Teori Pembentukan Tata Surya

Sejak jaman dahulu orang sudah bertanya, dari manakah asal-usul semua benda langit yang bergerak secara teratur itu ? Tentu saja, pertanyaan itu mengganggu para astronom, khususnya yang mendalami tata surya. Sebagai upaya menjawab pertanyaan itu, muncul beberapa teori yang mencoba menjelaskan pembentukan tata surya. Beberapa contoh teori itu antara lain, Teori Turbulensi, Teori Pasang Surut, Teori Kabut Asal, Teori Bintang Kembar, dan Teori Proto Planet.

Teori Turbulensi yang diusulkan oleh Rene Descrates (1596-1650) merupakan teori tertua yang membahas tata surya. Dalam bukunya yang berjudul Theorie des Vortex (1644), ia berpendapat bahwa alam semesta yang berisi eter dan materi dipenuhi dengan pusaran-pusaran. Pusaran-pusaran materi inilah yang menyebabkan terjadinya tata surya. Sekarang teori ini sudah tidak dapat diterima lagi, karena tidak dapat menjelaskan adanya bidang ekliptika.

Teori Pasang Surut pertama kali diusulkan oleh Buffon (1707-1788), ia mengemukakan bahwa tata surya berasal dari terlemparnya sebagian materi matahari akibat bertumbukan dengan sebuah komet yang berlansung sekitar 70.000 tahun yang lalu. Teori ini kemudian diperbaiki pertama kali oleh Bickerton pada tahun 1880, kemudian oleh TC Chamberlein pada tahun 1901, dan akhirnya oleh Moulton pada tahun 1905. Mereka mengemukakan bahwa pada suatu ketika ketika sebuah bintang lewat di dekat matahari, sehingga sebagian matahari tertarik oleh gaya gravitasi bintang ini. Materi yang tertarik inilah kemudian memadat menjadi planet-planet dan satelit-satelitnya. Teori yang dikembangkan oleh Chamberlein dan Moulton ini dikenal pula sebagai Teori Planetesimal. Teori ini sudah tidak bisa diterima lagi karena jarak antarbintang yang sangat jauh, sehingga proses seperti yang diuraikan ini sangat kecil kemungkinan terjadi.

Teori yang hampir sama dengan Teori Planetesimal adalah Teori Bintang Kembar. Teori ini diusulkan sekitar tahun 1930-an. Menurut teori ini, pada awal pembentukan tata surya matahari merupakan salah satu dari bintang kembar. Kemudian, salah satu dari bintang kembar ini meledak menjadi kepingan kecil-kecil. Akibat gaya gravitasi bintang yang tidak meledak, kepingan-kepingan ini bergerak mengitari bintang itu dan menjadi planet. Bintang yang tidak meledak menjadi matahari.

Teori Kabut Asal atau Teori Nebula pertama kali diusulkan oleh Immanuel Kant (1724-1804) dan Pierre Simon de Laplace (1749-1827). Teori ini kemudian dikenal dengan Teori Kant-Laplace. Menurut kedua ahli ini, tata surya berasal dari sebuah awan gas raksasa yang mengerut sambil berputar akibat gaya gravitasi. Pada saat mengerut, kelajuan rotasinya semakin bertambah sehingga bentuknya yang berupa bola berubah menjadi piringan yang terus berputar. Akibatnya, ada bagian-bagian piringan ini yang terlempar ke luar yang kemudian memadat menjadi planet-planet beserta satelit-satelitnya.

Seiring dengan perkembangan teknologi, para astronom memungkinkan mendapatkan data dan fakta yang lengkap dan mendalam tentang tata surya. Data dan fakta ini selanjutnya digunakan untuk menyusun teori pembentukan tata surya yang lebih mantap. Dalam menyusun teorinya, para astronom juga harus berpegang pada bukti-bukti pengamatan, baik dengan menggunakan berbagai jenis teropong maupun data gambar yang dihasilkan oleh pesawat antariksa. Dari analisis para astronom, akhirnya diperoleh beberapa kesimpulan berikut.

