Penemuan tak terduga berpotensi mengubah pemahaman kita tentang Awan Oort, struktur misterius di tepi tata surya.
Awan Oort diperkirakan sebagai kumpulan benda-benda es yang mengelilingi Matahari dari jarak yang sangat jauh, ribuan kali jarak orbit Neptunus. Selama ini, ilmuwan berasumsi bentuknya menyerupai bola atau cangkang raksasa.
Namun, saat pembuatan pertunjukan "Encounters in the Milky Way" di Planetarium Hayden, New York, sebuah pola spiral misterius muncul dalam simulasi tiga dimensi Awan Oort. Bentuknya mengingatkan pada galaksi spiral seperti Bima Sakti.
"Saat adegan diputar, spiral itu langsung terlihat. Saya kaget dan bertanya-tanya apakah itu kesalahan visual atau memang nyata," ujar Jackie Faherty, seorang astrofisikawan.
Untuk menjawab pertanyaan ini, Faherty menghubungi David Nesvorny, ilmuwan yang memasok data ilmiah untuk pertunjukan tersebut. Hasilnya mengejutkan, spiral itu bukan kesalahan visual, melainkan hasil nyata dari simulasi berbasis fisika yang dibuat oleh Nesvorny.
Nesvorny awalnya mengira itu hanya artefak visualisasi. Namun, setelah memeriksa ulang data simulasinya, ia mengonfirmasi keberadaan spiral tersebut. Temuan ini kemudian dipublikasikan di The Astrophysical Journal.
Misteri Awan Oort
Awan Oort pertama kali dihipotesiskan pada tahun 1950 oleh astronom Belanda Jan Oort. Ia membayangkannya sebagai lapisan benda-benda es yang mengorbit Matahari hingga jarak 1,5 tahun cahaya, setengah jalan ke bintang terdekat.
Benda-benda es ini adalah sisa-sisa pembentukan awal tata surya yang terlempar ke berbagai arah oleh gravitasi planet-planet besar. Orbit mereka cenderung acak dan tidak sejajar dengan bidang tata surya, sehingga Awan Oort diperkirakan berbentuk bulat.
Sesekali, benda es dari Awan Oort terdorong ke bagian dalam tata surya. Saat mendekati Matahari, panas akan menguapkan sebagian tubuhnya dan membentuk ekor, inilah yang kita kenal sebagai komet. Orbit komet bisa sangat panjang, bahkan membutuhkan jutaan tahun untuk satu kali mengelilingi Matahari.
Meskipun jumlahnya diperkirakan mencapai triliunan, benda-benda di Awan Oort sangat kecil (rata-rata kurang dari 100 km) dan sangat jauh, sehingga hampir mustahil diamati dengan teleskop biasa.
Spiral yang Tersembunyi
Nesvorny baru menyadari pola spiral ini setelah melihat datanya dalam visualisasi tiga dimensi menggunakan koordinat kartesius.
Untuk memverifikasi penemuan ini, ia menjalankan simulasi menggunakan superkomputer NASA, Pleiades. Hasilnya konsisten, spiral muncul di semua simulasi yang ia jalankan, terlepas dari variasi parameter dan interaksi bintang.
Menurutnya, spiral terbentuk karena benda-benda di Awan Oort cukup jauh dari Matahari sehingga tidak hanya dipengaruhi oleh gravitasinya, tetapi juga oleh tarikan gravitasi galaksi (galactic tide). Tarikan ini, yang berasal dari bintang-bintang dan materi gelap di galaksi, perlahan memutar bidang orbit benda-benda es tersebut, membentuk spiral di bagian dalam Awan Oort. Namun, ia menekankan bahwa bagian luar Awan Oort kemungkinan tetap berbentuk bola atau cangkang.
Tantangan Observasi
Meskipun teleskop baru seperti Observatorium Vera C. Rubin di Chili diharapkan mampu mendeteksi benda-benda dari Awan Oort, jumlahnya diperkirakan hanya puluhan, jauh dari ratusan yang dibutuhkan untuk memvisualisasikan spiral secara nyata.
Bagi Faherty, spiral ini menawarkan wawasan penting dalam memahami dinamika tata surya. "Jika kita ingin mengembangkan teori tentang evolusi sistem tata surya, kita perlu memahami bentuk-bentuk struktural seperti ini," katanya. Ia juga menyinggung kemungkinan bahwa komet membawa air atau bahkan cikal bakal kehidupan ke Bumi, sehingga mempelajari bentuk Awan Oort bisa menjadi kunci.
"Ini adalah impian, bisa menyampaikan ilmu yang sangat baru dalam pertunjukan untuk publik. Saya percaya kubah planetarium bisa menjadi alat riset. Ini adalah sains yang belum sempat masuk buku pelajaran," ujar Faherty.
Pandangan Para Ahli
Malena Rice, profesor astronomi di Universitas Yale, menyambut baik temuan tersebut. "Penemuan ini mengubah cara kita membayangkan tata surya, sekaligus memberi petunjuk tentang seperti apa bentuk awan Oort di sistem bintang lain," ujarnya.
Namun, sejumlah ilmuwan lain menilai temuan ini masih bersifat teoritis. Edward Gomez dari Universitas Cardiff menyebut bahwa ide spiral bisa saja benar, tetapi bisa juga dijelaskan oleh model atau proses fisik lain. Tantangan utamanya adalah bagaimana mengujinya, karena hanya sedikit objek Awan Oort yang diketahui.
Simon Portegies Zwart, profesor dinamika bintang dari Universitas Leiden, menambahkan, "Menarik bahwa mereka menemukan spiral, tapi sepertinya kita belum akan benar-benar melihatnya dalam waktu dekat."
