa disebut dengan “bulan” sesuai dengan Bulan atau satelit alami Bumi. Masing-masing planet bagian luar dikelilingi oleh cincin planet yang terdiri dari debu dan partikel lain.
Bumi adalah planet ketiga dari delapan planet dalam Tata Surya. Diperkirakan usianya mencapai 4,6 milyar tahun. Jarak antara Bumi dengan matahari adalah 149.6 juta kilometer atau 1 AU (Inggris: astronomical unit). Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer) yang melindung permukaan Bumi dari angin matahari, sinar ultraungu, dan radiasi dari luar angkasa. Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian sekitar 700 kilometer. Lapisan udara ini dibagi menjadi Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer.
Berbagai teori asal usul terjadinya Bumi dan Tata Surya
Hal utama yang dihadapi untuk mengerti lebih jauh lagi tentang Tata Surya adalah bagaimana Tata Surya itu terbentuk, bagaimana objek-objek didalamnya bergerak dan berinteraksi serta gaya yang bekerja mengatur semua gerakan tersebut. Jauh sebelum Masehi, berbagai penelitian, pengamatan dan perhitungan telah dilakukan untuk mengetahui semua rahasia dibalik Tata Surya.
Pengamatan pertama kali dilakukan oleh bangsa China dan Asia Tengah, khususnya dalam pengaruhnya pada navigasi dan pertanian. Dari para pengamat Yunani ditemukan bahwa selain objek-objek yang terlihat tetap di langit, tampak juga objek-objek yang mengembara dan dinamakan planet. Orang-orang Yunani saat itu menyadari bahwa Matahari, Bumi, dan Planet merupakan bagian dari sistem yang berbeda. Awalnya mereka memperkirakan Bumi dan Matahari berbentuk pipih tapi Phytagoras (572-492 BC) menyatakan semua benda langit berbentuk bola (bundar).
Sampai dengan tahun 1960, perkembangan teori pembentukan Tata Surya bisa dibagi dalam dua kelompok besar yakni masa sebelum Newton dan masa sesudah Newton.
Permulaan Perhitungan Ilmiah
Perhitungan secara ilmiah pertama kali dilakukan oleh Aristachrus dari Samos (310-230 BC). Ia mencoba menghitung sudut Bulan-Bumi-Matahari dan mencari perbandingan jarak dari Bumi-Matahari, dan Bumi-Bulan. Aristachrus juga merupakan orang pertama yang menyimpulkan Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam lintasan berbentuk lingkaran yang menjadi titik awal teori Heliosentrik. Jadi bisa kita lihat kalau teori heliosentrik bukan teori yang baru muncul di masa Copernicus. Namun jauh sebelum itu, Aristrachrus sudah meletakkan dasar bagi teori heliosentris tersebut.
Pada era Alexandria, Eratoshenes (276-195BC) dari Yunani berhasil menemukan cara mengukur besar Bumi, dengan mengukur panjang bayangan dari kolom Alexandria dan Syene. Ia menyimpulkan, perbedaan lintang keduanya merupakan 1/50 dari keseluruhan revolusi. Hasil perhitungannya memberi perbedaan sebesar 13% dari hasil yang ada saat ini.
Ptolemy dan Teori Geosentrik
Ptolemy (c 150AD) menyatakan bahwa semua objek bergerak relatif terhadap bumi. Dan teori ini dipercaya selama hampir 1400 tahun. Tapi teori geosentrik mempunyai kelemahan, yaitu Matahari dan Bulan bergerak dalam jejak lingkaran mengitari Bumi, sementara planet bergerak tidak teratur dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah ini, Ptolemy mengajukan dua komponen gerak. Yang pertama, gerak dalam orbit lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut deferent. Gerak yang kedua disebut epycycle, gerak seragam dalam lintasan lingkaran dan berpusat pada deferent.
Teori heliosentrik dan gereja
Nicolaus Copernicus (1473-1543) merupakan orang pertama yang secara terang-terangan menyatakan bahwa Matahari merupakan pusat sistem Tata Surya, dan Bumi bergerak mengeliinginya dalam orbit lingkaran. Untuk masalah orbit, data yang didapat Copernicus memperlihatkan adanya indikasi penyimpangan kecepatan sudut orbit planet-planet. Namun ia mempertahankan bentuk orbit lingkaran dengan menyatakan bahwa orbitnya tidak kosentrik. Teori heliosentrik disampaikan Copernicus dalam publikasinya yang berjudul De Revolutionibus Orbium Coelestium kepada Paus Pope III dan diterima oleh gereja.
