Bahkan asteroid yang berukuran relatif kecil pun bisa memiliki sejarah yang sangat bergejolak. Wahana antariksa Lucy NASA baru-baru ini mengungkapkan bahwa asteroid Donaldjohanson adalah benda goyah berbentuk kacang yang dibentuk oleh tabrakan, sinar matahari, dan bahkan pertemuan singkat dengan air di masa lalu.
Asteroid ini terbentuk sekitar 155 juta tahun yang lalu ketika pecahan-pecahan tabrakan dahsyat secara bertahap menyatu. Sejak itu, kekuatan halus namun terus-menerus yang dihasilkan oleh sinar matahari telah mengubah rotasinya, sementara jejak air purba tetap terawetkan di permukaan berbatu.
Pada tanggal 20 April 2025, Lucy melintas dalam jarak 650 mil dari Donaldjohanson saat melintasi sabuk asteroid utama dalam perjalanan menuju sekelompok asteroid Trojan Jupiter. Selama terbang lintas, pesawat ruang angkasa mengambil gambar close-up pertama dan mengumpulkan pengukuran ilmiah secara rinci. Pengamatan ini mengungkapkan sebuah asteroid yang tidak berputar seperti yang diperkirakan para ilmuwan.
Lucy juga memberikan gambaran rinci tentang bentuk Donaldjohanson yang tidak biasa, serta kawah, punggung bukit, dan fitur permukaan lainnya yang membantu menceritakan kisah evolusinya.
Flyby of Lucy asteroid mengungkapkan rotasi yang tidak biasa
Pertemuan tersebut berfungsi sebagai latihan untuk kunjungan Lucy ke asteroid Trojan di masa depan, dimulai dengan terbang melintasi Eurybates pada 12 Agustus 2027. Dengan menguji sistem pesawat ruang angkasa dan operasi misinya, para ilmuwan memiliki kesempatan berharga untuk mempelajari asteroid yang sebelumnya belum dijelajahi dan membandingkannya dengan Bennu dan Ryugu, dua asteroid yang telah diperiksa dengan cermat selama misi pengembalian sampel.
Para peneliti melaporkan temuan mereka pada 18 Juni di jurnal Sains.
Sebelum Lucy tiba, para astronom yang mempelajari Donaldjohanson dari Bumi memperhatikan pola berulang dalam kecerahan asteroid. Pengamatan ini menunjukkan bahwa itu adalah objek memanjang yang berputar setiap 10,5 hari Bumi.
Pengukuran jarak dekat yang dilakukan pesawat ruang angkasa mengungkapkan kenyataan yang lebih kompleks.
Daripada berputar pada satu sumbu seperti kebanyakan asteroid dan planet, Donaldjohanson berperilaku lebih seperti gasing yang goyah. Para ilmuwan menemukan bahwa ia berputar dari ujung ke ujung setiap 10,5 hari sekali sambil bergoyang maju mundur pada sumbu panjangnya setiap 26,5 hari sekali.
Asteroid berbentuk kacang terbentuk dari tumbukan purba
Pengamatan Bumi telah menunjukkan bahwa Donaldjohanson berbentuk memanjang, namun Lucy menunjukkan bahwa asteroid tersebut sebenarnya terdiri dari dua lobus yang dihubungkan oleh leher yang sempit.
Para ilmuwan menggambarkan jenis struktur ini sebagai bilobed. Ini mungkin terbentuk ketika dua fragmen yang dihasilkan oleh tumbukan sebelumnya saling hanyut dan bergabung karena gravitasinya sendiri.
Para peneliti memperkirakan asteroid itu berputar setidaknya sepuluh kali lebih cepat tak lama setelah pembentukannya. Namun, selama 20 hingga 60 juta tahun terakhir, rotasi ini perlahan melambat.
Ketika kecepatan rotasi menurun, keseimbangan antara gaya sentrifugal dan gravitasi berubah. Bebatuan dan puing-puing bergerak menuruni lereng, membentuk kembali sebagian permukaan dan berkontribusi terhadap penampakan banyak kawah yang terlihat pada gambar Lucy.
Tim yakin perlambatan ini disebabkan oleh efek YORP, sebuah proses halus yang disebabkan oleh sinar matahari.
Saat sinar matahari memanaskan asteroid, permukaannya melepaskan energi ini dalam bentuk radiasi infra merah. Meskipun gaya mundur yang dihasilkan sangat kecil, ia bekerja terus menerus selama jutaan tahun. Karena bentuk Donaldjohanson tidak rata, gaya-gaya kecil ini tidak sepenuhnya menghilangkan satu sama lain, melainkan menciptakan efek memutar yang secara bertahap mengubah rotasi asteroid.
