Para astronom untuk pertama kalinya mengamati perbedaan jelas antara daerah fajar dan senja di atmosfer sebuah planet ekstrasurya raksasa di luar Tata Surya. Deteksi yang dilakukan dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb ini melibatkan WASP-121 b, Jupiter ultra-panas dengan suhu ekstrem.
Planet ini sangat dekat dengan bintangnya sehingga rotasinya sinkron dengan orbitnya, yang membuat satu belahan bumi menghadap bintang secara permanen, memanas hingga sekitar 2.500°C, sedangkan sisi malam tetap sekitar 1.775°C lebih dingin. Konfigurasi ini menciptakan zona transisi yang ditandai yang disebut terminator.
Variasi yang dikonfirmasi antar terminator
Pengamatan mengungkapkan adanya asimetri dalam penyerapan cahaya inframerah selama transit planet. Terminator sore (senja) menyerap lebih banyak cahaya dibandingkan terminator pagi (fajar), yang menunjukkan suhu dan komposisi kimia yang berbeda.
Angin kencang membawa panas dari siang hari ke malam hari, sehingga menghangatkan wilayah tersebut lebih parah pada sore hari. Ketika suhu meningkat, zona ini meluas, memperluas penampang planet dan mengubah cara menyaring cahaya bintang.
Data dari instrumen NIRSpec James Webb juga menunjukkan peningkatan sinyal karbon monoksida saat senja, efek yang disebabkan oleh suhu, dan penurunan jumlah uap air, yang terdisosiasi pada suhu tinggi.
Sisi siang dan malam dari planet yang ekstrim
WASP-121 b memiliki suhu rata-rata sekitar 2.770 Kelvin (hampir 2.500°C) pada siang hari dan 1.000 Kelvin (sekitar 725°C) pada malam hari. Selama transit, rotasi planet sekitar 30 derajat memungkinkan pemetaan berbagai garis bujur atmosfer dengan tepat.
Teknik ini memanfaatkan variasi temporal dari sinyal cahaya yang disaring oleh atmosfer, mengubah waktu menjadi posisi memanjang. Para peneliti menghindari rata-rata lalu lintas yang biasa dan membiarkan variasi waktu, sehingga memperoleh kesesuaian statistik yang lebih baik dengan data.
Batasan model atmosfer saat ini
Model simulasi mengkonfirmasi pengaruh variasi suhu, namun sinyal yang diamati lebih besar dari yang diperkirakan. Para ilmuwan mencurigai adanya awan silikat di terminator pagi hari, yang menghalangi radiasi infra merah dan mensimulasikan suhu yang lebih rendah.
Jenis observasi ini mengungkap kesenjangan dalam model saat ini, yang masih mengalami kesulitan dalam menggabungkan awan secara realistis. Penyesuaian awal telah meningkatkan kesepakatan, namun model yang lebih canggih akan dibutuhkan.
Jalan untuk studi masa depan
Metode ini membuka jalan untuk memetakan struktur longitudinal Jupiter ultrapanas lainnya. Para peneliti telah mengidentifikasi target tambahan dengan kisaran suhu dan kecepatan rotasi yang sesuai untuk mengulangi analisis.
Penelitian tersebut dipimpin oleh Cyril Gapp, kandidat doktor di Max Planck Institute for Astronomy, Jerman, dan diterbitkan Rabu ini (10/6) di jurnalAstronomi Alam.