'Gelombang Panas' dengan Skala Planet Ditemukan di Atmosfer Jupiter

Penelitian baru dari gabungan para ilmuwan telah mengungkapkan solusi untuk "krisis energi" planet Jupiter, yang telah membingungkan para astronom selama beberapa dekade.

Ilmuwan luar angkasa di University of Leicester bekerja dengan rekan-rekan dari Badan Antariksa Jepang (JAXA), Universitas Boston, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA dan Institut Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional (NICT) berusaha mengungkap mekanisme di balik pemanasan atmosfer Jupiter.

Kini, dengan menggunakan data dari Observatorium Keck di Hawai'i, para astronom telah membuat peta global paling detail dari atmosfer atas raksasa gas tersebut. Mengonfirmasi untuk pertama kalinya bahwa aurora kuat Jupiter bertanggung jawab atas pemanasan yang terjadi di seluruh planet.

“Kami pertama kali mulai mencoba membuat peta panas global atmosfer teratas Jupiter di Universitas Leicester,” Dr James O'Donoghue, peneliti di JAXA yang telah menyelesaikan PhD di Leicester, dan penulis utama makalah penelitian tersebut. “Sinyal tidak cukup terang untuk mengungkapkan apa pun di luar wilayah kutub Jupiter pada saat itu. Tetapi dengan pelajaran dari pekerjaan itu, kami berhasil mengamankan waktu di salah satu teleskop terbesar dan paling kompetitif di Bumi beberapa tahun kemudian.”

Atmosfer Jupiter, yang terkenal dengan karakteristik pusaran warna-warninya, juga secara tak terduga panas. Pada kenyataannya, itu ratusan derajat lebih panas daripada yang diprediksi oleh model. Karena jarak orbitnya jutaan kilometer dari Matahari, planet raksasa ini menerima kurang dari 4% jumlah sinar matahari dibandingkan dengan Bumi, dan atmosfer atasnya secara teoritis seharusnya menjadi dingin -70 derajat Celcius. Sebaliknya, puncak awannya diukur di mana-mana pada suhu lebih dari 400 derajat Celcius.

"Tahun lalu kami memproduksi - dan mempresentasikan di EPSC2021 - peta pertama atmosfer atas Jupiter yang mampu mengidentifikasi sumber panas yang dominan," kata O'Donoghue. “Berkat peta-peta ini, kami menunjukkan bahwa aurora Jupiter adalah mekanisme yang mungkin dapat menjelaskan suhu ini.”

Dr. Tom Stallard dan Dr. Henrik Melin keduanya adalah bagian dari Sekolah Fisika dan Astronomi di Universitas Leicester. Stallard menambahkan: “Telah ada teka-teki yang sudah lama ada di atmosfer tipis di bagian atas setiap Planet Raksasa di tata surya kita. Dengan setiap misi luar angkasa Jupiter, bersama dengan pengamatan berbasis darat, selama 50 tahun terakhir kami secara konsisten mengukur suhu khatulistiwanya terlalu panas.”

Temuan ini dipublikasikan di jurnal Nature pada 4 Agustus dengan judul Global upper-atmospheric heating on Jupiter by the polar aurorae.

Sama seperti Bumi, planet Jupiter juga mengalami aurora di sekitar kutubnya sebagai efek dari angin matahari. Namun, sementara aurora Bumi bersifat sementara dan hanya terjadi ketika aktivitas matahari intens, aurora di Jupiter bersifat permanen dan memiliki intensitas yang bervariasi. Aurora yang kuat dapat memanaskan wilayah di sekitar kutub hingga lebih dari 700 derajat Celcius, dan angin global dapat mendistribusikan kembali panas secara global di sekitar Jupiter.

Melihat lebih dalam melalui data mereka, O'Donoghue dan timnya menemukan 'gelombang panas' spektakuler tepat di bawah aurora utara, dan menemukan bahwa ia bergerak menuju khatulistiwa dengan kecepatan ribuan kilometer per jam.

Gelombang panas ini mungkin dipicu oleh denyut plasma angin matahari yang ditingkatkan yang berdampak pada medan magnet Jupiter, yang mendorong pemanasan aurora dan memaksa gas panas untuk mengembang dan tumpah ke arah khatulistiwa.

"Sementara aurora terus mengirimkan panas ke seluruh planet ini, 'peristiwa' gelombang panas ini mewakili sumber energi tambahan yang signifikan," tambah O'Donoghue. "Temuan ini menambah pengetahuan kita tentang cuaca dan iklim atmosfer atas Jupiter, dan sangat membantu dalam mencoba memecahkan masalah 'krisis energi' yang mengganggu penelitian planet raksasa."