Proses yang sama dapat memperlambat atau mempercepat rotasi asteroid. Bennu, yang berputar setiap empat jam sekali, dan Ryugu, yang berputar setiap tujuh jam sekali, mungkin berputar jauh lebih lambat di masa lalu sebelum YORP mempercepatnya.
Bukti adanya air kuno di Donaldjohanson
Saat Lucy melewati Donaldjohanson dengan kecepatan sekitar 30.000 mph, instrumennya mendeteksi mineral tanah liat kaya zat besi di permukaan asteroid.
Mineral-mineral ini hanya bisa terbentuk dengan adanya air cair. Namun, para ilmuwan yakin paparan terhadap air tersebut relatif singkat.
Seiring waktu, interaksi yang berkepanjangan dengan air cenderung menggantikan zat besi dalam mineral tanah liat dengan unsur lain seperti magnesium. Karena tanah liat Donaldjohanson tetap kaya akan zat besi, para peneliti menyimpulkan bahwa air cair hanya ada dalam jangka waktu terbatas.
Situasinya tampak berbeda bagi Bennu dan Ryugu. Kedua asteroid tersebut mengandung tanah liat yang kaya magnesium, menunjukkan bahwa mereka mengalami periode paparan air yang jauh lebih lama, mungkin berlangsung jutaan tahun, saat mereka masih menjadi bagian dari induk yang lebih besar.
Perbedaan tersebut mungkin menunjukkan bahwa asteroid induk terbentuk pada waktu yang berbeda atau di wilayah berbeda di tata surya sebelum akhirnya berpindah ke sabuk asteroid utama.
Perbandingan Donaldjohanson, Bennu dan Ryugu
Para ilmuwan yakin Donaldjohanson berasal dari sisa-sisa batuan asteroid yang lebih besar, kaya akan karbon dan air, yang pecah akibat tabrakan di dalam sabuk asteroid utama.
Bennu dan Ryugu mungkin terbentuk dalam proses yang serupa dan di wilayah umum yang sama. Namun, ada perbedaan penting yang membedakannya.
Donaldjohanson baru berusia sekitar 155 juta tahun, membuatnya jauh lebih muda dibandingkan Bennu dan Ryugu, yang diperkirakan terbentuk 1 hingga 2 miliar tahun lalu.
Sejarah orbitnya juga berbeda. Donaldjohanson tetap berada di sabuk asteroid sejak pembentukannya, sementara Bennu dan Ryugu akhirnya bermigrasi ke orbit dekat Bumi yang secara berkala mendekatkan mereka ke planet kita. Lintasan ini menjadikan mereka tujuan ideal untuk misi pengembalian sampel.
“Adalah berguna bagi para ilmuwan untuk membandingkan Donaldjohanson dengan asteroid seperti Bennu dan Ryugu, yang tampaknya merupakan asteroid serupa, karena setiap perbedaan halus merupakan petunjuk lain untuk kisah asal usul kita,” kata Simone Marchi, wakil peneliti utama Lucy dan penulis utama studi tersebut di kantor Southwest Research Institute di Boulder, Colorado.
“Saat kita mulai mempelajari lebih lanjut tentang Trojan, populasi batuan luar angkasa yang sangat berbeda dengan sejarah yang sangat berbeda, pemahaman kita tentang bagaimana tata surya terbentuk pasti akan mendapat tantangan,” kata Marchi.
Dinamakan berdasarkan fosil nenek moyang manusia terkenal yang ditemukan di Ethiopia pada tahun 1974, Lucy ditetapkan menjadi misi pertama untuk menjelajahi asteroid Trojan Jupiter. Benda-benda kuno dan relatif tidak berubah ini terbentuk pada awal sejarah tata surya dan dapat membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana planet terbentuk dan bermigrasi sebelum menempati posisinya saat ini.
Tentang Misi Lucie
Penyelidik utama Lucy berbasis di kantor Southwest Research Institute di Boulder, Colorado, yang berkantor pusat di San Antonio. Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, mengawasi manajemen misi, rekayasa sistem, serta keselamatan dan jaminan misi. Lockheed Martin Space di Littleton, Colorado, membangun pesawat ruang angkasa.
Lucy adalah misi ke-13 dalam program Discovery NASA. Program ini dikelola oleh Marshall Space Flight Center NASA di Huntsville, Alabama, atas nama Direktorat Misi Sains badan tersebut di Washington.
