Kepler-13Ab, Eksoplanet yang Selalu Mengalami Hujan Salju Tabir Surya

Teleskop Antariksa Hubble NASA telah menemukan sebuah eksoplanet dengan lingkungan panas terik yang memicu "hujan salju" tabir surya. Namun, curah hujan tabir surya (titanium oksida) hanya terjadi di sisi malam hari yang permanen. Setiap orang yang mengunjungi eksoplanet Kepler-13Ab ini, perlu menyimpan beberapa tabir surya ke dalam botol, mengingat sisi siang hari yang mendesis panas selalu menghadap bintang induknya. 

Para astronom memperkirakan angin kencang membawa gas titanium oksida ke sisi malam yang dingin, sehingga mengembun menjadi serpihan kristal, membentuk awan dan mengendap seperti salju. Kemudian gravitasi Kepler-13Ab yang enam kali lebih kuat daripada Jupiter, menarik turun salju titanium oksida dari lapisan teratas atmosfer dan menjebaknya di lapisan bawah atmosfer.

Ilustrasi planet Kepler-13Ab yang mendidih panas karena berada sangat dekat dengan bintang induknya, Kepler-13A. Di sisi malam hari, gravitasi planet menarik titanium oksida agar mengendap seperti salju. Kepler-13 merupakan sistem bintang triple.
Kredit: NASA, ESA, dan G. Bacon (STScI)

Para astronom tidak secara khusus mencari titanium oksida. Mereka awalnya hanya mengamati lapisan teratas atmosfer Kepler-13Ab yang suhunya lebih dingin, bertolak belakang dengan apa yang diharapkan. Pengamatan mengarahkan para astronom untuk menyimpulkan bahwa molekul gas titanium oksida yang menyerap cahaya, fenomena umum yang kerap ditemukan di planet raksasa gas tipe “Jupiter panas”, telah disingkirkan dari sisi siang hari.

Inilah pertama kalinya para astronom mendeteksi proses pengendapan yang disebut “perangkap dingin” di sebuah eksoplanet.

Tanpa gas titanium oksida yang menyerap cahaya bintang di sisi siang hari, maka suhu lapisan teratas atmosfer menjadi lebih dingin. Biasanya, titanium oksida di banyak “Jupiter panas” justru menyerap cahaya dan mengubahnya kembali menjadi panas, menghasilkan suhu yang lebih hangat di lapisan teratas atmosfer.

Ilustrasi perbandingan planet raksasa gas Kepler-13Ab dengan beberapa planet di tata surya.
Kredit: NASA, ESA, dan A. Feild (STScI)

Pengamatan semacam ini memberikan wawasan tentang kompleksitas komposisi cuaca dan atmosfer eksoplanet, dan suatu hari nanti mungkin dapat diterapkan untuk menganalisis eksoplanet seukuran Bumi demi habitabilitas.

“Dalam banyak hal, studi atmosfer yang kita lakukan di Jupiter panas saat ini adalah eksperimen untuk melakukan penelitian atmosfer di planet terestrial seukuran Bumi,” kata penanggung jawab tim Thomas Beatty dari Universitas Negeri Pennsylvania. “Jupiter panas memberi kita pemandangan terbaik tentang iklim di dunia-dunia lain. Memahami sifat atmosfer mereka yang belum dipahami secara rinci, akan membantu kita saat mempelajari planet-planet kecil yang lebih sulit dilihat dengan atmosfer yang lebih kompleks.”

Tim memilih Kepler-13Ab karena merupakan salah satu eksoplanet terpanas yang pernah ditemukan, dengan suhu mendekati 5.000 derajat Fahrenheit. Observasi sebelumnya terhadap Jupiter panas lainnya telah mengungkap bagaimana lapisan teratas atmosfer juga berkontribusi atas peningkatan suhu. Bahkan pada suhu yang jauh lebih dingin, sebagian besar raksasa gas di tata surya kita juga menunjukkan fenomena serupa.

Kepler-13Ab sangat dekat dengan bintang induk dan mengalami penguncian pasang surut. Satu sisi planet selalu menghadap bintang, sedangkan sisi yang lain selalu dalam kegelapan permanen. (Seperti Bulan terhadap Bumi, hanya satu sisi Bulan yang bisa diamati dari Bumi.)

Pengamatan juga mengkonfirmasi sebuah teori yang digagas beberapa tahun lalu bahwa jenis pengendapan semacam ini dapat terjadi di planet masif dan panas dengan gravitasi yang kuat.

“Agaknya, proses pengendapan terjadi di sebagian besar Jupiter panas, namun dibandingkan Kepler-13Ab, gravitasi raksasa gas lainnya lebih rendah,” Beatty menjelaskan. “Salju titanium oksida tidak jatuh cukup jauh ke lapisan bawah atmosfer dan tersapu kembali ke sisi siang hari yang lebih panas, menguap, dan kembali ke keadaan gas.”

Tim menggunakan Wide Field Camera 3 Hubble untuk melakukan observasi spektroskopi atmosfer eksoplanet dalam cahaya inframerah-dekat. Hubble melakukan observasi saat Kepler-13Ab melintas di belakang bintang induk, sebuah fenomena yang disebut gerhana sekunder. Gerhana jenis ini menyediakan informasi tentang komponen suhu di atmosfer sisi siang hari planet.

“Observasi Kepler-13Ab menunjukkan bagaimana kondensat (cairan yang didapat dari gas alam) dan awan terbentuk di atmosfer Jupiter yang sangat panas dan seberapa kuat gaya gravitasi memengaruhi komposisi atmosfer,” pungkas Beatty. “Saat melihat mereka, selain mengetahui seberapa panas suhu planet, kita juga harus mengetahui seberapa kuat gaya gravitasi mereka.”

Sistem Kepler-13 terletak 1.730 tahun cahaya dari Bumi.

Hasil penelitian telah dipublikasikan di The Astronomical Journal.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Karl Hille

Sumber: Hubble Observes Exoplanet that Snows Sunscreen

#terimakasihgoogle