Berlian bukanlah hadiah ulang tahun ke-20 yang tradisional, tetapi kami tidak akan mengeluh, karena berlian ini berasal dari pesawat luar angkasa yang menabrak permukaan Merkurius pada tahun 2015.
Wahana antariksa MESSENGER milik NASA diluncurkan 20 tahun lalu, pada tanggal 2 Agustus 2004, dan meskipun misinya berakhir pada tahun 2015, pengamatan MESSENGER terhadap planet yang terbakar matahari tersebut masih menghasilkan penemuan baru hingga saat ini. Sebuah studi terbaru terhadap data MESSENGER menunjukkan bahwa lapisan berlian setebal 10 mil mungkin berada jauh di dalam Merkurius, di antara mantel planet dan intinya. Itu adalah penemuan yang luar biasa dari wahana antariksa yang sudah tidak beroperasi lagi!
Yongjiang Xu, dari Pusat Penelitian Lanjutan Sains dan Teknologi Tekanan Tinggi di Beijing, dan rekan-rekannya menerbitkan karya mereka di jurnal Komunikasi Alam.
Bercak-bercak gelap pada permukaan Merkurius, terlihat dalam foto ini dari Mariner 10 tahun 1974, adalah grafit.
Batas Luar Angkasa/Arsip Foto/Getty Images
Berlian Kasar
Seperti kebanyakan planet berbatu, Merkurius dulunya adalah bola magma yang mendidih dan bergolak. Seiring waktu, magma itu mendingin dan mengeras, dan dalam prosesnya, ia mengendap menjadi beberapa lapisan — sehingga planet itu memiliki inti bagian dalam yang padat, mantel yang sedikit lebih ringan dan sebagian besar cair, dan kerak luar yang ringan dan berbatu. Untuk mensimulasikan proses itu, Xu dan rekan-rekannya membuat model digital menggunakan data dari MESSENGER yang memberikan petunjuk tentang struktur bagian dalam Merkurius. Mereka juga menghancurkan banyak sampel karbon di laboratorium untuk melihat bagaimana material itu berperilaku di bawah panas dan tekanan yang luar biasa.
Menurut simulasi Xu dan rekan-rekannya, seharusnya ada lapisan berlian di atas inti Merkurius dan tepat di bawah mantelnya — dan ketebalannya bisa mencapai 9 hingga 11 mil. Berlian itu pasti mengkristal dari lautan magma kaya karbon yang pernah menutupi Merkurius miliaran tahun lalu.
Sementara itu, di permukaan, karbon mengkristal menjadi bentuk yang berbeda (dan jauh lebih tidak berkilau) yang disebut grafit. Grafit dan berlian sama-sama karbon murni, tetapi atom-atomnya tersusun dalam struktur kristal yang berbeda, yang membuat kedua material tersebut memiliki sifat yang sangat berbeda. Di permukaan, di mana tekanan dan suhu jauh lebih rendah, karbon membentuk grafit yang gelap dan lembut. Jauh di bawah, tekanan kuat di bawah mantel Merkurius menekan karbon menjadi berlian — jika Xu dan rekan-rekannya benar.
Dalam foto ini, Messenger bersiap untuk pengujian prapeluncuran.
Ensiklopedia Britannica/Universal Images Group/Getty Images
Jangan Tembak Pembawa Pesan
Penemuan ini hanyalah permata ilmiah terbaru yang telah MESSENGER berikan kepada kita sejak peluncurannya 20 tahun lalu. Butuh waktu empat tahun hanya untuk mencapai Merkurius pada tahun 2008, dan kemudian wahana antariksa itu harus melakukan serangkaian penerbangan lintas yang direncanakan dengan saksama untuk memperlambat lajunya agar dapat memasuki orbit Merkurius tanpa juga secara tidak sengaja tertarik ke Matahari. (Mencoba untuk mengarahkan wahana antariksa sedekat itu dengan pengaruh gravitasi Matahari merupakan suatu tantangan.) MESSENGER memasuki orbit Merkurius pada tahun 2011.
Selama empat tahun mengorbit Merkurius, MESSENGER mengungkap beberapa hal mengejutkan tentang planet terdalam Tata Surya kita. Salah satunya adalah grafit yang melapisi permukaannya, yang membuat permukaan planet tampak gelap dan tidak merata — dan memberi Xu dan rekan-rekannya ide untuk simulasi terbaru mereka.
MESSENGER juga mengungkap bahwa Merkurius mengalami gempa tektonik, mirip dengan gempa yang terjadi di Bumi dan Mars, dan bahwa planet yang sudah kecil itu sebenarnya menyusut sedikit setiap tahun. Misi tersebut menemukan bukti adanya air beku jauh di dalam bayangan permanen beberapa kawah kutub Merkurius. Dan bahkan ada petunjuk bahwa beberapa kimia organik, dan mungkin bahkan sel-sel yang sangat sederhana, dulunya bisa saja hidup di bawah permukaan planet itu.
Simulasi Xu dan rekan-rekannya dapat membantu menjelaskan penemuan MESSENGER lainnya yang paling penting: medan magnet Merkurius yang sangat kuat.
Untuk planet sekecil itu, Merkurius memiliki medan magnet yang sangat kuat. Jika Xu dan rekan-rekannya benar, lapisan berlian yang terletak di bawah mantel dapat mengubah cara panas mengalir dari inti ke mantel (karena berlian mentransfer panas dengan sangat efisien). Hal itu, pada gilirannya, dapat mengubah cara konveksi, arus yang didorong oleh cairan panas yang naik dan cairan dingin yang tenggelam, terjadi di lapisan luar inti Merkurius yang meleleh. Dan karena semua logam cair yang mengalir itu merupakan bagian dari apa yang menghasilkan medan magnet, lapisan berlian dapat menjadi bagian besar dari penjelasannya.
Misi MESSENGER berakhir secara dramatis pada tanggal 30 April 2015, ketika wahana antariksa itu menabrak permukaan Merkurius dengan kecepatan lebih dari 8.000 mil per jam. Karena MESSENGER berada di sisi terjauh planet itu pada saat itu, tim manusia di Bumi tidak menyaksikan saat-saat terakhirnya; mereka hanya mendengar kesunyian wahana antariksa yang mati itu yang gagal melanjutkan kontak radio beberapa saat kemudian.
MESSENGER menjadi dasar bagi misi BepiColombo milik Badan Antariksa Eropa, dan mungkin juga dapat menjelaskan bagian dalam planet berbatu lainnya.
“Proses yang menyebabkan terbentuknya lapisan berlian di Merkurius mungkin juga terjadi di planet lain, yang berpotensi meninggalkan jejak serupa,” kata Yanhao Lin, juga dari Pusat Penelitian Lanjutan Sains dan Teknologi Tekanan Tinggi di Beijing dan salah satu penulis studi terbaru, dalam sebuah pernyataan baru-baru ini. Kekayaan Alam Semesta tampaknya hanya tumbuh seiring waktu.