Jupiter Ultrapanas, Tipe Planet Terbaru di Sistem Extrasolar

Ada tipe baru dalam exoplanet. Jupiter ultrapanas, planet gas raksasa terpanas dalam kelompok planet yang mengorbit bintang lain.

Ilustrasi exoplanet Jupiter ultrapanas WASP-121b. Kredit: Engine House VFX, At-Bristol Science Centre, University of Exeter/NASA
Ilustrasi exoplanet Jupiter ultrapanas WASP-121b. Kredit: Engine House VFX, At-Bristol Science Centre, University of Exeter/NASA

Exoplanet Jupiter Ultrapanas

Seperti halnya planet Jupiter panas, populasi baru dalam exoplanet yang didefinisikan sebagai planet Jupiter ultrapanas ditemukan mengorbit pada jarak yang dekat dari bintang. Lokasi yang dekat dengan bintang menyebabkan planet ini terkunci gravitasinya dengan bintang induk. Akibatnya, hanya ada satu sisi planet yang selalu berhadapan dengan bintang dan selalu siang, sedangkan sisi lain yang tak pernah bertatap muka dengan bintang akan selalu malam.

Sisi siang planet Jupiter ultrapanas juga lebih panas dibanding planet Jupiter panas yang temperatur sisi siangnya kurang dari 2000ºC. Selain itu, karakteristik atmosfer kedua tipe ini juga berbeda.

Planet Jupiter ultrapanas memang termasuk tipe langka yang dihasilkan dari pembentukan planet. Akan tetapi, dari hasil pengamatan saat ini ada beberapa planet yang bisa masuk kategori ini. Di antaranya adalah  WASP-121b, WASP-103b, WASP-18b, dan HAT-P-7b. Keempat planet inilah yang jadi target pengamatan untuk memahami karakteristik exoplanet Jupiter ultrapanas, khususnya untuk mengetahui kelimpahan air di atmosfer.

Dari informasi kelimpahan air, komposisi planet bisa diketahui dan pada akhirnya bagaimana planet terbentuk juga bisa dipahami.

Spektrum planet-planet Jupiter ultrapanas yang diterima teleskop Hubble dan Spitzer berhasil mengungkap cerita menarik. Komposisi atmosfer Jupiter ultrapanas masih termasuk normal sesuai dengan teori pembentukan planet. Akan tetapi, atmosfer pada area siang justru tampak seperti bintang, bukan seperti planet pada umumnya.

Temperaturnya, jangan ditanya! Sangat panas.

Dari planet yang diamati, sisi siang exoplanet WASP-121b diketahui bisa mencapai 2000º C – 3000º C, sementara sisi malamnya justru lebih dingin 1000º C.

Misteri Air Yang Hilang

Proses transisi kimia pada planet gas raksasa serupa Jupiter. Mulai dari yang dingin seperti Jupiter di Tata Surya sampai Jupiter ultrapanas. Kredit: Michael Line/ASU

Air. Molekul yang satu ini diketahui umum ditemukan pada atmosfer planet Jupiter panas. Karena itu, ketika tipe Jupiter ultrapanas ditemukan, para astronom juga menduga kalau planet-planet ini akan memperlihatkan jejak air pada spektrumnya.

Ternyata, tidak demikian. Air justru tidak tampak pada spektrum sisi siang planet. Tapi, data kelimpahannya hampir sama dengan kelimpahan air pada planet yang lebih dingin. Selain itu, ditemukan variasi rasio kelimpahan molekul pada ketinggian atmosfer yang berbeda.

Hipotesis awal, planet Jupiter ultrapanas yang terbentuk memiliki karbon yang jauh lebih banyak dibanding oksigen. Akan tetapi ide ini masih belum bisa menjelaskan jejak air yang ditemukan pada perbatasan area siang dan malam.

Apa yang terjadi?

Jarak planet yang sangat dekat dengan bintang menyebabkan planet menerima radiasi yang sangat kuat dari bintang. Terutama pada sisi siang yang berhadapan dengan bintang. Karena itu, temperatur di sisi siang jadi sangat tinggi sehingga sebagian besar molekul mengalami disosiasi termal sedangkan alkali justru terionisasi. Disosiasi adalah proses kimia dimana molekul terpecah jadi partikel yang lebih kecil, atau jadi atom-atomnya kembali.

Dari pengamatan pada exoplanet Jupiter ultrapanas, molekul yang mengalami disosiasi di antaranya adalah air (H2O), titanium oksida (TiO), vanadium oksida (VO), dan hidrogen (H2). Menariknya karbon monoksida (CO) justru tidak mengalami disosiasi karena ikatan molekular yang lebih kuat. Di antara molekul yang terdisosiasi atau pecah ini, molekul air justru tampak menghilang dari spektrum sementara CO tidak mengalami perubahan. Dan ini tidak berarti bahwa Jupiter ultrapanas kehilangan air.

Molekul air yang pecah atau terdisosiasi akibat radiasi bintang pada sisi siang dibawa oleh angin ke sisi malam yang lebih dingin. Di sinilah atom hidrogen dan oksigen kemudian mengalami penggabungan kembali menjadi air dan berkondensasi ke awan. Setelah itu, siklus yang sama akan terjadi. Molekul air dibawa ke sisi siang, pecah lagi jadi atom hidrogen dan air, dan ditiup angin ke sisi malam, dan terbentuk kembali.

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.