Debu Kosmis - Lorin Matthews

Simak materi selengkapnya:

Bayangkan tempat kamu sedang duduk. Kembalilah ke masa lalu dan mungkin kita akan tenggelam di dasar laut yang dangkal, terkubur di bawah bermil-mil batu atau mungkin mengapung melewati daratan yang meleleh. Namun, pergilah ke 4,6 miliar tahun yang lalu, dan kamu akan berada di tengah awan debu dan gas yang mengorbit bintang yang baru lahir. Apa sebenarnya debu kosmis ini? Lorin Matthews menginvestigasi.

Materi oleh Lorin Swint Matthews, disutradarai oleh Frederic Siegel (Team Tumult).

Bayangkan tempat di mana kamu duduk.

Kembalilah ke masa lalu

dan mungkin tempat itu terendam
di dasar laut yang dangkal,

terkubur di bawah bebatuan,

atau mengapung
di permukaan panas yang meleleh.

Tapi, kembalilah cukup jauh—

sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu,

dan kamu akan berada di tengah awan besar
yang terdiri dari debu dan gas,

melingkari bintang yang baru lahir.

Ini adalah latar belakang dari beberapa
misteri fisika terbesar dan terkecil:

misteri debu kosmis.

Area yang tampak kosong di antara bintang

sebenarnya terdiri atas awan gas dan debu,

biasanya tertiup oleh banyak supernova.

Ketika awan tebal mencapai batas tertentu
yang disebut dengan massa Jeans,

awan itu hilang dengan sendirinya.

Awan yang menyusut berputar
semakin cepat dan memanas,

akhirnya menjadi cukup panas
untuk membakar hidrogen di intinya.

Pada titik inilah, sebuah bintang lahir.

Ketika fusi dimulai di bintang baru,

itu mengeluarkan semburan gas
yang keluar dari atas dan bawah awan,

meninggalkan cincin orbit gas dan debu
yang disebut cakram protoplanet.

Ini adalah tempat yang sangat berangin;

pusaran gas memisahkan partikel-partikel,
dan saling menghantam sesama.

Debu terdiri dari pecahan logam kecil,
potongan batu, dan es.

Kami telah mengamati
ribuan cakram ini di angkasa

pada berbagai tahap perkembangan

ketika debu menggumpal
menjadi massa yang senantiasa membesar.

Butiran debu itu 100 kali lebih kecil dari
lebar rambut manusia yang saling menempel

melalui gaya van der Waals.

Itu keadaan saat awan elektron
bergeser ke satu sisi molekul,

menciptakan muatan negatif di satu sisi
dan muatan positif di sisi lain.

Muatan yang berbeda saling menarik, tapi
van der Waals hanya untuk hal-hal kecil.

Dan ada suatu masalah: saat kumpulan debu
tumbuh hingga ukuran tertentu,

kondisi luar angkasa yang berangin
memecah mereka secara konstan

saat mereka saling menabrak.

Pertanyaan tentang cara mereka terus
tumbuh adalah misteri pertama debu kosmis.

Satu teori memakai muatan elektrostatis
untuk menjawab pertanyaan ini.

Sinar gamma, sinar-X, dan sinar UV

menyebabkan elektron lepas dari atom gas
dalam cakramnya,

menciptakan ion positif
dan elektron negatif.

Elektron bertemu dan menempel pada debu,

menyebabkan muatan debu menjadi negatif.

Sekarang, saat angin
mempertemukan gumpalan debu itu,

muatannya saling menolak, dan
memperlambat mereka saat bertabrakan.

Dengan tabrakan lembut
mereka tidak akan terpisah,

tapi jika tolakannya terlalu kuat,
mereka tidak akan tumbuh.

Satu teori menyatakan
bahwa partikel berenergi tinggi

dapat melepaskan lebih banyak elektron
dari gumpalan debu,

menjadikannya bermuatan positif.

Muatan yang berlawanan saling menarik,
dan gumpalan itu tumbuh dengan cepat.

Tapi tak lama kemudian,
kita mencapai misteri lain.

Kami tahu dari bukti
yang ditemukan di meteorit

bahwa gumpalan debu ini
akhirnya menjadi panas, leleh,

lalu didinginkan menjadi pil padat
yang disebut chondrules.

Dan kami tidak tahu bagaimana
atau mengapa hal itu dapat terjadi.

Lalu, setelah pelet itu terbentuk,
bagaimana cara mereka saling menempel?

Gaya elektrostatisnya terlalu lemah,

batu-batu kecil tidak bisa
disatukan oleh gravitasi.

Gravitasi bertambah sesuai
massa benda yang terlibat.

Itu mengapa kamu dapat lolos dengan mudah
dari asteroid seukuran gunung kecil

hanya dengan menggunakan kekuatan
yang dihasilkan oleh kakimu.

Jadi, jika bukan gravitasi, lalu apa?

Mungkin itu debu.

Gumpalan debu di sekitar peletnya

dapat bertindak seperti velkro.

Ada bukti untuk hal ini dalam meteor,

di mana kami menemukan banyak chondrules,
dikelilingi lapisan halus yang tipis–

mungkin itu debu yang terkondensasi.

Akhirnya, pelet chondrule disatukan
dalam batu yang lebih besar

yang berukuran sekitar satu kilometer

akhirnya cukup besar
untuk bersatu dengan gaya gravitasi.

Mereka terus bertabrakan dan tumbuh
menjadi sesuatu yang lebih besar,

termasuk planet yang kita kenal sekarang.

Pada akhirnya, sumber
dari segala sesuatu yang kita ketahui–

ukuran planet kita,
posisinya dalam tata surya,

dan komposisi unsurnya

ditentukan oleh rangkaian besar tumbukan
acak yang tak terhitung jumlahnya.

Ubah sedikit susunan awan debu,

dan mungkin kondisinya jadi tidak sesuai

untuk membentuk kehidupan di planet kita.