Tapi dikemudian hari setelah kematian Copernicus pandangan gereja berubah ketika pada akhir abad ke-16 filsuf Italy, Giordano Bruno, menyatakan semua bintang mirip dengan Matahari dan masing-masing memiliki sistem planetnya yang dihuni oleh jenis manusia yang berbeda. Pandangan inilah yang menyebabkan ia dibakar dan teori Heliosentrik dianggap berbahaya karena bertentangan dengan pandangan gereja yang menganggap manusialah yang menjadi sentral di alam semesta.
Lahirnya Hukum Kepler
Walaupun Copernicus telah menerbitkan tulisannya tentang Teori Heliosentrik, tidak semua orang setuju dengannya. Salah satunya, Tycho Brahe (1546-1601) dari Denmark yang mendukung teori matahari dan bulan mengelilingi bumi sementara planet lainnya mengelilingi matahari. Tahun 1576, Brahe membangun sebuah observatorium di pulau Hven, di laut Baltic dan melakukan penelitian disana sampai kemudian ia pindah ke Prague pada tahun 1596.
Di Prague, Brahe menghabiskan sisa hidupnya menyelesaikan tabel gerak planet dengan bantuan asistennya Johannes Kepler (1571-1630). Setelah kematian Brahe, Kepler menelaah data yang ditinggalkan Brahe dan menemukan bahwa orbit planet tidak sirkular melainkan elliptik.
Kepler kemudian mengeluarkan tiga hukum gerak orbit yang dikenal sampai saat ini yaitu ;
Planet bergerak dalam orbit ellips mengelilingi matahari sebagai pusat sistem.
Radius vektor menyapu luas yang sama dalam interval waktu yang sama.
Kuadrat kala edar planet mengelilingi matahari sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari.
Kepler menuliskan pekerjaannya dalam sejumlah buku, diantaranya adalah Epitome of The Copernican Astronomy dan segera menjadi bagian dari daftar Index Librorum Prohibitorum yang merupakan buku terlarang bagi umat Katolik. Dalam daftar ini juga terdapat publikasi Copernicus, De Revolutionibus Orbium Coelestium.
Hipotesis Nebula
Hipotesis nebula pertama kali dikemukakan oleh Emanuel Swedenborg (1688-1772)[1] tahun 1734 dan disempurnakan oleh Immanuel Kant (1724-1804) pada tahun 1775. Hipotesis serupa juga dikembangkan oleh Pierre Marquis de Laplace[2] secara independen pada tahun 1796. Hipotesis ini, yang lebih dikenal dengan Hipotesis Nebula Kant-Laplace, menyebutkan bahwa pada tahap awal, Tata Surya masih berupa kabut raksasa. Kabut ini terbentuk dari debu, es, dan gas yang disebut nebula, dan unsur gas yang sebagian besar hidrogen. Gaya gravitasi yang dimilikinya menyebabkan kabut itu menyusut dan berputar dengan arah tertentu, suhu kabut memanas, dan akhirnya menjadi bintang raksasa (matahari). Matahari raksasa terus menyusut dan berputar semakin cepat, dan cincin-cincin gas dan es terlontar ke sekeliling matahari. Akibat gaya gravitasi, gas-gas tersebut memadat seiring dengan penurunan suhunya dan membentuk planet dalam dan planet luar. Laplace berpendapat bahwa orbit berbentuk hampir melingkar dari planet-planet merupakan konsekuensi dari pembentukan mereka.
Teori Pembentukan Tata Surya Awal Abad ke-20
Teori Pembentukan Tata Surya Abad 20
Perkembangan teori pementukan Tata Surya pada dekade terakhir abad ke-19 dan dekade pertama abad ke-20, didominasi oleh 2 orang Amerika yakni Thomas Chamberlin (1843-1928) dan Forest Moulton (1872-1952). Dalam membangun teorinya, mereka melakukan komunikasi secara konstan, bertukar pemikiran dan menguji ide-ide yang muncul, namun publikasi atas karya besar mereka dilakukan secara terpisah.
