Mengejutkan! Orbit Pluto Berbeda dengan yang Lain, Sangat Kacau!

Penemuan ini pada dasarnya menunjukkan bahwa sementara planet lain sering mengikuti orbit yang agak melingkar di sekitar Matahari, namun Pluto sedikit lebih elips.

Orbit Pluto condong 17 derajat ke bidang ekliptika tata surya kita. Dibutuhkan 248 tahun Bumi bagi Pluto untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi matahari. Ini juga menunjukkan bahwa Pluto menghabiskan 20 tahun selama setiap siklus mengorbit lebih dekat ke Matahari daripada Neptunus.

Mengejutkan bahwa meskipun mereka berpapasan, mereka tidak saling bertabrakan. Menurut para peneliti, itu mungkin karena kondisi resonansi orbital yang disebut resonansi gerak rata-rata yang membuat mereka tidak saling bertabrakan.

Orbit Pluto memiliki resonansi gerak rata-rata 3:2 yang stabil dengan Neptunus. Ini pada dasarnya berarti, bahwa untuk setiap dua orbit yang dilakukan Pluto mengelilingi matahari, Neptunus membuat tiga, yang mencegah tabrakan di antara mereka.

Penelitian ini dilakukan oleh Dr. Renu Malhotra, Profesor Riset Sains Louise Foucar Marshall di Lunar and Planetary Laboratory (LPL) Universitas Arizona; dan Takashi Ito, seorang profesor asosiasi di Pusat Penelitian Eksplorasi Planet (PERC) Institut Teknologi Chiba dan Pusat Astrofisika Komputasi Astrofisika Observatorium Astronomi Nasional Jepang (NAOJ).

Mereka menjelaskan penemuan tersebut dan menerbitkannya di jurnal PNAS pada 31 Maret 2022 dengan judul Pluto near the edge of chao. Dalam makalah itu mereka menyatakan, "Kami menunjukkan bahwa arsitektur orbital planet raksasa terletak dalam ceruk sempit di mana orbit mirip Pluto praktis stabil pada skala waktu giga tahun, sedangkan di dekatnya adalah orbit yang sangat kacau."

Mereka menyoroti penyelidikan mereka telah menemukan bahwa Jupiter memiliki pengaruh stabilisasi yang kuat pada orbit Pluto, di sisi lain, Uranus memiliki efek destabilisasi yang besar. Mereka menyimpulkan dengan menyatakan bahwa secara keseluruhan, orbit Pluto secara mengejutkan dekat dengan zona kekacauan yang kuat.

Banyak simulasi orbit Pluto di masa lalu dan masa depan telah menemukan karakteristik mengejutkan yang mencegah Pluto bertabrakan dengan Neptunus. “Ini adalah kondisi resonansi orbit yang dikenal sebagai “resonansi gerak rata-rata,” kata Dr. Malhotra kepada Universe Today, seperti dilaporkan Tech Explorist.

“Kondisi ini memastikan bahwa ketika Pluto berada pada jarak heliosentris yang sama dengan Neptunus, garis bujurnya hampir 90 derajat dari Neptunus. Belakangan, sifat aneh lain dari orbit Pluto ditemukan: Pluto mencapai perihelion di lokasi yang jauh di atas bidang orbit Neptunus; ini adalah jenis resonansi orbital berbeda yang dikenal sebagai ‘osilasi vZLK.’ Singkatan ini mengacu pada von Zeipel, Lidov, dan Kozai, yang mempelajari fenomena ini sebagai bagian dari ‘masalah tiga benda.'” jelasnya.

Malhotra menambahkan, “Kecenderungan orbit Pluto terkait erat dengan osilasi vZLK-nya. Jadi kami beralasan bahwa jika kami dapat lebih memahami kondisi osilasi vZLK Pluto, mungkin kami dapat memecahkan misteri kemiringannya. Kami mulai dengan menyelidiki peran individu dari planet-planet raksasa lainnya (Jupiter, Saturnus, dan Uranus) di orbit Pluto.”

Dr. Malhotra dan Ito melakukan ini dengan menjalankan simulasi komputer dari sejarah orbit Pluto hingga 5 miliar tahun. Ini mencakup delapan kombinasi potensial dari gangguan planet raksasa.

“Kami tidak menemukan subset dari tiga planet raksasa bagian dalam yang dapat memulihkan osilasi vZLK Pluto; ketiganya - Jupiter, Saturnus, dan Uranus - diperlukan. Tapi ada apa dengan planet-planet ini yang sangat penting untuk osilasi vZLK Pluto? Ada 21 parameter yang dibutuhkan untuk merepresentasikan gaya gravitasi Jupiter, Saturnus, dan Uranus di Pluto. Ini adalah ruang parameter yang sangat besar untuk dijelajahi.” ujar Malhotra.

Kini, para ilmuwan berusaha untuk menyederhanakan perhitungan ini dengan memperkenalkan beberapa penyederhanaan. Mereka mewakili setiap planet dengan cincin melingkar dengan kerapatan seragam, massa total sama dengan planet, dan jari-jari cincin sama dengan jarak rata-rata planet dari Matahari. Ini menghasilkan parameter tunggal yang mewakili efek Jupiter, Saturnus, dan Uranus, yang setara dengan efek Matahari oblate.

“Kami menemukan susunan kebetulan dari massa dan orbit planet-planet raksasa yang menggambarkan kisaran sempit dalam parameter J2 di mana osilasi vZLK Pluto dimungkinkan, semacam 'zona Goldilock'. Hasil ini menunjukkan bahwa, selama era migrasi planet dalam sejarah Tata Surya, kondisi objek Trans-Neptunus berubah sedemikian rupa sehingga mendorong banyak dari mereka, termasuk Pluto, ke dalam keadaan osilasi vZLK. Kemungkinan besar kecenderungan Pluto berasal dari evolusi dinamis ini.” simpul Malhotra.

Studi lebih lanjut dapat membantu para astronom mempelajari lebih jauh tentang sejarah migrasi planet-planet raksasa dan bagaimana mereka akhirnya menetap di orbitnya saat ini. Ini juga dapat mengarah pada penemuan mekanisme dinamis baru yang akan menjelaskan asal usul orbit Pluto dan benda-benda lain dengan kemiringan orbit tinggi.