Perangkap dingin dalam ilmu astoromi (dalam bahasa Inggris : cold trap) adalah wilayah yang memiliki suhu sangat rendah sehingga mampu membekukan dan menjebak zat volatil seperti air, karbon dioksida, atau metana.^[1]Konsep ini digunakan untuk menjelaskan mekanisme pelestarian es dan gas beku pada permukaan benda langit tanpa atmosfer maupun di lapisan atas atmosfer adiabatik. Pada benda langit tanpa atmosfer, es yang terperangkap di dalam cold trap dapat bertahan selama waktu geologis, memberikan informasi penting tentang kondisi awal Tata Surya.

Beberapa benda langit di Tata Surya seperti Merkurius, Bulan, dan Ceres memiliki kemiringan sumbu rotasi yang sangat kecil, mendekati nol. Hal ini menyebabkan adanya wilayah di sekitar kutub yang tidak pernah menerima sinar Matahari langsung. Harold Urey mencatat bahwa kawah atau cekungan di wilayah tersebut dapat membentuk bayangan permanen yang bertahan selama jutaan hingga miliaran tahun.^[2] Karena tidak adanya atmosfer yang mampu mendistribusikan panas melalui konveksi, daerah bayangan tersebut tetap sangat dingin.^[3] Molekul volatil seperti air yang mencapai daerah bayangan ini dapat membeku dan tetap stabil untuk jangka waktu geologis yang panjang.^[4]

Daerah bayangan permanen tidak menerima sinar Matahari secara langsung. Sebagian besar energi panas yang diterima berasal dari radiasi yang dipantulkan dan dipancarkan oleh topografi di sekitarnya. Karena lapisan permukaan benda langit tanpa atmosfer bersifat berpori dan memiliki konduktivitas panas rendah, perpindahan panas secara horizontal dapat diabaikan. Oleh sebab itu, suhu daerah tersebut dapat dimodelkan menggunakan algoritma sorot sinar atau penelusuran sinar yang dipadukan dengan model konduksi panas vertikal satu dimensi (1D).^[5] Dalam kasus tertentu, seperti kawah berbentuk mangkuk, suhu kesetimbangan dapat ditentukan secara matematis.^[6]

Suhu dan kestabilan cold trap dapat dipelajari melalui penginderaan jauh oleh wahana pengorbit. Instrumen Diviner Radiometer pada Lunar Reconnaissance Orbiter telah mengukur suhu ekstrem pada daerah kutub Bulan.^[7] Di Merkurius, bukti keberadaan es di dalam cold trap diperoleh dari pengamatan radar,^[8] reflektansi optik,^[9][10] dan citra tampak.^[11] Sementara itu, pada Ceres, fitur serupa berhasil diidentifikasi oleh wahana antariksa Dawn.^[12]

1. ^ Landis, Margaret E.; Hayne, Paul O.; Williams, Jean-Pierre; Greenhagen, Benjamin T.; Paige, David A. (2022-02-01). "Spatial Distribution and Thermal Diversity of Surface Volatile Cold Traps at the Lunar Poles". The Planetary Science Journal. 3 (2): 39. doi:10.3847/psj/ac4585. ISSN 2632-3338. Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
2. ^ Lucey, P. G. (2009-02-01). "The Poles of the Moon". Elements (dalam bahasa Inggris). 5 (1): 41–46. doi:10.2113/gselements.5.1.41. ISSN 1811-5209.
3. ^ Rubanenko, Lior; Aharonson, Oded (2017-11-01). "Stability of ice on the Moon with rough topography". Icarus. 296: 99–109. doi:10.1016/j.icarus.2017.05.028. ISSN 0019-1035.
4. ^ Watson, Kenneth; Murray, Bruce C.; Brown, Harrison (1961). "The behavior of volatiles on the lunar surface". Journal of Geophysical Research (1896-1977) (dalam bahasa Inggris). 66 (9): 3033–3045. doi:10.1029/JZ066i009p03033. ISSN 2156-2202.
5. ^ Vasavada, Ashwin R.; Paige, David A.; Wood, Stephen E. (1999-10-01). "Near-Surface Temperatures on Mercury and the Moon and the Stability of Polar Ice Deposits". Icarus. 141 (2): 179–193. doi:10.1006/icar.1999.6175. ISSN 0019-1035.
6. ^ Buhl, David; Welch, William J.; Rea, Donald G. (1968). "Reradiation and thermal emission from illuminated craters on the lunar surface". Journal of Geophysical Research (1896-1977) (dalam bahasa Inggris). 73 (16): 5281–5295. doi:10.1029/JB073i016p05281. ISSN 2156-2202.
7. ^ Paige, David A.; Siegler, Matthew A.; Zhang, Jo Ann; Hayne, Paul O.; Foote, Emily J.; Bennett, Kristen A.; Vasavada, Ashwin R.; Greenhagen, Benjamin T.; Schofield, John T. (2010-10-22). "Diviner Lunar Radiometer Observations of Cold Traps in the Moon's South Polar Region". Science. 330 (6003): 479–482. doi:10.1126/science.1187726.
8. ^ Harmon, J. K.; Perillat, P. J.; Slade, M. A. (2001-01-01). "High-Resolution Radar Imaging of Mercury's North Pole". Icarus. 149 (1): 1–15. doi:10.1006/icar.2000.6544. ISSN 0019-1035.
9. ^ Neumann, Gregory A.; Cavanaugh, John F.; Sun, Xiaoli; Mazarico, Erwan M.; Smith, David E.; Zuber, Maria T.; Mao, Dandan; Paige, David A.; Solomon, Sean C. (2013-01-18). "Bright and Dark Polar Deposits on Mercury: Evidence for Surface Volatiles". Science. 339 (6117): 296–300. doi:10.1126/science.1229764.
10. ^ Rubanenko, L.; Mazarico, E.; Neumann, G. A.; Paige, D. A. (2017-03). "Evidence for Surface and Subsurface Ice Inside Micro Cold-Traps on Mercury's North Pole". 48th Annual Lunar and Planetary Science Conference (dalam bahasa Inggris) (1964): 1461.
11. ^ Chabot, Nancy L.; Ernst, Carolyn M.; Denevi, Brett W.; Nair, Hari; Deutsch, Ariel N.; Blewett, David T.; Murchie, Scott L.; Neumann, Gregory A.; Mazarico, Erwan (2014-12). "Images of surface volatiles in Mercury's polar craters acquired by the MESSENGER spacecraft". Geology (dalam bahasa Inggris). 42 (12): 1051–1054. doi:10.1130/G35916.1. ISSN 1943-2682.
12. ^ Schorghofer, Norbert; Mazarico, Erwan; Platz, Thomas; Preusker, Frank; Schröder, Stefan E.; Raymond, Carol A.; Russell, Christopher T. (2016). "The permanently shadowed regions of dwarf planet Ceres". Geophysical Research Letters (dalam bahasa Inggris). 43 (13): 6783–6789. doi:10.1002/2016GL069368. ISSN 1944-8007.