Aurora juga ditemukan di planet-planet lain jadi 'petunjuk penting tentang laik huni di planet lain'

Pemandangan aurora, cahaya magis yang biasanya muncul di langit Kutub Utara dan Antartika, juga ditemukan di planet-planet lain di Galaksi Bima Sakti dan di luar Bima Sakti. Temuan ini memberi wawasan baru yang berharga bagi para astronom mengenai dunia asing ini.

Pancaran cahaya itu tampak menari-nari, berpindah dari satu bayangan ke bayangan lainnya. Pemandangan itu serupa dengan cahaya kutub di Lingkaran Arktik. Tetapi cahaya tersebut bukanlah di Bumi, melainkan di Planet Uranus.

Uranus adalah planet di tata surya yang auroranya telah dipelajari secara detail belakangan ini. Para peneliti di Universitas Leicester, Inggris, baru-baru ini mendeteksi aurora inframerah di planet es raksasa tersebut.

"Kami menganalisis planet ini selama enam jam untuk melihat apakah ada variasi dalam pancaran inframerahnya," kata Emma Thomas, peneliti utama studi ini, sekaligus mahasiswa PhD yang mempelajari aurora planet-planet di Universitas Leicester.

"Kami melihat puncak dari pancaran cahayanya yang sangat terang, yang menunjukkan adanya emisi aurora," sambung dia.

Meskipun tidak dapat dilihat oleh mata manusia, wahana antariksa yang melintas di sekitar kutub Planet Uranus menangkap aspek lain dari aurora yang bersinar di sana. Itu menunjukkan bahwa cahaya yang dihasilkan berganti-ganti dari ultraviolet ke inframerah, juga gelombang radio.

Tetapi, planet ini bukanlah satu-satunya yang memiliki aurora. Aurora di planet-planet di tata surya kita tampaknya merupakan hal yang cukup umum.

Delapan planet utama yang mengitari Matahari juga memperlihatkan semacam aurora, entah itu disebabkan oleh medan magnet maupun aktivitas di permukaannya.

Pengamatan terhadap sistem tata surya lainnya juga menunjukkan kemungkinan adanya aurora serupa.

Bagi para astronom yang mendeteksi pertunjukan cahaya alien ini, kehadirannya dapat memberi wawasan berharga tentang dunia tempat mereka memancar, termasuk soal aurora borealis dan aurora australis di planet kita.

Di Bumi, aurora muncul akibat interaksi medan magnet dengan partikel bermuatan listrik dari Matahari. Ketika partikel-partikel ini menempuh perjalanan sejauh 149 juta kilometer menuju planet kita, mereka terperangkap oleh medan magnet yang mengarahkannya ke kutub.

Partikel-partikel tersebut kemudian bertabrakan dengan atom dan molekul di atmosfer Bumi, menghasilkan tirai cahaya yang dramatis, yang kita sebut sebagai cahaya utara atau cahaya selatan.

Variasi warnanya yang dramatis, dan gelombang panjangnya yang kasat mata, bergantung pada interaksi atom-atom dengan rentetan partikel dari matahari.

Atom menyerap energi dari pertemuan ini dan melepasnya pada panjang gelombang cahaya tertentu.

Nitrogen, gas yang paling banyak ditemukan di atmosfer kita, menghasilkan cahaya yang dominan biru. Sedangkan oksigen, menghasilkan cahaya hijau.

Ketinggian dari titik pertemuan partikel-partikel itu juga dapat berpengaruh. Cahaya merah akan muncul ketika partikel berenergi tinggi bertabrakan dengan atom oksigen pada ketinggian 200-500 kilometer di atas permukaan Bumi, sedangkan cahaya hijau dilepaskan pada ketinggian 100-250 kilometer. Warna merah muda dan ungu muncul pada ketinggian yang lebih rendah.

Di Uranus, gas yang paling banyak di atmosfernya adalah hidrogen dan helium sehingga auroranya sedikit berbeda. Aurora di Uranus tidak terlihat oleh mata manusia karena bersinar dalam spektrum elektromagnetik.

