Untuk pertama kalinya, para ilmuwan berhasil memetakan lapisan atas atmosfer Uranus secara tiga dimensi. Berkat pengamatan mendetail dari James Webb Space Telescope, misteri tentang aurora raksasa dan medan magnet aneh planet es ini mulai terkuak.
Pengamatan ini menjadi tonggak penting dalam studi planet raksasa es sekaligus membuka jalan untuk memahami planet-planet serupa di luar Tata Surya.
**Pengamatan Selama 15 Jam**
Tim astronom internasional mengamati Uranus selama hampir satu rotasi penuh—sekitar 15 jam waktu Bumi, setara dengan satu hari di Uranus. Dengan menggunakan instrumen NIRSpec milik Webb, mereka menangkap pancaran molekul redup di atmosfer atas yang sebelumnya sulit diamati.
Tujuan utamanya adalah memahami bagaimana energi didistribusikan di lapisan atmosfer tertinggi Uranus, serta bagaimana aurora di planet ini terbentuk dan bergerak.
**Pemimpin Penelitian dari Inggris**
Penelitian dipimpin oleh Paola Tiranti, mahasiswa doktoral dari Northumbria University, Inggris. Timnya mengukur suhu dan kepadatan ion hingga ketinggian 5.000 kilometer di atas puncak awan Uranus, di wilayah yang disebut ionosfer—lapisan tempat atmosfer terionisasi dan berinteraksi kuat dengan medan magnet.
Hasil penelitian ini dipublikasikan pada 19 Februari di jurnal Geophysical Research Letters.
**Terobosan Teknologi Webb**
“Ini adalah pertama kalinya kita bisa melihat atmosfer atas Uranus dalam tiga dimensi,” kata Paola. “Dengan sensitivitas Webb, kita bisa melacak bagaimana energi bergerak naik melalui atmosfer planet dan bahkan melihat pengaruh medan magnetnya yang tidak simetris.”
**Temuan Mengejutkan tentang Distribusi Suhu**
Data menunjukkan fakta menarik: Suhu tertinggi ditemukan pada ketinggian sekitar 3.000–4.000 km di atas awan. Kepadatan ion tertinggi justru berada lebih rendah, sekitar 1.000 km. Ion paling panas terdeteksi di kisaran 4.000–5.000 km.
Perbedaan lokasi puncak suhu dan kepadatan ini terjadi akibat geometri medan magnet Uranus yang kompleks dan tidak biasa.
**Planet Paling Aneh di Tata Surya**
Uranus memang dikenal sebagai planet yang “nyeleneh”. Selain berputar hampir rebah 98 derajat (seolah menggelinding mengitari Matahari), kutub magnetnya miring 60 derajat dari kutub geografisnya dan tidak sejajar dengan pusat planet.
“Magnetosfer Uranus adalah salah satu yang paling aneh di Tata Surya,” ujar Paola. “Medan magnetnya miring dan bergeser dari sumbu rotasi planet, sehingga auroranya menyapu permukaan dengan cara yang kompleks.”
**Aurora Tidak Hanya di Kutub**
Akibat kemiringan ekstrem ini, aurora Uranus tidak hanya muncul di kutub seperti di Bumi. JWST menemukan adanya dua pita aurora terang di dekat kutub magnet.
Di antara kedua pita tersebut terdapat wilayah ‘deplesi’—area dengan penurunan kepadatan ion dan emisi cahaya. Fenomena ini kemungkinan terjadi karena peralihan garis medan magnet, pola yang juga pernah diamati di atmosfer atas Jupiter.
**Potret Paling Detail dalam Sejarah**
Webb juga menghasilkan “potret paling detail sejauh ini” tentang bagaimana partikel-partikel di atmosfer atas Uranus memperoleh energi dari interaksi dengan Matahari.
Studi ini menunjukkan variasi suhu dan kepadatan ion yang berbeda-beda tergantung ketinggian dan garis bujur, mencerminkan struktur medan magnet yang tidak simetris.
**Atmosfer Terus Mendingin 30 Tahun**
Temuan penting lainnya: atmosfer atas Uranus terus mengalami pendinginan selama tiga dekade terakhir. Pengukuran Webb menunjukkan suhu rata-rata atmosfer atas Uranus sekitar 426 Kelvin atau sekitar 150–153 derajat Celsius.
Angka ini lebih rendah dibandingkan pengukuran sebelumnya dari teleskop berbasis darat maupun misi antariksa terdahulu. Pendinginan ini pertama kali terdeteksi pada awal 1990-an dan kini dikonfirmasi kembali oleh Webb dengan akurasi lebih tinggi.
**Keterbatasan Pengamatan Sebelumnya**
Sejauh ini, pengamatan jarak dekat terhadap Uranus sangat terbatas. Satu-satunya kunjungan wahana antariksa adalah Voyager 2 pada 1986. Selebihnya, ilmuwan hanya mengandalkan pengamatan jarak jauh.
Dengan kemampuan inframerahnya yang sangat sensitif, James Webb membuka babak baru dalam studi planet-planet Tata Surya.
**Kunci untuk Memahami Eksoplanet**
“Dengan mengungkap struktur vertikal Uranus secara detail, Webb membantu kita memahami keseimbangan energi planet raksasa es,” kata Paola. “Ini adalah langkah krusial untuk mengkarakterisasi planet raksasa di luar Tata Surya.”
Memahami Uranus tidak hanya penting bagi ilmu planet di lingkungan kita sendiri. Banyak eksoplanet yang ditemukan sejauh ini memiliki ukuran dan karakteristik mirip Uranus dan Neptunus.
**Implikasi untuk Pencarian Planet Layak Huni**
Artinya, mempelajari Uranus membantu ilmuwan memahami bagaimana planet-planet besar terbentuk—dan bagaimana sistem bintang lain mungkin berevolusi.
Pada akhirnya, penelitian ini juga membantu ilmuwan menyaring kandidat planet yang berpotensi layak huni di luar Tata Surya.
Webb kini menunjukkan seberapa dalam pengaruh medan magnet menjangkau atmosfer, membuka pemahaman baru tentang dinamika planet raksasa es yang selama ini misterius.
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: