BAB 2 ORBIT DAN SIFAT FISIS ASTEROID 2.1 Asteroid Definisi kata Asteroid adalah star-like atau seperti bintang. Definisi ini menjelaskan penampakan visual asteroid dari teleskop namun tidak sesuai dengan sifat fisisnya. Asteroid yang dulu disebut dengan planet kecil atau minor planet, kini setelah pendefinisian ulang planet pada International Astronomical Union (IAU) tahun 2006 diubah istilahnya menjadi small solar-system bodies atau benda kecil tata surya. Kandungan mineral yang dimilikinya dapat membuat asteroid sebagai sumber bahan baku. Sehingga tidak perlu lagi membawa bahan baku dari bumi jika ingin membangun koloni di luar angkasa. Besi, Nikel, susunan karbon dan bahkan air terkandung dalam asteroid. Berbeda dengan planet, asteroid memiliki ukuran yang lebih kecil dan asimetris. Tetapi karena komposisi yang dimilikinya mirip dengan planet, muncul ide bahwa Asteroid berasal dari pecahan planet yang berbenturan dengan benda kecil atau pecahan dari proses bertabraknya benda angkasa. Namun, asteroid juga diprediksi sebagai sisa komet yang telah habis menjalani masa hidupnya. Ide ini muncul karena beberapa asteroid memiliki orbit yang serupa dengan orbit komet. Berdasarkan variasi warnanya, asteroid dibagi menjadi beberapa kelas taksonomi. Berbagai usaha telah dilakukan untuk menyetarakan kelas-kelas ini dengan kelas meteorit yang memiliki kemiripan dalam profil spektranya. Tipe C (dari Carbonaceous) yang mendominasi populasi asteroid hingga 60% memiliki warna biru, hampir datar tidak berfitur, mirip dengan meteorit jenis chondrit carbonaceous. Tipe S (Silicaceous) mendominasi populasi kedua memiliki warna yang lebih merah, dan spektra seperti meteorit besi-batuan. Kedua tipe ini adalah 6
jenis yang mencakup sebagian besar asteroid. Jenis lainnya yang lebih sedikit adalah Tipe E untuk enstatite, M untuk mettalic, dan R untuk red. 2.2 Kecerlangan Kecerlangan tampak dari asteroid bergantung oleh ukuran objek dan jarak dari bumi. Karena asteroid dan Bumi selalu bergerak, maka dibuatlah istilah magnitudo mutlak yang mengindikasikan kecerlangan intrinsik, bergantung pada jaraknya. Dikatakan magnitudo mutlak asteroid berarti magnitudo asteroid yang diandaikan 1 AU dari Bumi. Beberapa peneliti menggunakan simbol g, H atau simbol B(1,0) untuk magnitudo mutlak di dalam biru dan V(1,0) untuk kuning atau visual. Pada tugas akhir ini, digunakan simbol H seperti yang dipakai oleh program NEA dari NASA sebagai sumber data. Kecerlangan tampak tidak hanya bergantung pada jarak dan ukuran asteroid, tetapi juga dipengaruhi oleh derajat iluminasinya atau fase dari asteroid. Seperti bulan pada fase penuh lebih terang dibandingkan dengan saat fase bulan sabit, kecerlangan asteroid juga dipengaruhi posisi orbit asteroid ketika diamati. Kecerlangan pada fase penuh adalah 0,3 magnitudo lebih terang dibandingkan dengan fase parsialnya. Bentuk yang tidak beraturan dan rotasinya mengakibatkan kecerlangan tampak berubah-ubah. Dengan mengamati perubahan ini pada setiap waktu, dapat ditentukan bentuk dari asteroid. Namun tidak sesederhana yang dikira, bentuk dan amplitudo dari kurva cahaya juga bergantung pada sumbu rotasi asteroid. Sehingga diperlukan pengambilan kurva cahaya pada beberapa bagian orbit asteroid. Albedo atau daya pantul permukaan asteroid yang diberi simbol p juga mempengaruhi kecerlangannya. Beberapa asteroid dapat memantulkan 3 atau 4% cahaya matahari yang menyinarinya. Asteroid lain mampu memantulkan 40% dari cahaya datang bergantung dengan komposisi mineral pada permukaan asteroid. Cahaya matahari yang tidak dipantulkan diserap oleh asteroid yang menyebabkan asteroid memanas hingga mencapai titik kesetimbangan. Lalu panas yang berlebih 7