Pada tahun 1890-an, Chamberlin menawarkan solusi untuk teori nebula Laplace. Ia menawarkan adanya satu akumulasi yang membentuk planet atau inti planet (objek kecil terkondensasi diluar materi nebula) yang kemudian dikenal sebagai planetesimal. Menurut Chamberlin, planetesimal akan bergabung membentuk proto planet. Namun karena adanya perbedaan kecepatan partikel dalam dan partikel luar, dimana partikel dalam bergerak lebih cepat dari partikel luar, maka objek yang terbentuk akan memiliki spin retrograde. Walaupun ide planetesimal ini cukup baik, sejak tahun 1900 Chamberlin dan Moulton mengembangkan teori alternatif untuk pembentukan planet. Keduanya mengembangkan teori tentang materi yang terlontar dari bintang membentuk nebula spiral. Nebula spiral ini tidak diketahui asalnya dan berhasil dipotret oleh para pengamat. Menurut mereka, materi yang terlontar ini bisa membentuk planet yang akan mengitari bintang induknya. Tapi ide ini kemudian mereka tolak karena orbit yang mereka dapatkan terlalu eksentrik/lonjong. Chamberlin kemudian membangun teori baru yang melibatkan erupsi matahari. Ia memberikan kemungkinan bahwa spiral nebula merupakan hasil interaksi pemisahan dari bintang yang berada dalam proses erupsi dengan bintang lainnya. Teori ini membutuhkan matahari yang aktif dengan prominensa yang masif. Namun sayangnya gaya pasang surut bintang yang berinteraksi dengan matahari hanya mampu menahan materi prominensa di luar matahari tapi tidak mampu memindahkan materi dari matahari. Untuk itu dibutuhkan jarak matahari-bintang lebih besar dari limit Roche untuk matahari dan massa masif yang lebih besar dari massa matahari untuk bintang lainnya.
Teori Pasang Surut Jeans Astronomi Inggris, James Jeans (1877-1946) mengemukakan Tata Surya merupakan hasil interaksi antara bintang lain dan matahari. Perbedaan ide yang ia munculkan dengan ide Chamberlin – Moulton terletak pada absennya prominensa. Menurut Jeans dalam interaksi antara matahari dengan bintang lain yang melewatinya, pasang surut yang ditimbulkan pada matahari sangat besar sehingga ada materi yang terlepas dalam bentuk filamen. Filamen ini tidak stabil dan pecah menjadi gumpalan-gimpalan yang kemudian membentuk proto planet. Akibat pengaruh gravitasi dari bintang proto planet memiliki momentum sudut yang cukup untuk masuk kedalam orbit disekitar matahari. Pada akhirnya efek pasang surut matahari pada proto planet saat pertama kali melewati perihelion memberikan kemungkinan bagi proses pembentukan planet untuk membentuk satelit.
Pada model ini tampaknya spin matahari yang lambat dikesampingkan karena dianggap matahari telah terlebih dahulu terbentuk sebelum proses pembentukan planet. Selain itu tanpa adanya prominensa maka kemiringan axis solar spin dan bidang orbit matahari-bintang tidak akan bisa dijelaskan.
Tahun 1919, Jeans memperbaharui teorinya. Ia menyatakan bahwa saat pertemuan kedua bintang terjadi, radius matahari sama dengan orbit Neptunus. Pengubahan ini memperlihatkan kemudahan untuk melontarkan materi pada jarak yang dikehendaki. Materinya juga cukup dingin, dengan temperatur 20 K dan massa sekitar ½ massa jupiter. Harold Jeffreys (1891-1989) yang sebelumnya mengkritik teori Chamberlin-Moulton juga memberikan beberapa keberatan atas teori Jeans. Keberatan pertamanya mengenai keberadaan bintang masif yang jarang sehingga kemungkinan adanya bintang yang berpapasan dengan matahari pada jarak yang diharapkan sangatlah kecil.
