Seperti Planet Kembar, Mengapa Warna Planet Uranus dan Neptunus Berbeda?

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Seperti dua planet kembar, Uranus dan Neptunus adalah dua planet yang memiliki kemiripan. Keduanya memiliki ukuran dan massa yang hampir sama, memiliki komposisi dan struktur yang serupa, bahkan kecepatan rotasi yang serupa.

Yang membuat satu perbedaan mencolok cukup membingungkan, yakni Neptunus memiliki warna biru yang menarik, dengan badai berputar. Uranus lebih berwarna teal pucat tanpa ciri dan halus. Jika kedua planet sangat mirip, dari mana perbedaaan warna biru ini?

Dilansir dari Science Alert, Kamis (3/2/2022), penelitian baru, diunggah ke server pracetak arXiv dan menunggu tinjauan sejawat, mengklaim telah menemukan jawaban dari pertanyaan itu. Menurut sebuah tim yang dipimpin oleh fisikawan planet Patrick Irwin dari Universitas Oxford di Inggris, lapisan kabut yang meluas menipiskan rona Uranus. Ini menghasilkan bola yang lebih pucat dibandingkan dengan Planet Neptunus.

Uranus dan Neptunus, menurut pengukuran tim dari dua planet terstruktur sangat mirip. Keduanya merupakan planet berbatu dikelilingi oleh mantel air, amonia, dan es metana.

Kemiripan selanjutnya, atmosfer gas yang terutama terdiri dari hidrogen, helium, dan metana, dan akhirnya atmosfer atas, termasuk puncak awan. Namun, atmosfer di keduanya tidaklah homogen. Atmosfer disana berlapis, seperti umumnya planet-planet lain di Tata Surya. 

Irwin dan rekan menganalisis pengamatan terlihat dan inframerah dekat dari dua planet untuk menghasilkan model baru dari lapisan atmosfer. Mereka berhasil menemukan model yang meniru pengamatan dengan sangat baik, termasuk badai di Neptunus dan bayangan Uranus yang lebih pucat.

Dalam model mereka, kedua planet memiliki lapisan kabut fotokimia. Ini terjadi ketika radiasi ultraviolet dari Matahari memecah partikel aerosol di atmosfer, menghasilkan partikel kabut. Ini adalah proses yang umum, terlihat di Venus, Bumi, Saturnus, Jupiter, planet kerdil Pluto serta bulan Titan dan Triton.

Para peneliti menyebutnya lapisan Aerosol-2. Di kedua planet itu tampaknya menjadi sumber benih awan yang mengembun menjadi es metana di batas bawah dan salju turun lebih dalam ke atmosfer. Di Uranus, lapisan ini tampak dua kali lebih buram daripada di Neptunus dan inilah mengapa kedua planet itu terlihat berbeda.

“Karena partikel-partikel ini ditemukan menyerap UV, ini menjelaskan reflektivitas UV yang diamati Uranus lebih rendah dan juga menjelaskan mengapa Uranus tampaknya memiliki warna biru pucat di mata manusia daripada Neptunus, karena partikel-partikel ini ditemukan memiliki spektrum reflektivitas yang terlihat putih,” tulis para peneliti dalam makalah mereka.

Sifat tidak jelas (opacity) yang lebih rendah dari lapisan Aerosol-2 Neptunus juga menjelaskan mengapa bintik-bintik gelap lebih mudah diamati di atmosfer Neptunus daripada di Uranus. Di bawah lapisan Aerosol-2 adalah lapisan kabut yang lebih dalam yang disebut Aerosol-1, di mana metana menguap kembali dan mengendapkan kembali partikel kabut.

Partikel kabut ini kemudian mengembun menjadi kristal sub-mikron hidrogen sulfida (itulah senyawa yang berbau). Tanda spektral wilayah ini konsisten dengan es dan kabut gelap.

Tim ilmuwan percaya wilayah Aerosol-1 ini adalah tempat asal fitur gelap seperti bintik-bintik dan pita yang diamati di Neptunus. Jika lapisan Aerosol-2 Neptunus lebih tipis, dan lebih transparan, itu akan membuat fitur ini lebih terlihat.

Tidak jelas mengapa lapisan Aerosol-2 Neptunus tidak sepadat Uranus, tetapi para peneliti percaya bahwa atmosfer Neptunus mungkin lebih baik dalam membersihkan kabut dengan menurunkan metana lebih efisien daripada Uranus.

Temuan ini menawarkan beberapa jalan untuk studi lebih lanjut. “Pengamatan Uranus dan Neptunus di masa depan ... dapat membantu menjawab pertanyaan apakah bintik hitam dan daerah gelap disebabkan oleh penggelapan atau pembersihan lapisan Aerosol-1,” tulis mereka.