Salju Tabir Surya di Planet Kepler-13Ab

Penjelajah yang singgah di sisi malam abadi planet Kepler-13Ab bisa menikmati turunnya salju tabir surya di planet ini.

Seandainya sistem Kepler-13Ab ini bisa dikunjungi, tentu akan unik sekali. Planet Kepler-13Ab yang ditemukan pada tahun 2011 ini mengitari bintang Kepler-13A yang merupakan bintang bertiga. Dua diantaranya yakni Kepler-13A dan Kepler-13B merupakan bintang kelas A yang lebih panas dan lebih masif dari Matahari sedangkan planet ketiga yakni Kepler-13C merupakan bintang katai K yang lebih kecil dan lebih redup dari Matahari. Artinya bintangnya juga lebih dingin.

Ilustrasi planet Kepler-13Ab yang mengitari sistem bintang bertiga Kepler-13. Tampak bintang Kepler-13A yang jadi bintang induk dan 2 bintang lainnya di kejauhan. Kredit: NASA, ESA, & G. Bacon (STScI)
Ilustrasi planet Kepler-13Ab yang mengitari sistem bintang bertiga Kepler-13. Tampak bintang Kepler-13A yang jadi bintang induk dan 2 bintang lainnya di kejauhan. Kredit: NASA, ESA, & G. Bacon (STScI)

Planet Kepler-13Ab

Di sistem bintang bertiga inilah, Wahana Kepler berhasil menemukan sebuah planet Jupiter panas yang mengitari bintang Kepler-13A pada jarak 0,0342 AU atau hanya ~ 5 juta km dari bintang induknya. Bandingkan dengan Merkurius yang jaraknya 57,9 juta km. Akibatnya, planet ini memiliki periode yang juga pendek. Kepler-13Ab hanya butuh kurang dari 2 hari (1,76 hari) untuk mengitari bintang induknya.

Jarak yang dekat dengan bintang juga menyebabkan planet Kepler-13Ab terkunci gravitasinya dengan sang bintang induk. Artinya, salah satu sisi planet akan selalu berhadapan dengan bintang dan selalu siang. Dan sisi lainnya akan selalu malam.

Bisa dibayangkan betapa panasnya bintang ini. Bintang Kepler-13A yang berada 1729 tahun cahaya dari Bumi, diketahui memiliki temperatur 7650 K. Ditambah jarak yang luar biasa dekat, tak pelak eksoplanet Kepler-13Ab juga memiliki temperatur yang tak kalah panas, yakni 2750 K.

Seandainya kita ingin mencari planet batuan yang bisa menopang kehidupan, maka harapan terbaik adalah menemukan planet mirip Bumi pada jarak 2,7 – 4,13 AU yang merupakan area laik huni bintang ini. Tapi, sejak 2011 sampai sekarang, planet Kepler-13Ab jadi satu-satunya planet yang ditemukan di sistem bintang bertiga ini.

Penemuan eksoplanet di bintang lain memang menarik. Harapan untuk menemukan planet serupa Bumi jelas menjadi tantangan tersendiri. tapi pencarian itu tidak bisa berhenti hanya pada penemuan beragam palnet. Untuk mengetahui kondisi sebuah planet, selain faktor bintang kita perlu mengetahui kondisi planet itu sendiri.

Salah satu yang harus dipelajari adalah atmosfer planet. Mempelajari atmosfer exoplanet memang tidak mudah karena kita tidak bisa melihat langsung planet tersebut.  Planet Kepler-13Ab jadi incaran untuk dipelajari para astronom dari Penn State University yang dipimpin oleh Prof. Thomas Beatty karena planet ini merupakan salah stau planet terpanas. Pengamatan yang dilakukan Beatty dan tim memperlihatkan kalau sisi siang Kepler-13Ab memiliki temperatur ~3000 K.

Salju Tabir Surya

Perbandingan planet Kepler-13Ab dan planet di Tata Surya. Kredit: NASA, ESA,dan A. Feild (STScI)
Perbandingan planet Kepler-13Ab dan planet di Tata Surya. Kredit: NASA, ESA,& A. Feild (STScI)

Untuk mempelajari atmosfer planet Kepler-13b, para astronom melakukan pengamatan 2 peristiwa transit dari Kepler-13Ab, saat ia melintas di depan bintang dan saat planet ini menghilang dari pengamat. Dari pengamatan inilah para astronom bisa mengetahui kondisi atmosfer di Kepler-13Ab dan untuk pertama kalinya berhasil menemukan bukti proses perangkap dingin di planet.