Aurora ultraviolet dan radio di planet ini pertama kali ditemukan oleh pesawat luar angkasa Voyager 2 milik NASA pada tahun 1986 ketika terbang melintas. Tetapi, aurora inframerah tidak terdeteksi pada saat itu.

Temuan terbaru ini bisa jadi sangat berharga secara ilmiah. Atmosfer di bagian atas Uranus jauh lebih panas daripada yang diperkirakan para peneliti untuk planet yang dingin dan jauh dari matahari.

Wahana antariksa yang melintas di sana menunjukkan bahwa temperaturnya berkisar antara 220-420C, jauh lebih panas jika planet ini hanya bergantung pada panas Matahari dan jika dibandingkan dengan tetangganya, Saturnus, yang berukuran lebih besar.

Temuan terbaru menunjukkan bahwa kondisi itu mungkin akibat panas yang dipancarkan ke planet ini oleh aurora.

"Sekarang kami bisa melihat aurora inframerah, kami bisa mulai mencari tahu bagaimana prosesnya," kata Thomas.

Aurora Uranus juga dapat menambah wawasan penting terkait fitur medan magnet Bumi, bahwa medan magnet Bumi sering kali berbalik arah.

Dalam 20 juta tahun terakhir, medan magnet telah membalik sekitar tiga hingga lima kali setiap juta tahun, mengalihkan kutub magnet utara ke selatan dan sebaliknya (ini bukanlah sebuah siklus, dan sudah lebih dari 780.000 tahun sejak pembalikan terakhir. Bahkan pada zaman kapur, medan magnet Bumi tidak membalik sama sekali selama 37 juta tahun).

Memprediksi kapan pembalikan geomagnet berikutnya akan terjadi dan apa dampaknya bagi Bumi sangatlah sulit. Namun, Uranus, yang memiliki orbit yang aneh pada sisinya dan relatif terhadap gerakannya mengelilingi Matahari, dapat memberi beberapa petunjuk. Sebab, medan magnetnya mengalami rotasi yang jauh berbeda dengan Bumi.

"Pertanyaan besarnya adalah apa yang terjadi ketika pembalikan itu terjadi?" kata Thomas.

"Haruskah kita mengarapkan medan magnetnya bervariasi, lebih kuat, lebih lemah, dan bagaimana itu akan mempengaruhi satelit? Uranus adalah planet yang tepat untuk mengamati hal semacam itu."

Meskipun medan magnet itu sendiri tidak terlihat, cincin aurora di sekitar kutub memungkinkan untuk mempelajari bagaimana medan magnet itu berubah.

Akan tetapi, Uranus bukanlah satu-satunya planet lain yang memiliki aurora.

Aurora pertama yang terlihat dari planet lain ada di Jupiter. Itu terlihat melalui pengamatan gelombang radio pada tahun 1950-an, kemudian oleh antariksa Voyager 1 milik Nasa pada tahun 1979.

Aurora terlihat menari-nari di kutub Jupiter oleh beberapa teleskop sejak saat itu, termasuk Teleskop Hubble, dan Teleskop James Webb.

"Kami melihat hal-hal yang belum pernah kami lihat sebelumya," kata Henrik Melin, peneliti planet di Universitas Leicester yang memimpin pengamatan Teleskop James Webb, termasuk struktur atmosfer bagian atas dari planet ini.

Kami juga melihat aurora di atmosfer Saturnur, yang menunjukkan cahaya kutup yang sangat intens, terutama dalam spektrum ultraviolet karena tingkat hidrogen yang tinggi di atmosfernya. Begitu pula di Neptunus.

Aurora Saturnus juga diperkirakan meningkatkan suhu atmosfer di sekitar kutubnya. Magnetosfer Neptunus yang kompleks tampaknya menciptakan sejumlah wilayah aurora di seluruh atmosfer planet ini.

Meskipun sebagian besar aurora di Tata Surya disebabkan oleh medan magnet planetnya yang kuat, medan magnet tidak melulu dibutuhkan untuk menghasilkan aurora.