1. Semua planet bergerak mengitari matahari dalam arah berlawanan dengan putaran jarum jam. Demikian juga gerak rotasi bumi.

2. Bidang orbit semua planet hampir berimpit, kecuali Merkurius dan Pluto.

3. Semua orbit planet hampir berbentuk lingkaran (eksentrisitasnya mendekati nol), kecuali Merkurius dan Pluto.

4. Semua planet berotasi searah dengan arah orbitnya, kecuali Venus dan Uranus.

5. Momentum sudut tata surya terkonsentrasi pada planet-planetnya.

6. Satelit-satelit planet sebagian besar berevolusi pada arah yang sama dengan arah rotasi planet-planet induknya dan terletak pada bidang ekuator planet yang bersangkutan.

7. Terdapat unsur-unsur berat seperti oksigen dan nitrogen yang tidak mungkin terbentuk di matahari, tetapi hanya mungkin terbentuk di dalam inti bintang yang massanya sangat besar dan terlempar ke luar pada saat tahap akhir evolusi bintang itu melalui suatu ledakan yang disebut sebagai ledakan supernova. Bintang-bintang yang massanya sangat besar ini terdapat di lengan-lengan spiral galaksi kita.

Berdasarkan kesimpulan diatas, astronom dari Chicago yang bernama FR Moulton keberatan atas teori kabut sebab teori kabut melanggar kesimpulan kelima, yaitu momentum sudut sistem tata surya yang paling besar adalah planet-planetnya, bukan di matahari. Dalam teori kabut, matahari mempunyai massa yang paling besar, sehingga momentum sudutnya juga paling besar.


Dengan menggunakan kesimpulan-kesimpulan diatas serta didukung oleh hukum-hukum fisika, para ahli kemudian mencoba membuat rekonstruksi proses pembentukan tata surya. Rekonstruksi ini dibuat berdasarkan teori kabut asal dari Kant-Laplace yang sudah diperbaiki oleh Gerard P. Kuiper (1950). Rekonstruksi ini menghasilkan Teori Proto Planet.


Menurut para ahli, tata surya terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu. Tata surya berasal dari awan gas raksasa berbentuk bola dan berdiameter sama denagn orbit Pluto. Awan gas ini berputar mengitari pusat galaksi dan suatu saat bertemu dengan lengan-lengan spiral galaksi yang merupakan sumber unsur-unsur berat yang dilemparkan karena ledakan supernova. Ledakan supernova ini menyebabkan massa jenis awan menjadi tidak merata. Bagian yang paling padat menarik bagian-bagian awan lain melalui gaya gravitasi. Bagian yang paling padat inilah yang akan menjadi matahari atau protomatahari. Gaya gravitasi yang ditimbulkan oleh pusat awan menghasilkan gerak melingkar bagian-bagian awan yang lain, sehingga seluruh awan berubah menjadi piringan pipih yang berputar. Bagian pusat atau protomatahari terus menarik materi, dan gesekan partikel-partikel awan membuatnya semakin bertambah panas, sehingga akhirnya mencapai suhu beberapa juta derajat celcius. Ketika suhu ini dicapai, terjadi reaksi pembentukan helium dari hidrogen yang diikuti dengan pelepasan energi. Pelepasan energi inilah yang menyebabkan matahari bersinar terus-menerus. Saat dimulainya reaksi ini ditetapkan sebagai lahirnya matahari.

Sementara itu, ada bagian-bagian piringan yang tidak ikut tertarik ke pusat, tetapi menggumpal sendiri sambil mengelilingi protomatahari. Gumpalan-gumpalan inilah yang nantinya menjadi planet-planet.

Teori protoplanet inilah yang sampai sekarang paling dapat diterima. Hal ini didukung oleh bukti-bukti pengamatan pada bintang-bintang yang baru saja terbentuk.