diradiasikan sebagai radiasi inframerah. Karena albedo bergantung pada komposisi mineral asteroid, maka dapat dibedakan berdasarkan kelas spektralnya. 2.3 Diameter Asteroid Dari data pengamatan, Bowell dan Lumme tahun 1979 membuat sebuah persamaaan empiris untuk menghubungkan diameter asteroid dengan albedo p dan magnitudo mutlak H asteroid. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut log d = 3,122 0,5log p 0, 2H (2.1) Rentang diameter untuk asteroid berkisar antara ratusan meter hingga beberapa kilometer. 2.4 Kerapatan Kerapatan masing-masing jenis dapat ditentukan jika telah diketahui komposisinya. Asteroid yang terdiri dari batuan memiliki kerapatan ~2000 hingga 3000 kg m -3 (Hilton 2002), dan besi ~8000 kg m -3. Namun ada beberapa asteroid yang memiliki kerapatan lebih rendah (~500 1500 kg m -3 ) yaitu yang memiliki es sebagai komposisi terbesarnya. 2.5 Meteorit Istilah meteorit ini berlaku untuk asteroid yang jatuh sampai ke permukaan bumi. Meteor adalah segaris cahaya yang tampak di langit yang disebabkan oleh meteoroid yang menghujam atmosfer bumi dan terbakar karenanya. Sebagian dari bintang jatuh yang dilihat ini adalah berupa partikel yang tidak lebih besar dari debu atau pasir. Sebagian meteoroid yang berukuran lebih besar mampu menembus atmosfer bumi hingga membentur permukaan bumi yang menjadi meteorit. Seperti yang telah dikatakan pada awal penjelasan bahwa asteroid yang beredar berkaitan dengan meteorit yang ditemukan di bumi. Sehingga dapat ditelaah 8
komposisi asteroid dengan meneliti komposisi meteorit sesuai dengan spektra yang cocok dengannya. Tabel 2-1 Klasifikasi meteorit berdasarkan komposisi mineralnya No. Kelas Sub-Kelas Jenis Penandaan 1. Besi Hexahedrite Nickel 4-6% (siderite) Logam ~ 95% Octahedrite Nikel 6 14% Kaya akan Nikel Nikel > 10% ataxite hingga 66% 2. Besi-Batu Pallasite Mengandung (siderolite) Siderophyte Lodranit Mesosiderit silikat, beberapa bebas dengan logam 3. Batuan Achondrite Aubrite (enstatite) Rendah Kalsium (aerolite) Diogenites (hypersthene) Chassignite (olivine) Ureilites (olivine-pigeonite) Angrite Kaya Kalsium Nakhalite Howardite Eucrite Achondrite Basaltic Chondrite Enstatite (E) Olivie-bronzite (H)a Olivine-hypersthene (L, L) Chondrite biasa 9
Carbonaceous (C1, C2, C3) atau (CI, CM, CO, CV) Mengandung air, karbon, silikat dan logam Tabel 2-2 Kelas spektral dan rentang albedo No. Kelas Spektral Rentang Albedo Warna dan Profil Spektra Komposisi Mineral Serupa dengan Meteorit 1. Tipe C 0,03 0,07 biru, hampir datar tidak berfitur silikat dan carbon carbonaceous chondrit 2. Tipe S 0,1 0,2 kemerahan, absorbsi Fe 2+ silikat dan logam besi batuan 3. Tipe M 0,10 0,18 sedikit kemerahan tidak berfitur logam, atau logam dan silikat netral nikel-besi enstatite chondrit 4. Tipe E 0,25 0,6 datar tidak berfitur silikat netral enstatite achondrit 5. Tipe R 0,16 0,25 merah fitur yang kuat silikat Fe 2+ belum diketahui 6. Tipe U tidak biasa bermacammacam bermacammacam belum diketahui 2.6 Orbit Asteroid Berkaitan dengan posisi orbitnya, gugus asteroid dapat dikelompokkan menjadi asteroid di sabuk utama (Main Belt) yang terletak di antara orbit Jupiter dan Mars (antara 2 sampai 3,7 AU), di titik kesetimbangan (titik Lagrange) antara Jupiter dan Matahari yang dikenal dengan kelompok Troyan dan terakhir adalah AAA 10
(Apollo,Amor,Aten) yang dapat berpotongan orbit dengan Venus, Mars dan Bumi. Kriteria yang lebih rinci untuk gugus asteroid berdasarkan orbitnya dapat dilihat pada Tabel 2-3 yang disusun oleh Zellner(1979), Kresak(1979) dan Shoemaker et al. (1979). Tabel 2-3 Kriteria gugus asteroid menurut Zellner(1979), Kresak(1979) dan Shoemaker et al. (1979) No Zona Asteroid Krietia Model 1. A1 Aten a< 1,0, Q > 0,983 2. A2 Apollo a 1,0, q 1,017 3. A3 Amor a > 1,0, 1,017< q 1,3 Shoemaker dkk Shoemaker dkk Shoemaker dkk 4. Hu Hungaria 1,82 < a < 2, e < 0,5 dan i >16 0 Zellner 5. Ph Phoceas 2,25 < a < 2,50, e < 0,35 dan i >17 0 Zellner 6. Fl Floras 2,06 < a < 2,29 dan i <10 0 Zellner 7. Ny Nysa a 2,43, e 0,17 dan i 3 0 Zellner 8. I Main Belt I 2,06 < a < 2,50, e < 0,35 dan i <30 0 Zellner 9. II Main Belt II 2,50 < a < 2,82, e < 0,35 dan i <30 0 Zellner 10. Eos Eos a 3,01 e 0,17 dan i 10 0 Zellner 11. Ko Kronis a 2,85, e 0,05 dan i 2 0 Zellner 12. Th Themis a 3,13, e 0,15 dan i 1 0 Zellner 13. III Main Belt III 2,82 < a < 3,27 Zellner 14. IV Main Belt IV 3,27 < a < 3,65, e < 0,35 dan i <30 0 Zellner 15. Hi Hildas 3,80 < a < 4,2, e < 0,35 dan i <30 0 Zellner 16. T Trojan 5,31 < Q < 5,96 dan 4,41< q <5,15 Kresak 17. Z Exceptional Tak terdefinisi 11