Bayangkan tahun 2158. Anda sedang mengejar gelar doktor di bidang vulkanologi planet di Universitas Utopia Planitia di Mars, bertahan hidup dengan ramen beku-kering sambil mencari planet ekstrasurya yang sempurna untuk dipelajari. Setelah menyelesaikan penelitian Anda di bulan vulkanik Yupiter, Io, Anda memerlukan dunia berbatu di luar tata surya kita dengan aktivitas vulkanik intens yang tidak didorong oleh gravitasi, namun oleh panas terik dari bintang di dekatnya. Lebih baik lagi, jaraknya harus 50 tahun cahaya agar misi penelitian yang lebih cepat dari cahaya (FTL) Anda tetap sesuai anggaran.
Meskipun skenario ini fiktif, para astronom saat ini telah mempelajari kandidat yang luar biasa.
Dengan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) milik NASA, para peneliti mempelajari Bumi super 55 Cancri e (55 Cnc e), sebuah planet yang sangat berbatu yang terletak sekitar 41 tahun cahaya dari Bumi. Berukuran sekitar 1,88 jari-jari Bumi dan sekitar 8 massa Bumi, planet ini mengorbit bintang mirip Matahari hanya dalam waktu sekitar 0,7 hari. Sebagai perbandingan, Merkurius membutuhkan waktu 88 hari untuk mengorbit Matahari kita.
Karena 55 Cancri e mengorbit sangat dekat dengan bintangnya, para ilmuwan yakin permukaannya cukup panas untuk tetap cair. Temuan mereka, yang telah diserahkan untuk dipublikasikan di Astronomi alamdapat memberikan wawasan berharga tentang bagaimana planet ekstrasurya lava terbentuk dan berevolusi.
James Webb mendeteksi atmosfer kaya hidrogen
Tim peneliti mengamati lima gerhana 55 Cancri e dengan JWST dan membandingkan hasilnya dengan model evolusi eksoplanet berbatu yang sudah lama ada. Model-model ini umumnya memprediksi atmosfer yang kaya akan karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2).
Sebaliknya, pengamatan baru menunjukkan bahwa atmosfer mengandung banyak karbon monoksida, jumlah karbon dioksida (CO2) yang relatif kecil, dan jumlah hidrogen yang sangat besar.
Para peneliti juga menemukan perbedaan antara lima pengamatan gerhana. Mereka berpendapat bahwa variasi ini mungkin disebabkan oleh pelepasan gas vulkanik atau awan yang terbentuk dari material yang dilepaskan dari bagian dalam planet. Menurut para peneliti, awan ini dapat mendinginkan permukaan planet untuk sementara sebelum pelepasan gas yang terus menerus akan menyebarkannya.
Studi tersebut mencatat: “Karena atmosfer sekunder planet berbatu ditentukan oleh komposisi interior dan pelepasan gas selanjutnya, komposisi atmosfernya berhubungan langsung dengan keadaan redoks interiornya. Preferensi terhadap model kaya hidrogen, bersama dengan inversi mendadak yang dihasilkannya, menunjukkan interior dengan fugasitas oksigen yang relatif rendah, konsisten dengan pelepasan gas dari lautan magma yang berkurang.
Apa yang diungkapkan oleh kimia planet ini
Keadaan redoks suatu planet menggambarkan keseimbangan kimia antara oksigen dan hidrogen/besi di bagian dalamnya. Untuk 55 Cancri e, hasilnya menunjukkan bahwa hidrogen lebih disukai dibandingkan oksigen, yang membantu menjelaskan mengapa planet ini tampaknya memiliki atmosfer yang kaya hidrogen.
Karena atmosfer dapat mencerminkan apa yang terjadi jauh di dalam sebuah planet, pengamatan ini dapat memberikan gambaran langka tentang kimiawi interior dunia asing.
Eksoplanet lava menjadi semakin umum
Ketertarikan terhadap planet ekstrasurya lava telah berkembang pesat selama dekade terakhir karena semakin banyak planet ekstrem yang ditemukan, meskipun 55 Cancri e sendiri pertama kali diidentifikasi pada tahun 2004.
Eksoplanet lava lain yang diketahui termasuk K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d, dan CoRoT-7 b. Periode orbitnya masing-masing kira-kira 6,7 jam, 7,5 hari, 10,5 jam, 4,2 hari, dan 20,4 jam.
Seperti 55 Cancri e, planet-planet ini terikat secara pasang surut dengan bintang induknya dan tahan terhadap suhu yang luar biasa. Di 55 Cancri e, batuan cair akan terkonsentrasi di sisi yang selalu cerah. Dunia lain, seperti L 98-59 d, mungkin tertutup oleh lautan magma global yang menyerupai lanskap vulkanik bulan Jupiter, Io.
Io melawan lava eksoplanet
Meskipun eksoplanet Io dan lava sama-sama menunjukkan aktivitas vulkanisme yang luas, kekuatan yang mendorong aktivitas ini sangat berbeda.
Gunung berapi Io ditenagai oleh pemanasan pasang surut. Gravitasi Jupiter yang sangat besar terus-menerus meregangkan dan menekan bulan kecilnya, menghasilkan panas internal yang cukup untuk memicu letusan gunung berapi yang luas.
Sebaliknya, planet ekstrasurya lava seperti 55 Cancri e menjadi panas karena mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya. Pemanasan bintang yang intens melelehkan batuan di permukaannya, dan karena banyak dari dunia ini terkunci secara pasang surut, wilayah cair dapat tetap terkonsentrasi pada sisi yang mendapat penerangan permanen.
Ketika para astronom terus menggunakan observatorium canggih seperti JWST, 55 Cancri e dan dunia lava lainnya dapat mengungkap lebih banyak lagi tentang pembentukan, evolusi, dan interior tersembunyi dari beberapa planet berbatu paling ekstrem yang pernah ditemukan.
