FENOMENA optik menakjubkan seperti lingkaran cahaya di sekitar bulan atau bintik terang di samping matahari, ternyata tidak hanya terjadi di Bumi. Menurut penelitian terbaru, efek serupa juga mungkin muncul di planet-planet yang berada ribuan tahun cahaya dari tata surya kita.
Dalam studi yang dipublikasikan di The Astrophysical Journal Letters pada 21 Juli lalu, ilmuwan dari Universitas Cornell mengungkap planet gas raksasa WASP-17b kemungkinan memiliki efek optik berkilau di atmosfernya.
WASP-17b pertama kali ditemukan pada 2009 dan diklasifikasikan sebagai hot Jupiter, yaitu planet gas besar yang mengorbit sangat dekat dengan bintangnya. Kedekatan ini menyebabkan planet mengalami suhu ekstrem dan angin berkekuatan badai yang dapat mencapai kecepatan hingga 16.000 km per jam.
Para peneliti memperkirakan bahwa angin kencang di atmosfer planet cukup kuat untuk menyelaraskan kristal kuarsa kecil yang melayang di lapisan atas. Proses ini mirip dengan cara kristal es di atmosfer Bumi membentuk fenomena optik seperti sun dog atau pilar cahaya berwarna pelangi yang muncul di sekitar matahari akibat pembiasan cahaya.
“Jika kita bisa mengambil gambar WASP-17b dalam panjang gelombang optik dan melihat cakram planetnya secara rinci, kita mungkin akan melihat fitur seperti sun dog,” kata Nikole Lewis, profesor astronomi di Universitas Cornell dan salah satu penulis studi tersebut.
Kristal penyebab efek ini tersusun dari kuarsa, mineral yang umum ditemukan di pasir dan batu permata. Ukurannya sangat kecil, sekitar 10.000 kristal bisa muat di lebar sehelai rambut manusia. Menurut peneliti utama Elijah Mullens, mahasiswa pascasarjana di Cornell, partikel ini bisa tersusun rapi layaknya perahu kecil yang bergerak serentak di aliran sungai.
Konsep penyelarasan mekanis seperti ini pertama kali dikemukakan pada 1952 oleh astronom Cornell, Tommy Gold, untuk menjelaskan bagaimana debu antarbintang bisa sejajar dengan aliran gas. Meskipun kini model itu telah diperbarui, Mullens dan Lewis meyakini konsep tersebut masih relevan dalam kondisi ekstrem atmosfer planet luar tata surya.
Meskipun teleskop tidak dapat secara langsung memotret fenomena tersebut karena jaraknya yang sangat jauh, keberadaannya tetap bisa dideteksi. Para ilmuwan memanfaatkan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) yang mengamati atmosfer melalui spektrum cahaya inframerah.
Pada 2023, tim yang dipimpin Lewis dan Mullens menggunakan JWST untuk mendeteksi keberadaan kristal kuarsa nano di awan lapisan atas atmosfer WASP-17b. “Kami tidak menyangka akan menemukan kristal kuarsa di atmosfer hot Jupiter,” kata Lewis.
Untuk menelusuri lebih lanjut, para peneliti membuat model simulasi yang menunjukkan bagaimana berbagai jenis kristal, termasuk kuarsa, enstatit, dan forsterit, memantulkan atau meneruskan cahaya tergantung pada orientasinya. Hasilnya menunjukkan perubahan kecil dalam orientasi partikel dapat menghasilkan perbedaan signifikan dalam sinyal cahaya yang ditangkap JWST.
Para ilmuwan menyatakan meskipun kristal tidak sepenuhnya sejajar dengan arah angin, kristal-kristal tersebut tetap bisa tersusun secara vertikal. Susunan ini, atau pengaruh dari medan listrik, dapat menghasilkan efek visual khas saat berinteraksi dengan cahaya bintang.
Mullens akan melanjutkan penelitiannya melalui program observasi JWST yang baru disetujui dan dijadwalkan berlangsung tahun depan. “Selain indah dipandang, efek-efek ini sangat kaya informasi dan bisa mengungkap banyak hal tentang interaksi partikel di atmosfer planet,” ujarnya. (Live Science/Z-2)