Tahun 1939, keberatan lain datang dari Lyman Spitzer (1914-1997). Menurutnya jika matahari sudah berada dalam kondisi sekarang saat materinya membentuk Jupiter maka diperlukan materi pembentuk yang berasal dari kedalaman dimana kerapatannya sama dengan kerapatan rata-rata matahari dan temperatur sekitar 106 K. Tapi jika harga temperatur ini dipakai dalam persamaan untuk massa kritis jeans, maka massa minimum Jupiter menjadi 100 kali massa Jupiter saat ini
Hipotesis Planetisimal
Hipotesis planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlin dan Forest R. Moulton pada tahun 1900. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa Tata Surya kita terbentuk akibat adanya bintang lain yang lewat cukup dekat dengan matahari, pada masa awal pembentukan matahari. Kedekatan tersebut menyebabkan terjadinya tonjolan pada permukaan matahari, dan bersama proses internal matahari, menarik materi berulang kali dari matahari. Efek gravitasi bintang mengakibatkan terbentuknya dua lengan spiral yang memanjang dari matahari. Sementara sebagian besar materi tertarik kembali, sebagian lain akan tetap di orbit, mendingin dan memadat, dan menjadi benda-benda berukuran kecil yang mereka sebut planetisimal dan beberapa yang besar sebagai protoplanet. Objek-objek tersebut bertabrakan dari waktu ke waktu dan membentuk planet dan bulan, sementara sisa-sisa materi lainnya menjadi komet dan asteroid.
Hipotesis Pasang Surut Bintang
Hipotesis pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jeans pada tahun 1917. Planet dianggap terbentuk karena mendekatnya bintang lain kepada matahari. Keadaan yang hampir bertabrakan menyebabkan tertariknya sejumlah besar materi dari matahari dan bintang lain tersebut oleh gaya pasang surut bersama mereka, yang kemudian terkondensasi menjadi planet. Namun astronom Harold Jeffreys tahun 1929 membantah bahwa tabrakan yang sedemikian itu hampir tidak mungkin terjadi. Demikian pula astronom Henry Norris Russell mengemukakan keberatannya atas hipotesis tersebut.
Hipotesis Kondensasi
Hipotesis kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi menjelaskan bahwa Tata Surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar membentuk cakram raksasa.
Hipotesis Bintang Kembar
Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya Tata Surya kita berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu terperangkap oleh gravitasi bintang yang tidak meledak dan mulai mengelilinginya.
Beberapa Teori Paska Kemunculan Teori Newton
Kemunculan Newton dengan teori gravitasinya menjadi dasar yang kuat dalam menciptakan teori ilmiah pembentukan Tata Surya. Dalam artikel ini akan dibahas teori pembentukan Tata Surya yang lahir sesudah era Newton sampai akhir abad ke-19. Perkembangan teori pembentukan Tata Surya sampai dengan tahun 1960 terbagi dalam dua kelompok pemikiran yakni teori monistik yang menyatakan bahwa matahari dan planet berasal dari materi yang sama. Dan yang kedua teori dualistik menyatakan matahari dan bumi berasal dari sumber materi yang berbeda dan terbetuk pada waktu yang berbeda.
Teori Komet Buffon
Tahun 1745, George comte de Buffon (1701-1788) dari Perancis mempostulatkan teori dualistik dan katastrofi yang menyatakan bahwa tabrakan komet dengan permukaan matahari menyebabkan materi matahari terlontar dan membentuk planet pada jarak yang berbeda. Kelemahannya Buffon tidak bisa menjelaskan asal komet. Ia hanya mengasumsikan bahwa komet jauh lebih masif dari kenyataannya.
Teori Nebula Laplace
Ada beberapa teori yang menginspirasi terbentuknya teori Laplace, dimulai dari filsuf Perancis, Renè Descartes (1596-1650) yang percaya bahwa angkasa terisi oleh “fluida alam semesta†dan planet terbentuk dalam pusaran air. Sayangnya teori ini tidak didukung dasar ilmiah.
Seratus tahun kemudian Immanuel Kant (1724-1804) menunjukkan adanya awan gas yang berkontraksi dibawah pengaruh gravitasi sehingga awan tersebut menjadi pipih. Ide ini didasarkan dari teori pusaran Descartes tapi fluidanya berubah menjadi gas. Setelah adanya teleskop, William Herschel (1738-1822) mengamati adanya nebula yang ia asumsikan sebagai kumpulan bintang yang gagal. Tahun 1791, ia melihat bintang tunggal yang dikelilingi halo yang terang. Hal inilah yang memberinya kesimpulan bahwa bintang terbentuk dari nebula dan halo merupakan sisa nebula.
