Emisi Sinar-X Pluto? Aneh, Apa yang Menyebabkannya?

Ilustrasi Pluto.
Kredit: NASA/New Horizons

Pernah memegang predikat sebagai planet terluar tata surya, gelar Pluto diubah oleh Himpunan Astronomi Internasional (IA) pada tahun 2006, setelah ditemukan banyak objek Sabuk Kuiper yang sebanding dalam hal ukuran. Terlepas dari kontroversi yang mengikuti, Pluto tetap menjadi sumber daya tarik dan titik fokus bagi berbagai penelitian ilmiah. Bahkan setelah terbang lintas bersejarah pesawat antariksa New Horizons NASA pada bulan Juli 2015, Pluto masih meninggalkan banyak misteri.

Terlebih lagi, analisis data New Horizons justru menambah misteri-misteri baru. Seperti studi terbaru yang digelar oleh satu tim astronom mengindikasikan emisi sinar-X kuat yang berasal dari Pluto, berdasarkan survei Observatorium Sinar-X Chandra NASA. Sungguh tak terduga, dan mendorong para ilmuwan untuk memikirkan kembali apa yang mereka ketahui tentang atmosfer Pluto dan interaksinya dengan angin surya.

Sebelumnya, banyak objek di tata surya yang telah diamati memancarkan sinar-X, hasil interaksi antara angin surya dan molekul-molekul gas netral (seperti argon dan nitrogen). Emisi sinar-X juga telah dideteksi di Venus dan Mars (karena atmosfernya mengandung argon, dan atau nitrogen di atmosfernya), termasuk objek-objek kecil seperti komet yang dikeliling pendar lingkaran halo akibat terlepasnya elemen-elemen gas.

Ilustrasi terbang lintas New Horizons dengan Charon, salah satu bulan Pluto.
Kredit: NASA/JHU APL/SwRI/ Steve Gribben

Sejak New Horizons terbang melintasi Pluto pada tahun 2015, para astronom telah menyadari perubahan ukuran dan kerapatan atmosfer Pluto yang tergantung musim. Pada dasarnya, saat mencapai titik perihelion selama periode orbital 248 tahun, atau 4.436.820.000 km dari Matahari, atmosfer Pluto mengental karena sublimasi beku nitrogen dan metana di permukaan.

Terakhir kali Pluto berada di titik perihelion pada tanggal 5 September 1989, yang berarti masih mengalami musim panas saat New Horizons terbang melintas. Saat mempelajari Pluto, New Horizons mendeteksi atmosfer yang terutama terdiri dari gas nitrogen (N²) bersama dengan metana (CH4) dan karbon dioksida (CO ²). Karena itu para astronom memutuskan untuk mencari tanda emisi sinar-X yang berasal dari atmosfer Pluto menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra.

Sebelum misi terbang lintas New Horizons, sebagian besar model atmosfer Pluto memprediksi atmosfer yang lebih luas. Namun, New Horizons justru menemukan atmosfer Pluto yang ternyata ratusan kali lebih kecil daripada model yang diperkirakan sebelumnya. Oleh karena itu, sebagaimana ditunjukkan oleh tim dalam studi, mereka berharap dapat menemukan emisi sinar-X yang konsisten dengan apa yang diamati oleh New Horizon saat terbang lintas.

"Mengingat kebanyakan model atmosfer Pluto yang jauh lebih luas sebelum misi New Horizons, dengan perkiraan pengurangan rata-rata atmosfer yang meloloskan diri ke luar angkasa, kami berusaha mendeteksi emisi sinar-X yang diciptakan oleh (angin surya) interaksi pertukaran muatan gas netral massa jenis rendah yang mengelilingi Pluto," tulis tim.

Gambar Pluto yang diabadikan oleh New Horizons menunjukkan formasi awan yang mengambang di atas permukaan beku.
Kredit: NASA/JHUAPL/SwR

Namun, setelah dikonsultasikan dengan data dari Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) Chandra, mereka menemukan emisi sinar-X Pluto lebih besar daripada yang telah dicatat. Dalam beberapa kasus, emisi sinar-X kuat diketahui berasal dari objek-objek kecil lainnya di Tata Surya, yang disebabkan penghamburan sinar-X Matahari oleh butiran-butiran debu kecil yang terbuat dari karbon, nitrogen dan oksigen.

Tapi distribusi energi sinar-X Pluto yang dicatat tim tidak konsisten dengan penjelasan ini. Alternatif penjelasan lain yang ditawarkan oleh tim adalah emisi sinar-X Pluto disebabkan oleh beberapa proses yang berfokus pada angin surya di dekat Pluto, yang akan meningkatkan efek sederhana di atmosfer. Seperti yang telah ditunjukkan dalam kesimpulan mereka:

"Emisi sinar-X Pluto tidak disebabkan oleh aurora. Jika karena hamburan sinar surya, emisi harus bersumber pada populasi unik butiran-butiran kabut berukuran nano yang tersusun dari atom C, N, dan O di atmosfer Pluto yang secara resonansi menyala di bawah pencahayaan Matahari. Jika karena pertukaran muatan antara ion kecil (angin surya) dan unsur gas netral (terutama CH4) yang meloloskan diri dari Pluto, maka penambahan kepadatan dan penyesuaian dari (angin surya) kelimpahan relatif ion di wilayah interaksi dekat Pluto perlu dibandingkan dengan model-model atmosfer yang sebenarnya."

Untuk saat ini, penyebab sebenarnya emisi sinar-X cenderung tetap menjadi misteri. Mereka juga menyoroti pentingnya penelitian lebih lanjut ketika membahas Objek Sabuk Kuiper terjauh dan terbesar ini. Untungnya, data yang diberikan oleh misi New Horizons kemungkinan akan tetap tersedia selama beberapa dekade, yang diharapkan dapat mengungkap hal-hal baru dan menarik tentang Pluto, wilayah terluar tata surya, dan bagaimana dunia yang paling jauh dari Matahari kita berperilaku.

Penelitian, yang diterima untuk dipublikasikan dalam journal Icarus, dilakukan oleh para astronom dari Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins, Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, Southwest Research Institute (SwRI), Vikram Sarabhai Space Center (VSCC), dan Laboratorium Propulsi Jet NASA dan Pusat Penelitian Ames.

Sinar-X adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer hingga 100 pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz-30 exahertz) dan memiliki energi dalam rentang 100 eV-100 Kev. Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion berbahaya.

Sumber: DID YOU KNOW THERE ARE X-RAYS COMING FROM PLUTO? THAT’S STRANGE, WHAT’S CAUSING IT?

#terimakasihgoogle