Penggambaran seniman tentang KELT-9b, planet Jupiter panas yang mengorbit bintang sekitar 670 tahun cahaya dari Bumi dan merupakan target ilmiah pesawat ruang angkasa CUTE. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA
NASAPesawat ruang angkasa CUTE milik CUTE, meskipun ukurannya kecil, telah secara signifikan meningkatkan pengetahuan kita tentang “Jupiter panas”, mengungkap beragam perilaku atmosfer dan berkontribusi pada pemahaman kita tentang evolusi planet, sekaligus menawarkan pengalaman praktis bagi siswa.
Sebuah pesawat ruang angkasa seukuran kotak sereal telah mengumpulkan pengukuran yang tepat mengenai atmosfer sebuah planet besar dan menggembung yang disebut “Jupiter panas”. Temuan yang dipimpin oleh tim dari CU Boulder ini dapat membantu mengungkap bagaimana atmosfer di sekitar planet ini dan sejumlah dunia lain lepas ke luar angkasa.
Pengamatan ini merupakan hasil pertama yang diperoleh dari pesawat luar angkasa kerja keras NASA yang dikenal sebagai Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE).
Kevin France, peneliti utama misi tersebut, mempresentasikan hasil kelompok tersebut pada pertemuan American Geophysical Union tahun 2023 di San Francisco.
Pesawat ruang angkasa kecil, yang panjangnya hanya 14 inci, mungkin lucu, tapi temuan ilmiahnya sama sekali tidak lucu. Sejak diluncurkan pada September 2021, CUTE telah mengarahkan teleskop ultraviolet tunggalnya ke serangkaian Jupiter panas, sekitar ratusan tahun cahaya dari Bumi.
Ciri-ciri Jupiter Panas
Jupiter Panas adalah salah satu planet terpanas dan paling marah di galaksi. Seperti namanya, mereka adalah raksasa gas seperti kita Jupiter. Namun, planet-planet ini tetap berada lebih dekat dengan bintang asalnya, menyelesaikan orbitnya kira-kira sekali setiap beberapa hari di Bumi. Dalam prosesnya, radiasi bintang memanaskan Jupiter hingga ribuan derajat Fahrenheitdan atmosfernya membengkak hingga sangat besar, seperti roti yang mengembang di dalam oven.
Para peneliti telah lama menduga bahwa hentakan radiasi bintang yang terus-menerus ini dapat menghilangkan atmosfer di sekitar beberapa planet ekstrasurya selama jutaan hingga miliaran tahun. Data dari CUTE menunjukkan bahwa prosesnya mungkin tidak sesederhana itu.
Berbagai planet Jupiter yang panas. Kredit: ESA/Hubble & NASA
Tim CUTE, yang terdiri dari beberapa mahasiswa sarjana dan pascasarjana, sejauh ini telah mengamati tujuh Jupiter panas, dan masih banyak lagi yang akan datang. Beberapa dari mereka tampak kehilangan atmosfernya, namun yang lainnya tidak.
“Planet tampaknya memiliki berbagai bentuk,” kata France, seorang profesor di Laboratorium Fisika Atmosfer dan Luar Angkasa (LASP) dan Departemen Astrofisika dan Ilmu Planet.
Ia menambahkan, CUTE membantu para ilmuwan menyusun panduan lapangan mereka tentang berbagai jenis planet yang ada di Bumi Bima Sakti Galaksi—termasuk galaksi yang tidak serupa dengan galaksi tetangga dekat Bumi.
“Kami ingin memahami bagaimana tata surya kita cocok dengan keluarga tata surya di alam semesta,” kata France. “Itu berarti memahami planet besar, planet kecil, planet yang mungkin memiliki kehidupan dan planet yang pasti tidak memiliki kehidupan—dan semua proses fisik penting yang terjadi di planet-planet tersebut.”
Rick Kohnert, insinyur sistem untuk CUTE, dan mantan mahasiswa pascasarjana LASP Arika Egan berpose dengan satelit kecil di kampus CU Boulder. Kredit: LASP
Di Sini Menjadi Panas
Jalan CUTE menuju kesuksesan ilmiah tidaklah mudah.
Ketika pesawat ruang angkasa pertama kali memasuki orbit di sekitar Bumi, Prancis dan rekan-rekannya segera menyadari bahwa pesawat tersebut tampaknya mengalami beberapa gangguan—masalah normal bagi banyak satelit kecil, atau CubeSat, yang sering menguji teknologi yang belum pernah diterbangkan ke luar angkasa. Dalam satu kasus, penutup yang melindungi teleskop CUTE terus menutup padahal tidak seharusnya.
