TEORI PROTOPLANET

Pencarian teori pembentukan Tata Surya sampai dengan tahun 1960 menunjukkan betapa tidak mudahnya menemukan satu teori yang paling memungkinkan. Apalagi masing-masing teori yang dibangun masih menyisakan masalah mendasar yang belum terpecahkan. Sejak tahun 1960, pendekatan baru maupun pengembangan dari pendekatan yang sudah ada menjadi perhatian dalam pencarian teori pembentukan Tata Surya. Teori-teori yang lahir sejak tahun 1960 adalah Teori Proto-planet (1960, 1988), Teori Akresi (1961), Teori Capture (Penangkapan) (1964), Teori Nebula Matahari (1973) dan Teori Laplace Modern (1974).

Teori Proto-planet

Proto planet merupakan embrio planet didalam piringan yang tarik menarik satu sama lainnya secara gravitasi dan bertubrukan. Proto planet akan saling mengganggu orbit satu sama lainnya dan bertabrakan membentuk planet (terjadi coalesce yang membentuk planet). Teori proto planet dikemukakan McCrea pada tahun 1960 dengan ide awal, pembentukan bintang dan planet harus dipertimbangkan secara bersamaan. Tak mungkin pembentukan planet dipertimbangkan tanpa memikirkan bagaimana bintang terbentuk. Untuk mendukung idenya, McCrea kemudian membangun teori untuk mendukung keberadaan idenya tersebut. Teori tersebut menunjukkan pembentukkan sebuah sistem, bintang dan planet. Teori ini juga menunjukkan bagaimana bintang bisa memiliki sebagian besar massa dan planet-planet memiliki sebagian besar momentum sudut sistem.

Titik awal yang digunakan McCrea adalah awan antar bintang yang terdiri dari gas dan debu yang akan membentuk galactic cluster. Sekitar 1% massa awan berbentuk buiran sedangkan sisanya merupakan campuran kosmik daro hidrogen dan helium. Asumsinya awan berada dalam kondisi turbulensi supersonik. Tabrakan antar elemen terjadi didalamnya, mengakibatkan hampir seluruh massa awan memiliki daerah yang dipadatkan dan berisi gas. Dalam model awal pada tahun 1960, daerah yang dipadatkan tersebut disebut floccules dengan massa 3 kali massa Bumi. Tahun 1988, McCrea memperbaharui modelnya dan meningkatkan massa floccules menjadi lebih dari 100 kali massa Bumi dan kemudian didesain ulang sebagai proto-planet. Istilah blob akan dipakai untuk kumpulan massa tersebut sehingga dapat dibedakan dari proto planet, embrio (berasal dari coalesce blob) yang akan mengalami keruntuhan dan membentuk planet.

Di dalam awan, terjadi tubrukan inelastik antar blob yang mengakibatkan terjadinya coalesce dan blob tersebut akan bertumbuh menjadi kumpulan yang lebih besar. Di setiap daerah dalam awan, akan ada satu objek (kumpulan hasil coalesce / gabungan blob yang lebih besar dibanding materi dsekitarnya) di setiap daerah yang menjadi dominan dan menyerap hampir semua blobs yang ada disekitarnya, dan pada akhirnya membentuk proto bintang. Proto bintang ini akan memulai perjalanan evolusinya di Deret Utama. Blobs yang kemudian menjadi proto bintang berasal dari berbagai arah, akibatnya momentum sudut yang dihasilkan juga akan berasal dari hasil acak kontribusi salah satu blobs. Momentum sudut yang hilang akan dimiliki oleh beberapa blob atau kumpulan blob yang sudah terakresi menjadi satu, di orbit sekeliling proto bintang. McCrea menunjukkan dalam hal ini jumlah blob atau kumpulan yang dibutuhkan kecil dan mendekati jumlah planet yang teramati saat itu.

Planet raksasa seperti Jupiter diperkirakan terbentuk dari hasil coalesce sejumlah blob. McCrea juga mengasumsikan semua proto planet pada awalnya lebih masif dibanding planet yang tersisa saat ini dan tampaknya sebagian diantaranya mengalami kehilangan massa. Dalam proses keruntuhan, proto planet akan menjadi tidak stabil dan pecah menjadi 2 bagian dnegan perbandingan massa 8 : 1. Spin momentum sudut proto planet akan tampak sebagai gerak relatif antara kedua fragmen yang mengitari pusat massa. Dalam gerakannya, fragmen yang kurang masif akan memiliki gerak relatif 8 kali gerak fragmen yang lebih masif.

Kecepatan lepas di bagian terluar Tata Surya sangat kecil dan menurut McCrea kehilangan massa yang terjadi hanya sedikit di daerah planet-planet utama dan meninggalkan sebagian besar massanya (planet) tetap stabil berotasi dengan spin (putaran) yang cepat. Hasil lain dari keruntuhan proto planet ke dalam 2 bagian kecil, kedua bagian tersebut akan terkondensasi dan tertahan oleh fragmen yang lebih besar menjadi satelit dari sistem tersebut (fragmen yang lebih besar merupakan planet yang terbentuk).

Proses yang berbeda terjadi di bagian dalam sistem. Asumsinya, pemisahan rotasi akan mengambil alih setelah terjadinya pengumpulan materi dan terjadinya ketidakstabilan rotasi di inti. Disini objek akan terbentuk dan objek yang kecil ini tidak akan memiliki kecepatan lepas yang cukup karena berada terlalu dekat dengan Matahari. Menurut McCrea pemisahan inti yang membentuk planet tersebut adalah pasangan Bumi – Mars dan Merkurius – Venus.

Potensi Masalah yang dihadapi oleh teori ini, blobs haruslah stabil untuk beberapa lama untuk bergabung dan membentuk proto bintang atau kumpulan-kumpulan kecil. Selain itu harus ada demonstrasi yang menunjukkan kalau momentum sudut yang hilang setelah terbentuk proto bintang memang diambil oleh orbit proto planet dan bukan hal lainnya. Selain itu mekanisme dasar yang diberikan McCrea tidak menjelaskan sistem planet yang datar dalam orbit lingkaran.