Molekul Pun Tak Bisa Terikat di Planet Jupiter Ultrapanas

Berita kali ini datang dari exoplanet Jupiter ultrapanas KELT-9b. Saking membaranya planet ini, bahkan molekul pun terurai.

KELT-9b. Exoplanet ini ditemukan lewat metode transit dengan teleskop Kilodegree Extremely Little Telescopes atau KELT pada tahun 2017. KELT merupakan kolaborasi dua teleskop yang berada di Arizona, US, dan Afrika Selatan. Exoplanet ini ditemukan mengitari bintang KELT-9 yang berada 670 tahun cahaya dari Bumi di rasi Cygnus, si angsa. Bintang berusia 300 juta tahun ini, 2,5 kali lebih masif dari Matahari dan ukurannya juga 2,3 kali lebih besar dengan temperaturnya 10.170 K atau 9900 ºC.

KELT-9b bukan sembarang planet. Planet yang satu ini sangat panas. Bahkan jauh lebih panas dari bintang – bintang katai merah. Temperatur KELT-9b berkisar pada 4300 ºC, hanya 1200 ºC lebih dingin dibanding Matahari yang temperatur permukaannya 5500 ºC. Karena itulah KELT-9b dikategorikan sebagai exoplanet Jupiter ultrapanas. Panas yang membara memungkinkan para astronom untuk menemukan jejak logam besi dan titanium dalam bentuk gas.

Jangan bayangkan ada kehidupan di planet ini. Yang pertama tentu saja dengan panas yang membara, tidak akan kehidupan yang bisa bertahan. Yang kedua, KELT-9b adalah planet gas raksasa yang tidak memungkinkan adanya kehidupan. Tidak ada batasan antara permukaan padat dan atmosfer. Pada planet gas raksasa seperti Jupiter, semakin mendekati inti, atmosfernya akan semakin rapat.

Nah, tentu saja kemungkinan kehidupan pada KELT-9b sudah bisa kita eliminasi. Akan tetapi, memelajari planet ultrapanas ini tentu sangat menarik.

Satu tahun di KELT-9b hanya 1,5 hari!

Itulah rentang waktu kedipan bintang yang teramati secara berkala pada KELT-9 yang menandai kehadiran planet di sistem tersebut. Planet ini berada sangat dekat dengan bintang induknya. Dari hasil pengamatan, diketahui bahwa jarak KELT-9b hanya 0,03 AU atau sekitar 4,5 juta km dari bintang induknya. Jauh lebih dekat dibanding jarak Merkurius dengan Matahari.

Tidak mengherankan kalau temperaturnya pun sangat tinggi. Tak hanya itu. Jarak yang sedemikian dekat dengan bintang membuat planet KELT-9b terkunci gravitasi dengan bintag. Dan itu artinya, satu sisi planet akan selalu siang, dan sisi lainnya malam yang abadi. Implikasi lainnya, sisi siang di KELT-9b panasnya luar biasa karena secara terus menerus dibombardir radiasi dari bintang.

Planet yang ukurannya 1,8 kali Jupiter dan 2,8 kali lebih masif dari Jupiter ini punya masalah lain akibat permukaan yang panas membara. Pengamatan teleskop Spitzer memperlihatkan kalau molekul yang ada di planet ini tidak bisa tetap terikat. Panas yang sangat ekstrim mengurai molekul yang membentuk atmosfer KELT-9b pada sisi siang. Dan molekul tersebut tidak akan bisa terbentuk kembali sampai atom-atom yang sudah terurai itu mengalir ke sisi malam yang lebih dingin.

Meskipun dikatakan sisi malam lebih dingin, tapi lagi-lagi jangan bayangkan kalau sisi malam KELT-9b akan sangat dingin. Area ini tetap saja cukup panas. Akan tetapi, karena tidak dibombardir radiasi bintang maka pada area inilah atom bisa kembali terikat dan molekul gas hidrogen bisa terbentuk kembali. Dan kemudian, ketika gas hiidrogen ini mengalir ke area panas, maka penguraian kembali terjadi.

Itulah siklus yang terjadi di KELT-9b.

Pada planet Jupiter panas lainnya, ada beberapa planet yang juga mengalami kejadian serupa meski temperaturnya tidak ekstrim.

Ketika KELT-9b ditemukan, fenomena ini sudah diketahui. Akan tetapi, pengamatan Spitzer meberikan hasil yang lebih jelas. Pengamatan teleskop yang akan pensiun di akhir Januari 2020 pada panjang gelombang inframerah berhasil mengukur perubahan kecil pada temperatur KELT-9b. Pengamatan selama berjam-jam pada akhirnya memperlihatkan perubahan pada atmosfer planet dalam berbagai fase ketika sedang mengorbit bintang. Bagian planet berbeda bisa teramati saat KELT-9b mengitari sang bintang induk.

Dengan demikian, para astronom akhirnya bisa mengetahui perbedaan sisi siang dan sisi malam exoplanet KELT-9b. Memang tidak ada pergantian hari di planet ini. Tapi, gas dan panas tetap mengalir dari sisi siang ke sisi malam.

Pertanyaannya, bagaimana radiasi dan aliran gas ini bisa mencapai kesetimbangan?

Rupanya terurainya molekul hidrogen saat berada di sisi panas dan kembali disusun menjadi molekul pada sisi malam menjadi jawabannya. Proses inilah yang dikenal sebagai disosiasi dan rekombinasi. Tanpa adanya disosiasi atau penguraian molekul hidrogen, maka angin akan bertiup sangat kencang dengan kecepatan 60 km/jam!

Dari pengamatan Spitzer juga diketahui bahwa perbedaan temperatur antara sisi siang dan malam tidak terlalu besar dan menjadi indikasi bahwa aliran panas memang mengalir dari sisi siang ke malam dan sebaliknya. Hal menarik lainnya, titik panas pada sisi siang yang seharusnya tepat berada di bawah bintang induk justru bergeser dari posisi seharusnya. Misteri lain yang harus dipecahkan di masa depan.