Visualisasi WASP-127b, sebuah planet gas raksasa yang terletak sekitar 520 tahun cahaya dari Bumi, menunjukkan angin jet supersonik yang baru ditemukan bergerak di sekitar ekuator planet. Dengan kecepatan 9 km per detik (33.000 km/jam), ini adalah jetstream tercepat yang pernah diukur di alam semesta. Dengan melacak kecepatan molekul di atmosfer menggunakan instrumen CRIRES+ pada Very Large Telescope milik ESO, para peneliti menemukan bahwa satu sisi atmosfer planet bergerak ke arah kita dan sisi lainnya menjauh dari kita. Hal ini menunjukkan adanya arus angin kencang yang mengelilingi planet ini. (Kredit: ESO/L. Calçada)
Para ilmuwan mendeteksi aliran jet planet tercepat yang pernah diukur
Pendeknya
- Para astronom telah mendeteksi angin planet tercepat yang pernah diukur dalam aliran jet supersonik yang melaju dengan kecepatan 33.000 kilometer per jam di sekitar ekuator WASP-127b, cukup cepat untuk mengelilingi Bumi dalam waktu sekitar satu jam. Sebagai perbandingan, kecepatan angin tercepat di tata surya kita (di Neptunus) hanya mencapai 1.800 kilometer per jam.
- Planet ini menunjukkan perbedaan suhu yang dramatis antar wilayah: sisi pagi hari lebih dingin 175 Kelvin dibandingkan sisi malam, sedangkan kutubnya jauh lebih dingin dibandingkan ekuatornya. Hal ini menciptakan sistem cuaca yang kompleks yang tidak seperti apa pun yang terlihat di tata surya kita.
- WASP-127b adalah planet “bengkak” yang tidak biasa. Meskipun sedikit lebih besar dari Yupiter, kepadatannya hanya 7% dari Yupiter, sehingga menjadikannya salah satu planet paling tidak padat yang pernah ditemukan. Karakteristik unik ini memungkinkan para astronom mempelajari atmosfernya dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.
GÖTTINGEN, Jerman — Lima ratus tahun cahaya dari Bumi, sebuah planet ekstrasurya yang jauh mengalami pola cuaca yang membuat badai paling dahsyat di Bumi tampak seperti angin sepoi-sepoi. Pada WASP-127b, angin supersonik dari aliran jet tercepat yang pernah ada di planet ini merobek sekitar khatulistiwa dengan kecepatan 33.000 kilometer per jam, menurut sebuah studi dari Universitas Göttingen. Kecepatan ini hampir enam kali lebih cepat dari rotasi planet, jauh melampaui kecepatan angin tercepat yang pernah tercatat di seluruh tata surya kita.
Penelitian yang dipublikasikan di Astronomi & Astrofisikamendokumentasikan cuaca luar biasa di WASP-127b. Angin khatulistiwanya bergerak lebih cepat daripada suara itu sendiri (mirip dengan bagaimana jet supersonik menembus penghalang suara), sementara kutub utara dan selatan planet ini tetap sangat dingin dibandingkan lingkungan sekitarnya. Sebagai gambaran, hal ini seperti memiliki kumpulan angin hipersonik permanen yang mengelilingi ekuator bumi sambil mempertahankan kutub yang membeku, namun dalam skala yang jauh lebih ekstrem.
“Sebagian atmosfer planet ini bergerak ke arah kita dengan kecepatan tinggi sementara sebagian lainnya menjauh dari kita dengan kecepatan yang sama,” kata penulis utama Lisa Nortmann, ilmuwan di Universitas Göttingen, dalam sebuah pernyataan. “Sinyal ini menunjukkan kepada kita bahwa ada angin kencang supersonik yang sangat cepat di sekitar ekuator planet ini.”
WASP-127b menonjol di antara planet-planet yang diketahui. Planet ini merupakan planet gas raksasa dengan kepadatan hanya 7% dari massa Yupiter, menjadikannya salah satu planet “paling bengkak” yang pernah ditemukan. Meskipun sedikit lebih besar dari Jupiter, massanya hanya sebagian kecil. Mengorbit bintang mirip Matahari setiap 4,2 hari pada jarak yang sangat dekat, dunia dengan kepadatan sangat rendah ini memberikan para astronom peluang luar biasa untuk mempelajari dinamika atmosfer.
Kecepatan angin yang terdeteksi melebihi kecepatan yang terlihat di tata surya kita. Sebagai perbandingan, angin tercepat yang pernah diukur di lingkungan kosmik kita ditemukan di Neptunus, yang bergerak “hanya” dengan kecepatan 1.800 kilometer per jam. Dengan kecepatan 9 kilometer per detik, aliran jet khatulistiwa WASP-127b bergerak hampir enam kali lipat kecepatan rotasi planet.
Selama observasi selama 6,6 jam, para peneliti menggunakan instrumen CRIRES+ di Very Large Telescope di Chile untuk mempelajari WASP-127b saat transit di bintangnya. Instrumen ini menganalisis cahaya inframerah dengan resolusi sangat tinggi—sekitar 140.000 kali lebih detail daripada yang dapat dilihat mata manusia. Metode transit ini memungkinkan para ilmuwan menganalisis cahaya bintang yang disaring melalui atmosfer planet, mengungkap komposisi kimia dan pola pergerakan atmosfer.
