Permukaan Jupiter (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Jupiter sebagai planet terbesar dalam Tata Surya sudah lama dikenal sebagai planet yang didominasi oleh gas. Namun, penemuan terbaru mengungkap bahwa Jupiter memiliki kandungan air dan oksigen yang lebih besar dari perkiraan sebelumnya.
Temuan ini bukan sekadar detail komposisi atmosfer, tetapi berpotensi mengubah cara ilmuwan memahami proses planet raksasa terbentuk, baik di Tata Surya maupun di sistem bintang lain.
Jupiter, sebagai planet terbesar, sering dijadikan cetak biru untuk menjelaskan kelahiran planet gas raksasa di seluruh alam semesta.
Selama puluhan tahun, gambaran tentang Jupiter dibangun dari pengamatan awan-awan tebal di atmosfer atasnya. Namun, lapisan awan tersebut justru menutupi petunjuk paling penting, air.
Dikutip dari Earth pada Jumat (30/1), air membawa sebagian besar oksigen Jupiter, tetapi ia mengembun menjadi awan berat yang tenggelam ke lapisan dalam, jauh dari jangkauan teleskop biasa. Akibatnya, ilmuwan lama berselisih tentang seberapa basah sebenarnya planet raksasa ini.
Di University of Chicago, Jeehyun Yang mengembangkan model digital Jupiter yang tidak hanya melacak reaksi kimia, tetapi juga dinamika pergerakan gas. Timnya bekerja sama dengan ilmuwan NASA Jet Propulsion Laboratory untuk menyatukan proses pembentukan awan dan aliran panas dalam satu kerangka yang konsisten.
Pendekatan ini penting karena atmosfer Jupiter bukan sistem statis. Gas terus naik dan turun, mendingin dan memanas, membentuk awan lalu menguap kembali.
Proses ini mengubah reaksi kimia yang terjadi, sehingga kandungan gas yang terdeteksi di atmosfer atas sangat bergantung pada apa yang terjadi jauh di bawah. Dengan mengaitkan kimia dan gerak fluida, simulasi baru ini mempersempit kisaran kandungan oksigen Jupiter secara signifikan.
Masalah air Jupiter memang lama menjadi teka-teki. Wahana Galileo NASA yang masuk ke atmosfer Jupiter pada 1995 hanya bertahan sekitar 58 menit dan kebetulan jatuh ke wilayah yang relatif kering.
Data itu sempat membuat Jupiter tampak miskin air, tetapi kemudian disadari bahwa probe tersebut menghindari badai basah yang menyimpan sebagian besar air planet. Perbedaan inilah yang selama bertahun-tahun memicu perdebatan di kalangan ilmuwan planet.
Untuk mengatasi keterbatasan pengukuran langsung, para peneliti menggunakan karbon monoksida sebagai penanda tidak langsung. Di dalam Jupiter, panas tinggi memicu reaksi antara karbon dan oksigen.
Jumlah karbon monoksida yang tersisa bergantung pada keseimbangan reaksi tersebut serta seberapa cepat gas dari lapisan dalam diaduk ke atas. Dengan kata lain, karbon monoksida menyimpan “rekaman” kondisi kimia Jupiter di kedalaman yang tak terjangkau.
Namun, penanda ini hanya akurat jika kecepatan pencampuran vertikal dipahami dengan benar. Jika gas naik terlalu cepat, karbon monoksida bisa tampak tinggi meski oksigen sebenarnya rendah, atau sebaliknya.
Di sinilah model baru menjadi krusial, karena mampu menghitung pencampuran dan kimia secara bersamaan, bukan terpisah seperti studi sebelumnya.
Hasilnya cukup mengejutkan. Tim menemukan bahwa pencampuran vertikal di atmosfer dalam Jupiter berjalan jauh lebih lambat dari asumsi umum. Difusi turbulen yang terhitung sekitar 35 hingga 40 kali lebih lambat dibandingkan nilai standar yang sering dipakai dalam model lama.
Dengan laju ini, sebuah molekul gas bisa membutuhkan waktu berminggu-minggu untuk berpindah antar lapisan, bukan hanya hitungan jam.
Temuan tentang pencampuran lambat ini membantu menjelaskan alas an pengukuran karbon monoksida dan air sebelumnya tampak saling bertentangan. Dengan aliran yang lebih tenang di kedalaman, kandungan air tinggi terkunci di bawah awan tebal, sementara sinyal kimia di atmosfer atas tetap stabil.
"Ini menunjukkan betapa banyak yang masih harus kita pelajari tentang planet, bahkan di Tata Surya kita sendiri," ujar Yang.
Data dari wahana Juno NASA turut membantu memvalidasi model ini. Instrumen gelombang mikro Juno mampu menembus awan atas Jupiter dan mendeteksi uap air di lapisan yang lebih dalam, tempat sinar Matahari tidak lagi memengaruhi reaksi kimia.
Simulasi baru ini menghasilkan angka kandungan air yang berada di kisaran bawah hasil pengukuran Juno, sehingga mengurangi ketegangan antara teori dan observasi.
Meski demikian, Jupiter tidak seragam. Kandungan air dan oksigen kemungkinan berbeda-beda tergantung lintang dan sistem badai. Nilai di wilayah ekuator, tempat Juno banyak mengumpulkan data, belum tentu mewakili seluruh planet.
Studi ini juga menyoroti rasio karbon terhadap oksigen Jupiter. Data Galileo menunjukkan Jupiter kaya karbon, dan dengan estimasi oksigen baru yang lebih terkendali, dominasi karbon terlihat semakin kuat.
Hal ini mendukung gagasan bahwa Jupiter terbentuk dari bahan padat dan es kaya karbon, terutama di wilayah cakram protoplanet yang miskin air karena oksigen telah membeku menjadi es.
Konsep batas es, atau snowline, dalam cakram pembentuk planet menjadi kunci. Di luar garis tempat air membeku, oksigen terkunci dalam butiran es padat, sementara gas yang tersisa relatif kaya karbon.
Jika Jupiter mengakumulasi massa di wilayah seperti ini sebelum bermigrasi ke posisi sekarang, maka ketidakseimbangan karbon-oksigen tersebut dapat terjaga hingga kini. Pola serupa mungkin juga terjadi di sistem planet lain.
Ke depan, pengukuran langsung tetap menjadi standar. Sebuah wahana masuk khusus yang menembus awan Jupiter dan mengukur uap air secara langsung akan memberikan jawaban paling tegas tentang kandungan oksigennya.
Sementara itu, pengamatan jangka panjang dari Bumi terhadap karbon monoksida di berbagai lintang dapat menguji terkait pencampuran lambat ini berlaku secara global.
Studi ini dipublikasikan dalam The Planetary Science Journal.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
kandungan air Jupiter pembentukan planet raksasa atmosfer Jupiter