Dari teori-teori ini Pierre Laplace (1749-1827) menyatakan adanya awan gas dan debu yang berputar pelan dan mengalami keruntuhan akibat gravitasi. Pada saat keruntuhan, momentum sudut dipertahankan melalui putaran yang dipercepat sehingga terjadi pemipihan. Selama kontraksi ada materi yang tertinggal kedalam bentuk piringan sementara pusat massa terus berkontraksi. Materi yang terlepas kedalam piringan akan membentuk sejumlah cincin dan materi di dalam cincin akan mengelompok akibat adanya gravitasi. Kondensasi juga terjadi di setiap cincin yang menyebabkan terbentuknya sistem planet. Materi di dalam awan yang runtuh dan memiliki massa dominan akan membentuk matahari.
Namun menurut Clerk Maxwell (1831-1879) letak permasalahan teori ini cincin hanya bisa stabil jika terdiri dari partikel-partikel padat bukannya gas. Menurut Maxwell cincin tidak bisa berkondensasi menjadi planet karena gaya inersianya akan memisahkan bagian dalam dan luar cincin. Seandainya proses pemisahan bisa terlewati, massa cincin masih jauh lebih masif dibanding massa planet yang terbentuk.
Permasalahan lain muncul dari distribusi momentum sudut dimana tidak ada mekanisme tertentu yang bisa menjelaskan bahwa keberadaan materi dalam jumlah kecil, yang membentuk planet, bisa memiliki semua momentum sudutnya. Seharusnya sebagian besar momentum sudut berada di pusat objek. Jika momentum sudut intrinsik dari materi luar bisa membentuk planet, maka kondensasi pusat tidak mungkin runtuh untuk membentuk bintang,
Penyempurnaan Teori Laplace
Tahun 1854, Edouard Roche (1820-1883) mengatakan bahwa awan yang diajukan Laplace dalam teorinya bisa memiliki kondensasi pusat yang tinggi sehingga sebagian besar massa berada dekat spin axis dan memiliki kaitan yang kecil dengan momentum angular. Tahun 1873, Roche menyempurnakan teori Laplace dengan analisis “Matahari ditambah atmosfer, yang memiliki kondensasi pusat yang tinggi. Model ini berada diluar rentang planet dan mengalami keruntuhan saat mendingin. Dalam model ini atmosfer berkorotasi terhadap matahari. Saat sistem mengalami keruntuhan kecepatan sudut bertambah untuk mempertahankan momentum sudut sementara jarak mengecil. Jika jarak mengecil lebih cepat dari radius efektif atmosfer, maka semua atmosfer diluar jarak akan membentuk cincin.
Keberatan dari James Jeans (1877-1946). Ia menunjukkan dengan distribusi nebula yang diberikan oleh Roche, materi luar akan menjadi renggang sehingga tidak dapat melawan gaya pasang surut terhadap pusat massanya dan kondensasi tidak akan terjadi. Jeans juga mennunjukkan bahwa untuk materi di dalam cincin yang mengalir dari nebula yang runtuh menuju kondensasi membutuhkan kerapatan yang lebih besar dari kerapatan sistem. Hal ini akan menghasilkan massa atmosfer dengan magnitudo mendekati magnitudo di pusat massa, sehingga bisa menyelesaikan permasalahan momentum sudut
Sumber :
1. The Origin and Evolution of the Solar System (M. M. Woolfson)
2. Wikipedia
3. The Origin of Solar System http://nineplanets.org/origin.html
4. Berbagai sumber lainnya
ASAL MULA NAMA-NAMA JALAN DI BANDUNG
Asal Mula Jalan Wastukancana Bandung
Jl. Wastukancana sering disingkat menjadi Wastu. Nama ini diambil dari nama seorang raja Pajajaran bernama Niskala Wastukancana. Pada saat perang Bubat, Wastukancana masih berumur 9 tahun. Ayah dan kakak Wastukancana, Prabu Linggabuana dan Dyah Pitaloka, gugur di medan Bubat. Wastukancana naik tahta saat umurnya 23 tahun. Beliau memegang singgasana Pajajaran selama 103 tahun 6 bulan dan 15 hari.