Tim yang terdiri dari beberapa mahasiswa S1 dan S2 ini tidak menyerah begitu saja. Para peneliti memerintahkan pesawat luar angkasa untuk membuka penutupnya, lalu menguras baterai yang memasoknya, sehingga peralatan tersebut tidak dapat dimatikan kembali.
Logo misi LUCU. Kredit: LASP
“CUTE masih bekerja dan mengumpulkan data hingga saat ini,” kata France. “Saat kami mendapatkan hasil sains nyata pertama kami, itu sangat menarik.”
CUTE mengamati planet-planet jauh saat mereka lewat di depan bintang asalnya, menyebabkan sinar ultraviolet bintang tersebut meredup dalam prosesnya. Dalam beberapa kasus, pesawat ruang angkasa ini sangat presisi sehingga dapat mendeteksi ketika cahaya bintang meredup hanya 1%.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada bulan September, para peneliti menggambarkan pengamatan mereka terhadap dunia yang disebut WASP-189b. Planet ini mengorbit bintang di konstelasi Libra yang berjarak lebih dari 300 tahun cahaya atau ribuan triliun mil dari Bumi. Suhu di wilayah ini juga sangat panas, dengan atmosfer mencapai suhu sekitar 15.000 derajat Fahrenheit, menurut hasil tim. Suhu ini ribuan derajat lebih panas dari permukaan matahari.
Pengamatan CUTE juga menunjukkan bahwa gas keluar dari sekitar WASP-189b dengan kecepatan yang sama, yaitu sekitar 400 juta kilogram (hampir 900 juta pon) per detik.
Planet yang Berkembang
Tidak semua planet yang dipelajari CUTE dalam dua tahun pertama begitu menarik. Dalam hasil yang tidak dipublikasikan, tim mengamati planet kedua bernama MASCARA-4b yang tampaknya tidak kehilangan banyak gas sama sekali. Lainnya, seperti KELT-9b, berada di tengah-tengah.
Perancis dan rekan-rekannya berharap temuan mereka dapat membantu mengungkap mengapa beberapa planet kehilangan sebagian besar atmosfernya, sementara sebagian besar planet lainnya tetap tidak berubah. Dia menduga hal ini ada hubungannya dengan kombinasi planet itu sendiri (planet yang lebih besar mempunyai tarikan gravitasi yang lebih kuat) dan dinamika bintangnya (bintang yang lebih aktif kemungkinan besar menimbulkan lebih banyak kerusakan pada planet ini dibandingkan bintang yang tenang).
Proses yang sama berpotensi membentuk planet, baik di dalam maupun di luar tata surya bumi, seiring berjalannya waktu. Para ilmuwan, misalnya, berteori demikian Mars dahulu atmosfernya jauh lebih tebal, namun matahari mengikisnya selama miliaran tahun.
Pelarian atmosfer juga bisa menjelaskan asal usul kelas planet yang dikenal sebagai “Bumi super”, yang ukurannya sedikit lebih besar dari dunia kita.
“Ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa Bumi super berawal dari planet berukuran sama Neptunus dengan atmosfer yang besar dan membengkak, yang kemudian kehilangan begitu banyak massa sehingga yang tersisa hanyalah inti berbatu dan mungkin atmosfer tipis,” kata Perancis.
Warisan terbesar CUTE mungkin adalah dampaknya terhadap siswa, katanya. Tim kecil misi yang terdiri dari sekitar 20 orang terlibat dalam hampir setiap aspek kehidupan pesawat ruang angkasa—mulai dari pembuatan satelit hingga peluncurannya, mengirimkan perintah, lalu mengunduh dan menganalisis data ilmiah. CUTE saat ini mengorbit sekitar 326 mil (525 kilometer) di atas permukaan bumi, dan diperkirakan akan memasuki kembali atmosfer pada tahun 2027.
“Semua hal ini terjadi pada misi besar NASA, dalam skala yang jauh lebih besar,” kata France. “Siswa kami dan ilmuwan karir awal mendapatkan pengalaman penuh mulai dari tahap proposal hingga menghasilkan produk sains.”
Referensi: “CUTE Mengungkapkan Logam yang Keluar di Atmosfer Atas Jupiter Ultrapanas WASP-189b” oleh AG Sreejith, Kevin France, Luca Fossati, Tommi T. Koskinen, Arika Egan, P. Wilson Cauley, Patricio. E. Cubillos, S. Ambily, Chenliang Huang, Panayotis Lavvas, Brian T. Fleming, Jean-Michel Desert, Nicholas Nell, Pascal Petit dan Aline Vidotto, 31 Agustus, Itu Surat Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847/2041-8213/acef1c
NewsRoom.id