Tim tersebut mendeteksi tanda-tanda jelas adanya uap air dan karbon monoksida di atmosfer planet. Tanda-tanda kimiawi ini muncul sebagai dua puncak berbeda dalam data mereka, yang menunjukkan bahwa satu sisi atmosfer bergerak menuju Bumi sementara sisi lainnya bergerak menjauh dengan kecepatan tinggi. Sinyal terbelah ini mengungkapkan aliran jet khatulistiwa yang kuat dan bergerak dengan kecepatan supersonik.
Temuan penting lainnya adalah variasi suhu yang mencolok di seluruh permukaan planet. Terminator pagi hari bersuhu sekitar 175 Kelvin lebih dingin daripada terminator malam hari, sedangkan wilayah kutub tampak hingga 624 Kelvin lebih dingin daripada zona khatulistiwa.
Apa itu terminator?
Terminator, terkadang disebut “garis terminator”, adalah garis pemisah antara sisi siang dan malam sebuah planet. Anggap saja seperti garis matahari terbenam atau matahari terbit yang bergerak melintasi Bumi. Ada dua terminator di sebuah planet:
- Terminator pagi (atau “terminator fajar”): saat malam bertransisi ke siang hari
- Terminator malam (atau “terminator senja”): saat siang berubah menjadi malam
Dalam kasus WASP-127b, terminator sangat penting karena:
- Planet ini diyakini “terkunci pasang surut”, artinya satu sisi selalu menghadap bintangnya (siang permanen) sedangkan sisi lainnya menghadap ke luar (malam permanen)
- Para peneliti menemukan bahwa suhu terminator pagi hari sekitar 175 Kelvin lebih dingin daripada terminator malam hari
- Perbedaan suhu ini memberi tahu kita tentang bagaimana panas didistribusikan ke seluruh planet
“Memahami dinamika exoplanet ini membantu kita mengeksplorasi mekanisme seperti redistribusi panas dan proses kimia, meningkatkan pemahaman kita tentang pembentukan planet dan berpotensi menjelaskan asal usul Tata Surya kita,” jelas rekan penulis David Cont dari Ludwig Maximilian University of Munich.
Temuan ini menyoroti kemajuan pesat penelitian planet ekstrasurya. Meskipun para ilmuwan sebelumnya hanya dapat mengukur sifat-sifat dasar seperti massa dan radius, instrumen baru seperti CRIRES+ kini memungkinkan pemetaan rinci komposisi atmosfer dan pola cuaca di dunia yang jauh. Teleskop masa depan, seperti Teleskop Sangat Besar milik ESO yang saat ini sedang dibangun di Chili, akan memungkinkan para peneliti mempelajari pola angin dengan lebih detail dan memperluas penelitian ini ke planet-planet berbatu yang lebih kecil.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menggunakan spektroskopi resolusi tinggi selama transit WASP-127b, ketika planet tersebut melintas di antara bintangnya dan Bumi. Mereka menganalisis bagaimana panjang gelombang cahaya bintang yang berbeda diserap oleh molekul di atmosfer planet, dengan fokus pada bagian K-band dari spektrum inframerah. Mereka kemudian menggunakan pemodelan komputer canggih dan analisis statistik untuk menafsirkan sinyal spektral dan menentukan sifat atmosfer di berbagai wilayah di planet ini.
Hasil
Studi tersebut menemukan angin supersonik khatulistiwa bergerak dengan kecepatan 7,7 kilometer per detik, mendeteksi uap air dan karbon monoksida di atmosfer, dan menemukan perbedaan suhu yang signifikan antara wilayah khatulistiwa dan kutub di planet tersebut. Komposisi kimianya ditemukan mirip dengan nilai matahari, bertentangan dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan adanya kimia yang tidak biasa.
Keterbatasan
Penelitian ini didasarkan pada observasi selama satu peristiwa transit yang berlangsung selama 6,6 jam. Para peneliti harus membuat beberapa asumsi sederhana tentang struktur atmosfer, dan pengukuran mereka dibatasi pada bagian atmosfer yang terlihat selama transit.
Diskusi dan Kesimpulan
Penelitian ini memberikan bukti jelas pertama mengenai variasi suhu garis lintang di sebuah planet ekstrasurya dan menunjukkan bahwa pola sirkulasi atmosfer yang diprediksi oleh model teoritis sebenarnya ada di alam. Temuan ini menunjukkan bahwa eksoplanet Jupiter yang panas biasanya memiliki jet ekuator supersonik dan wilayah kutub yang lebih dingin.
Pendanaan dan Pengungkapan
Proyek ini didukung oleh berbagai institusi termasuk Deutsche Forschungsgemeinschaft, Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal (Jerman), dan Knut and Alice Wallenberg Foundation. Penelitian ini menggunakan observasi dari Very Large Telescope milik European Southern Observatory.
Informasi Publikasi
Diterbitkan di Astronomi & Astrofisika (A&A, 693, A213, 2025). Penulis: L. Nortmann dkk.