Menurut Melin, Planet Mars sudah lama kehilangan medan magnetnya, tetapi memiliki aurora berkat medan magnet yang terbawa oleh angin matahari dan menyeliputi atmosfer planet ini.

Venus juga tidak memiliki medan magnet, namun terdapat aurora yang dipicu oleh angin matahari yang bertemu dengan ionosfer planet.

Kondisi itu membentuk gelembung plasma magnetik yang membentang ribuan mil, menghasilkan proses yang disebut rekoneksi magnetik. Ini terlihat di Bumi dan planet-planet lain, di mana garis-garis medan saling menyatu dan partikel-partikel yang mengandung muatan mengalir ke planet.

Di Merkurius, proses yang lebih aneh lagi terjadi. Planet ini memiliki medan magnet, tapi tidak memiliki atmosfer. Namun, dengan menyalurkan partikel bermuatan ke permukaannya, planet ini bersinar dengan sinar-X ketika elektron dari angin matahari menghujani permukannya.

Temuan ini telah dikonfirmasi oleh para ilmuwan pada awal 2023, dengan menggunakan wahana antaraiksa Eropa dan Jepang yang disebut BepiColombo.

"Partikel-partikel itu mengendapi di permukaan seperti hujan," kata peneliti planet di Badan Antariksa Jepang (Jaxa), Sae Aizawa.

Efek ini paling sering terjadi saat fajar menyingsing di permukaan Merkurius karena arah medan listrik di magnetosfer Merkurius yang membelokkan partikel-partikel yang datang dari Matahari menuju bagian planet tempat fajar menyingsing.

Penelitian terkait aurora tidak hanya dilakukan untuk Tata Surya kita saja. Pada tahun 2015, para astronom mendeteksi aurora yang sangat kuat pada jarak 20 tahun cahaya dari bintang katai coklat, bintang gagal yang tidak memiliki massa yang cukup untuk bisa melakukan fusi di intinya.

Para astronom juga mencari aurora di exoplanet, planet yang mengitari bintang lain. Sejauh ini, ada beberapa petunjuk menarik terkait ini.

Pada bulan April, para peneliti menemukan emisi radio dari sistem bintang YZ Ceti yang berjarak 12 tahun cahaya, yang mengisyaratkan adanya interaksi antara bintang dan medan magnetik planet batuan bernama YZ Ceti b. Emisi radio tersebut disebabkan oleh aurora di bintang itu sendiri, tapi planet tersebut juga memiliki aurora sendiri.

Mencari aurora di exoplanet melalui emisi radionya adalah salah satu cara yang bisa dilakukan.

"Masalah pengamatannya menantang," kata Sebastian Pineda, seorang ilmuwan planet di University of Colorado, Boulder, AS, yang memimpin penelitian YZ Ceti.

Namun, jika kita bisa menemukannya, kita bisa mendapatkan petunjuk penting tentang kelayakhunian planet lain.

"Medan magnet exoplanet bisa jadi merupakan unsur penting yang menentukan evolusi laik huni," kata Pineda.

Pengamatan-pengamatan lainnya juga mengisyaratkan adanya emisi ultraviolet yang bisa jadi merupakan hasil dari medan magnet di planet yang mirip Neptunus, HAT-P-11b, yang jaraknya lebih dari 123 tahun cahaya.

Namun deteksi-deteksi semacam itu baru tahap awal.

"Kami belum mendeteksi sesuatu yang benar-benar signifikan," kata Mary Knapp, seorang ilmuwan exoplanet di Institut Teknologi Massachusetts.

Dengan meneliti hal ini, kita bisa mendapatkan wawasan yang lebih baik mengenai dunia lain, juga memahami keunikan Bumi sendiri dibandingkan planet batuan lainnya.

"Apakah sebagian besar planet seperti Bumi - memiliki atmosfer yang tipis dan ramah - atau seperti Venus?" kata Knapp. "Kami benar-benar belum tahu."

--

Artikel versi Bahasa Inggris berjudul Alien aurora: The other-worldly light shows teaching us about the Earth's Northern Lights dapat Anda baca di BBC Future.