Peta Hubble Sisi Gelap dari Jupiter Ultrahot yang Terkunci secara Tidally

Dengan menggunakan data yang dikumpulkan oleh spektrograf inframerah Wide Field Camera 3 (WFC3) di atas Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA/ESA, para astronom telah memperoleh pandangan mendetail tentang sisi gelap WASP-121b, sebuah planet ekstrasurya raksasa gas ultrahot yang berukuran hampir dua kali ukuran Jupiter. Ditemukan pada tahun 2016 oleh para astronom dengan survei WASP-South, WASP-121b berukuran 1,87 kali lebih besar dari Jupiter dan 1,18 kali lebih masif.

Bintang inangnya, WASP-121, adalah bintang deret utama tipe F6 aktif berukuran sekitar 1,5 kali ukuran Matahari.

Sistem ini terletak sekitar 881 tahun cahaya di konstelasi Puppis.

WASP-121b adalah apa yang disebut 'Jupiter panas' dan hanya membutuhkan waktu 30,6 jam untuk mengorbit WASP-121. Jaraknya sangat dekat dengan bintang induk sehingga jika semakin dekat, gravitasi bintang akan mulai merobeknya.

Itu juga terkunci secara pasang surut, sehingga sisi siangnya yang menghadap bintang memanggang secara permanen, sementara sisi malamnya berubah selamanya ke luar angkasa.

Para astronom memperkirakan suhu planet ini sekitar 2.500 derajat Celcius (4.600 derajat Fahrenheit).

Atmosfernya sangat panas sehingga logam seperti besi dan magnesium menguap dan terlepas dari tarikan gravitasi planet.

“Jupiter panas terkenal memiliki sisi siang hari yang sangat cerah, tetapi sisi malamnya adalah binatang yang berbeda,” kata Dr. Tansu Daylan, peneliti postdoctoral di MIT.

“Sisi malam WASP-121b sekitar 10 kali lebih redup daripada sisi siangnya.”

Dalam studi baru mereka, Dr. Daylan dan rekan mengamati WASP-121b menggunakan kamera spektroskopi WFC3 Hubble.

Mereka mampu memetakan perubahan suhu yang dramatis dari siang hari WASP-121b ke sisi malam, dan untuk melihat bagaimana suhu ini berubah dengan ketinggian.

Mereka juga melacak keberadaan air melalui atmosfer untuk menunjukkan, untuk pertama kalinya, bagaimana air bersirkulasi di antara sisi siang dan malam planet.

Sementara di Bumi, siklus air dengan terlebih dahulu menguap, kemudian mengembun menjadi awan, kemudian hujan, di WASP-121b, siklus air jauh lebih intens.

Di siang hari, atom-atom penyusun air terkoyak pada suhu di atas 2.727 derajat Celcius (4.941 derajat Fahrenheit). Atom-atom ini dihembuskan ke sisi malam, di mana suhu yang lebih dingin memungkinkan atom hidrogen dan oksigen bergabung kembali menjadi molekul air, yang kemudian berhembus kembali ke sisi siang hari, di mana siklus dimulai lagi.

Para astronom menghitung bahwa siklus air planet ini ditopang oleh angin yang mencambuk atom-atom di sekitar planet dengan kecepatan hingga 5 km/s (11.000 mph).

“Angin ini jauh lebih cepat daripada aliran jet kita, dan mungkin dapat memindahkan awan melintasi seluruh planet dalam waktu sekitar 20 jam,” kata Dr. Daylan.

“Gas memanas di titik substellar tetapi tertiup ke timur sebelum dapat memancarkan kembali ke luar angkasa,” tambah Dr. Thomas Mikal-Evans, peneliti postdoctoral di Kavli Institute for Astrophysics and Space Research di MIT.

Para peneliti kemudian melewati peta suhu melalui berbagai model untuk mengidentifikasi bahan kimia yang mungkin ada di atmosfer planet, mengingat ketinggian dan suhu tertentu.

Pemodelan ini mengungkapkan potensi awan logam, seperti besi, korundum, dan titanium di sisi malam.

“Kami sekarang bergerak melampaui pengambilan foto terisolasi dari wilayah tertentu atmosfer planet ekstrasurya, untuk mempelajarinya sebagai sistem 3D yang sebenarnya,” kata Dr. Mikal-Evans.