Selama bertahun-tahun, para ilmuwan berpendapat bahwa awan utama di Jupiter terbentuk dari es amonia. Namun, penelitian terbaru yang menggabungkan data dari astronom amatir dan profesional menunjukkan bahwa awan tersebut kemungkinan besar tersusun dari amonium hidrosulfida, (NH4SH), yang bercampur dengan kabut fotokimia. Penemuan ini telah dipublikasikan dalam Journal of Geophysical Research–Planets dan membuka wawasan baru tentang atmosfer planet raksasa ini.
Peran Ilmuwan Amatir dalam Penemuan Ini
Penelitian ini dimulai dari seorang astronom amatir, Dr. Steven Hill, yang berbasis di Colorado. Ia menunjukkan bahwa distribusi amonia dan tekanan awan di atmosfer Jupiter dapat dipetakan menggunakan teleskop komersial yang dilengkapi filter berwarna khusus. Dengan metode sederhana ini, Dr. Hill menemukan bahwa awan di Jupiter berada jauh lebih dalam dari yang diperkirakan sebelumnya, di wilayah dengan tekanan dan suhu yang lebih tinggi, yang terlalu hangat untuk memungkinkan kondensasi es amonia.
Analisis Data dengan Teknologi Mutakhir
Untuk mengonfirmasi temuan ini, Profesor Patrick Irwin dari University of Oxford menerapkan metode analisis Dr. Hill pada data yang diperoleh menggunakan instrumen Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) di Very Large Telescope (VLT) milik European Southern Observatory di Chile. Dengan teknologi spektroskopi, mereka dapat memetakan keberadaan amonia dan ketinggian awan di atmosfer Jupiter.
Simulasi interaksi cahaya dengan gas dan awan menggunakan model komputer menunjukkan bahwa awan utama yang terlihat melalui teleskop amatir sebenarnya terletak jauh lebih dalam dari yang diperkirakan sebelumnya, yaitu pada tekanan 2–3 bar, bukan 0,7 bar seperti yang diasumsikan sebelumnya untuk es amonia. Dengan tekanan sebesar itu, kemungkinan besar awan ini tersusun dari amonium hidrosulfida, (NH4SH), bukan es amonia murni.
Validasi Hasil dan Konfirmasi Ilmiah
Sebelumnya, analisis menggunakan metode yang lebih kompleks sudah memberikan indikasi bahwa awan di Jupiter lebih dalam dari yang diperkirakan. Namun, metode-metode ini sangat rumit dan hanya dapat dilakukan oleh beberapa kelompok penelitian di dunia. Penelitian baru ini menunjukkan bahwa metode sederhana yang digunakan Dr. Hill menghasilkan hasil yang sama dengan metode yang lebih canggih, sehingga jauh lebih mudah untuk diverifikasi oleh komunitas ilmuwan amatir.
Profesor Irwin mengungkapkan kekagumannya terhadap efektivitas metode ini, mengatakan bahwa astronom amatir dengan peralatan sederhana ternyata dapat berkontribusi secara signifikan dalam memahami atmosfer Jupiter.
Kontribusi Ilmuwan Warga (Citizen Science) dalam Penelitian
Keberhasilan metode ini membuka peluang bagi ilmuwan warga (citizen scientists) untuk ikut serta dalam penelitian planet raksasa. Dengan teknik ini, para astronom amatir dapat membantu melacak variasi amonia dan tekanan awan di berbagai fitur atmosfer Jupiter, termasuk sabuk atmosfer, badai kecil, dan pusaran besar seperti Bintik Merah Besar.
John Rogers dari British Astronomical Association, yang juga merupakan salah satu penulis studi ini, menambahkan bahwa metode ini sangat berguna karena memungkinkan pengamatan yang sering dilakukan oleh astronom amatir untuk menghubungkan perubahan cuaca di Jupiter dengan distribusi amonia.
Mengapa Amonia Tidak Mengembun Menjadi Awan Tebal?
Salah satu pertanyaan besar dalam penelitian ini adalah mengapa amonia tidak membentuk awan es tebal seperti yang diperkirakan sebelumnya? Jawabannya terletak pada proses fotokimia di atmosfer Jupiter. Reaksi kimia yang dipicu oleh sinar matahari di atmosfer atas dapat menghancurkan amonia atau mencampurkannya dengan produk fotokimia lainnya sebelum sempat membentuk es amonia. Akibatnya, awan utama di Jupiter kemungkinan besar terdiri dari amonium hidrosulfida yang bercampur dengan produk fotokimia seperti kabut berwarna merah dan cokelat yang terlihat dalam gambar Jupiter.
Di beberapa wilayah yang mengalami konveksi atmosfer yang sangat kuat, arus udara naik dapat cukup cepat untuk membentuk es amonia segar. Hal ini telah diamati oleh wahana antariksa seperti Galileo dan Juno milik NASA, yang menunjukkan adanya awan putih kecil yang lebih tinggi dari awan utama di bawahnya.
Pengamatan Serupa di Saturnus
Tim peneliti juga menerapkan metode yang sama pada data MUSE dari Saturnus. Hasilnya menunjukkan bahwa distribusi amonia di Saturnus juga sesuai dengan pengamatan dari James Webb Space Telescope (JWST), serta instrumen inframerah Cassini/VIMS. Sama seperti di Jupiter, awan utama di Saturnus ditemukan berada jauh lebih dalam dari yang diperkirakan, yang menunjukkan bahwa proses fotokimia serupa juga terjadi di atmosfer Saturnus.
Kesimpulan dan Implikasi Penelitian
Penelitian ini membuktikan bahwa awan utama di Jupiter dan Saturnus tidak tersusun dari es amonia murni, melainkan dari amonium hidrosulfida yang bercampur dengan produk fotokimia. Selain itu, penelitian ini menunjukkan bahwa astronom amatir dapat memainkan peran penting dalam ilmu planet dengan menggunakan metode yang lebih sederhana dan lebih mudah diakses.
Dengan semakin banyaknya ilmuwan warga yang berpartisipasi dalam pengamatan planet raksasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang atmosfer Jupiter dan Saturnus, serta bagaimana dinamika cuaca mereka berkembang dari waktu ke waktu. Ini adalah bukti bahwa ilmu pengetahuan tidak hanya terbatas pada para profesional, tetapi juga dapat berkembang dengan kontribusi dari masyarakat luas.
Referensi:
[1] https://www.physics.ox.ac.uk/news/citizen-science-reveals-insight-jupiter, diakses pada 11 Februari 2025.
[2] Patrick G. J. Irwin, Steven M. Hill, Leigh N. Fletcher, Charlotte Alexander, John H. Rogers. Clouds and Ammonia in the Atmospheres of Jupiter and Saturn Determined From a Band‐Depth Analysis of VLT/MUSE Observations. Journal of Geophysical Research: Planets, 2025; 130 (1) DOI: 10.1029/2024JE008622
