Mengapa Merkurius Memiliki Inti Besi yang Begitu Besar?

Sriwijayatimes.id – William McDonough, seorang profesor geologi di Universitas Maryland, dan Takashi Yoshizaki dari Universitas Tohoku mengembangkan model yang menunjukkan bahwa kepadatan, massa, dan kandungan besi dari inti planet berbatu dipengaruhi oleh jaraknya dari medan magnet matahari. Makalah yang menjelaskan model tersebut diterbitkan pada 2 Juli 2021, di jurnal Progress in Earth and Planetary Science.

“Empat planet bagian dalam tata surya kita – Merkurius, Venus, Bumi dan Mars – terdiri dari proporsi logam dan batu yang berbeda,” kata McDonough. “Ada gradien di mana kandungan logam di inti turun saat planet semakin jauh dari matahari. Makalah kami menjelaskan bagaimana ini terjadi dengan menunjukkan bahwa distribusi bahan baku di tata surya awal terbentuk dikendalikan oleh bidang magnet matahari.” Jelas McDonough.

McDonough sebelumnya mengembangkan model komposisi Bumi yang biasa digunakan oleh para ilmuwan planet untuk menentukan komposisi planet ekstrasurya.

Model baru McDonough menunjukkan bagaimana pembentukan awal tata surya kita, ketika matahari muda dikelilingi oleh awan debu dan gas yang berputar-putar, butiran besi tertarik ke pusat oleh medan magnet matahari. Ketika planet-planet mulai terbentuk dari gumpalan debu dan gas itu, planet-planet yang lebih dekat ke matahari memasukkan lebih banyak besi ke dalam intinya daripada yang lebih jauh.

Para peneliti menemukan bahwa kepadatan dan proporsi besi di inti planet berbatu berkorelasi dengan kekuatan medan magnet di sekitar matahari selama pembentukan planet. Studi baru mereka menunjukkan bahwa magnet harus diperhitungkan dalam upaya masa depan untuk menggambarkan komposisi planet berbatu, termasuk yang berada di luar tata surya kita.

Komposisi inti planet penting karena potensinya untuk mendukung kehidupan. Di Bumi, misalnya, inti besi cair menciptakan magnetosfer yang melindungi planet bumi dari sinar kosmik penyebab kanker. Inti planet juga mengandung sebagian besar fosfor planet ini, yang merupakan nutrisi penting untuk mempertahankan kehidupan berbasis karbon.

Menggunakan model pembentukan planet yang ada, McDonough menentukan kecepatan di mana gas dan debu ditarik ke pusat tata surya kita selama pembentukannya. Dia memperhitungkan medan magnet yang akan dihasilkan oleh matahari saat meledak dan menghitung bagaimana medan magnet itu akan menarik besi melalui awan debu dan gas.

Saat tata surya awal mulai mendingin, debu dan gas yang tidak tertarik ke matahari mulai menggumpal. Gumpalan yang lebih dekat ke matahari akan terkena medan magnet yang lebih kuat dan dengan demikian akan mengandung lebih banyak besi daripada planet yang lebih jauh dari matahari. Saat gumpalan menyatu dan mendingin menjadi planet yang berputar, gaya gravitasi menarik besi ke intinya.

Ketika McDonough memasukkan model ini ke dalam perhitungan pembentukan planet, itu mengungkapkan gradien kandungan logam dan kepadatan yang sesuai dengan apa yang para ilmuwan ketahui tentang planet-planet di tata surya kita. Merkurius memiliki inti logam yang membentuk sekitar tiga perempat dari massanya. Inti Bumi dan Venus hanya sekitar sepertiga dari massa mereka, dan Mars, yang terluar dari planet berbatu, memiliki inti kecil yang hanya sekitar seperempat dari massanya.

Pemahaman baru tentang peran magnetisme dalam pembentukan planet menciptakan kekusutan dalam studi exoplanet (planet diluar tata surya/red), karena saat ini tidak ada metode untuk menentukan sifat magnetik bintang dari pengamatan berbasis Bumi. Para ilmuwan menyimpulkan komposisi sebuah planet ekstrasurya berdasarkan spektrum cahaya yang terpancar dari mataharinya. Unsur-unsur yang berbeda dalam sebuah bintang memancarkan radiasi dalam panjang gelombang yang berbeda, sehingga mengukur panjang gelombang tersebut mengungkapkan dari apa bintang itu terbuat.

“Anda tidak bisa lagi hanya mengatakan, ‘Oh, komposisi bintang terlihat seperti ini, jadi planet-planet di sekitarnya harus terlihat seperti ini,'” kata McDonough. “Sekarang Anda harus mengatakan, ‘Setiap planet dapat memiliki lebih banyak atau lebih sedikit besi berdasarkan sifat magnetik bintang pada awal pertumbuhan tata surya.'”

“Jika kepadatan planet-planet turun saat memancar keluar dari matahari seperti yang terjadi di tata surya kita, kami dapat mengkonfirmasi teori baru ini dan menyimpulkan bahwa medan magnet memengaruhi pembentukan planet.” Tutup McDonough.

(***/IRZ)