Dahulu nama jalan Wastukancana ini adalah Engelbert Van Bevervoordeweg. Wuih, rada ribet ya untuk lidah kita :D Kapten Engelbert van Bevervoorde adalah pelopor dunia penebangan militer Belanda. Beliau meninggal dunia pada tahun 1918 setelah pesawat Glenn Martin yang dikemudikannya jatuh di Bandara Sukamiskin. Untuk mengenang jasanya, pemerintah Belanda membuat patung dirinya pada tahun 1920. Patung tersebut diletakkan di sebuah tikungan jalan yang sekarang adalah Jalan Wastu Kencana. Setelah Indonesia merdeka, patung tersebut dipindahkan ke Museum Bronbeek di Arnhem, Belanda.
Asal Usul Jalan Siliwangi Bandung
Dahulu jalan ini bernama Dr. De Greerweg. Kata Siliwangi diambil dari seorang tokoh mitologis dan legendaris dalam satra dan sejarah Sunda, yaitu Prabu Siliwangi. Prabu Siliwangi adalah raja Pajajaran yang terkenal karena kepemimpinannya dapat menjadikan masyarakat Pajajaran yang sejahtera, adil dan makmur. Jalan Siliwangi dibangun untuk memperlancar hubungan antara bagian barat dan timur kota Bandung. Pemberian nama Siliwangi dilakukan untuk mengenang tokoh bersejarah tersebut. (sumber : Buku TOPONIMI Kota Bandung oleh T. Bachtiar dkk)
Jalan ini cukup terkenal di Bandung. Terdapat mural terpanjang di Indonesia yang sering dijadikan 'kanvas' teman-teman dari Seni Rupa ITB. Kawasan jalan Siliwangi masih dirimbuni pepohonan yang besar dan tua. Jika malam hari terkadang lampu jalanan tidak menyala, akibatnya kondisi di jalan tersebut gelap gulita di beberapa titik.
Asal Usul Jalan Banceuy di Bandung
Banceuy adalah nama jalan di kota Bandung yang perpotongannya dari jalan Asia Afrika (salah satunya). Di Jalan ini kita bisa mengunjungi salah satu pabrik kopi bernama Kopi Aroma. Selain pabrik, disini juga tokonya. Jadi sambil lihat pembuatan kopi, kita bisa juga membeli kopi-kopinya.
Dalam Kamus Umum Basa Sunda (KKUBS), Banceuy diartikan sebagai kampung yang bersatu dengan istal (kandang kuda). Kampung disini artinya tempat tinggal pera pengurus kuda (dan keretanya). Dengan demikian penamaan daerah ini dilakukan atau diadaptasi berdasarkan fenomena sosiologis. Yaitu kondisi yang pernah terjadi di daerah tersebut berkenaan pula dengan hal-hal yang pernah dialami oleh masyarakat.
Kawasan Banceuy dulu pernah dijadikan tempat peristirahatan dan tempat mengganti kuda, khususnya untuk keperluan transportasi dan penyampaian benda-benda pos. Dahulu surat dikirim dengan menggunakan jasa transportasi kuda. Bagaimana kiranya jika benda pos harus dikirim dari Semarang ke Bandung? Tentu tidak cukup hanya dengan menggunakan kuda yang itu-itu saja. Tetapi harus diganti. Nah di Banceuy-lah tempat ganti kuda ini.
Dahulu pula di daerah ini terdapat sebuah loji (penjara) yang bersebelahan dengan kandang kuda. Penjara Banceuy namanya. Pemerintah kolonial penah memenjarakan Soekarno disini. Sel tempat Soekarno dikurung 'dimuseum'kan, sementara bangunan penjara yang lain telah dirobohkan dan sekarang jadi ruko. Karena lokasinya yang bersebelahan dengan kandang kuda, maka daerah ini pun pernah disebut Loji Banceuy.
Banceuy nama asal jalannya adalah bantjeuyweg dan diresmikan pemerintah kolonial pada tahun 1871. Sekarang jadi jalan Banceuy.
Read more: http://www.bandung.eu/2011/11/asal-mula-nama-nama-jalan-di-bandung.html#ixzz25htHoVNP
Langganan:
Postingan (Atom)