Yang ditemukan memang menarik/ Ada salju titanium oksida (TiO) di planet Kepler-13Ab.

Titanium Oksida atau titania di Bumi biasanya digunakan sebagai bahan pembuat cat, krim tabir surya, atau pewarna makanan.

Salju titanium oksida atau salju tabir surya ini ditemukan turun di area malam abadi di planet Kepler-13Ab. Uniknya, tabir surya yang ada di area malam ini tidak tampak di area siang yang selalu menerima cahaya bintang. Jadi, kalau ada penjelajah yang singgah, sebaiknya kumpulkan tabir surya di sisi malam untuk digunakan di sisi siang.

Para astronom yang mengamati Kepler-13Ab ini memang bukan mencari tabir surya di planet asing. Yang mereka lakukan adalah mempelajari atmosfer dan menemukan atmosfer yang semakin dingin seiring bertambahnya ketinggian. Ini adalah kondisi atmosfer yang normal tapi tidak normal untuk planet – planet Jupiter panas.

Pada planet Jupiter panas, seharusnya terjadi pembalikan temperatur sehingga semakin tinggi atmosfer, temperatur juga semakin meningkat. Agar terjadi pembalikan temperatur, butuh molekul gas penyerap yang kuat yang bisa meningkatkan opasitas thermal untuk mencegah pendinginan pada atmosfer. Molekul gas yang jadi pemicu pembalikan temperatur ini adalah titanium oksida dan vanadium oksida. Kedua molekul ini akan jadi gas pada temperatur minimum 1800 K.

Singkatnya, pada planet Jupiter panas, titanium oksida berfungsi untuk menyerap cahaya dan memancarkannya kembali sebagai panas. Karena itu, semakin tinggi atmosfer maka temperaturnys akan semakin hangat.

Hasil pengamatan para astronom juga memperlihatkan tidak ada bukti kuat yang menjadi petunjuk terjadinya pembalikan temperatur pada planet Jupiter panas yang sisi siangnya lebih dingin dari 2500 K.

Jika tidak ada pembalikan temperatur yang bisa diamati pada sisi siang, maka artinya gas titanium oksida yang pada umumnya ditemukan di planet Jupiter panas sudah tidak ada lagi di atmosfer. Dengan demikian, tidak ada gas yang bisa menghalangi terjadinya pendinginan.

Misteri Hilangnya Pembentuk Tabir Surya

Tapi, bagaimana titanium oksida aka si bahan tabir surya menghilang ini yang jadi pertanyaan. Akibatnya, temperatur atmosfer jadi semakin dingin seiring bertambahnya ketinggian.

Diperkirakan titanium oksida menghilang dari sisi siang akibat disapu angin kencang yang membawa gas tersebut ke area sekitarnya. Akibatnya, titanium oksida berkondensasi menjadi serpihan kristal yang membentuk awan.

Planet Kepler-13Ab diketahui juga memiliki gaya tarik yang sangat kuat. Gravitasinya enam kali lebih besar dari Jupiter atau ~ 148,7 m/det2. Kalau dibandingkan dengan Bumi, gravitasi planet Kepler-13Ab itu ~15 kali lebih kuat. Gaya tarik yang sedemikian besar menyebabkan gas titanium oksida di atmosfer teratas ditarik turun dan terperangkap di lapisan atmosfer terendah.

Proses ini dikenal sebagai perangkap dingin atau proses memerangkap dingin. Teori perangkap dingin sudah dikemukakan para astronom sebelumnya. Menurut teori perangkap dingin, presipitasi atau pengendapan bisa terjadi pada planet masif yang panas dan punya gravitasi yang kuat.

Meskipun salju tabir surya ini turun di planet Kepler-13Ab, salju tersebut tidak turun terlalu jauh karena molekul ini disapu kembali ke area yang lebih panas dan pada akhirnya menguap jadi gas.

Hasil pengamatan Kepler-13Ab ini meberi informasi pada astronom bagaimana kondensat dan awan terbentuk di planet Jupiter panas dan bagaimana pengaruh gravitasi pada komposisi atmosfer planet.

Jadi, berminat singgah untuk mengumpulkan tabir surya dalam penjelajahan jarak jauh di alam semesta?

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.

Tulis komentar dan diskusi...