Neptunus

Neptunus

Orbit Pluto yang sangat lonjong menyebabkan pada waktu tertentu memotong orbit Neptunus. Setiap 248 tahun, Pluto masuk kedalam orbit Neptunus dan berada disana selama 20 tahun. Pada masa-masa itulah, Neptunus menjadi planet paling jauh di tepi tatasurya. Kejadian itu pernah berlangsung di tahun 1979 dan berakhir sampai tahun 1999.

Atmosfer Neptunus sangat aktif. Angin dengan kecepatan 2.000 km/jam bertiup searah lintang planet. Semakin ke lintang tinggi dan ke kutub semakin kuat. Badai besar ditimbulkan oleh panas yang keluar dari bagian dalam planet dan menambahkan kecepatan angin di atmosfer sampai lebih dari 1.000 km/jam. Neptunus adalah planet yang memiliki angin tercepat di tatasurya.

Dengan mempergunakan Hubble (TRAH = Teropong Ruang Angkasa Hubble), para astronom mengamati berbagai badai bergaris tengah ribuan km di atmosfer Neptunus. Badai-badai tampak berupa bintik-bintik hitam selama beberapa bulan lalu menghilang. Badai terbesar adalah Bintik Gelap Besar, di belahan selatan. Bintik Gelap Besar itu sudah menghilang. Kemungkinan badai itu tertutup oleh tanda-tanda atmosfer yang lain. Sampai saat ini para ilmuwan belum bisa menjelaskan bagaimana badai besar itu bisa terbentuk dan terjadi dari bahan apa, partikel methan terkait dengan bahan pembentuk badai itu. Atmosfer Neptunus tercatat sangat aktif den banyak hal belum diketahui sampai sekarang.

Para astronomo menyimpulkan bahwa pusat Neptunus berisi inti batuan sebesar Bumi (garistengah Bumi 12.756 km) terdiri dari besi dan silicon. Inti Neptunus dibandingkan jejari planet 24.766 km sangat kecil. Inti diliputi lautan air yang bercampur bahan batuan membentang 5000 km ke permukaan dan bersambung dengan atmosfer tebal berupa gas H, He dan 3% metana dan amoniak. Keberadaan lautan di bagian dalam planet sangat tepat semasa Leverrier mengusulkan nama Neptunus sesuai dewa lautan mitologi Yunani dan Romawi. Pada massa pembentukan planet, komet yang ada di tepi tatasurya membawa air beku dan batuan ke planet. Planet tumbuh besar, tekanan dan suhu di dalam planet juga bertambah. Air beku mencair memanas sampai 4700⁰C. Lautan tidak berubah menjadi uap sebab tekanan begitu kuat beberapa juta kali tekanan di Bumi. Tekanan besar itulah menahan molekul-molekul cairan tidak lepas memisah menjadi uap.

Cahaya dipantulkan atmosfer Neptunus yang tebal itu bewarna biru, sebab Metana di atmosfer menyerap gelombang merah dan jingga/oranye tetapi menghamburkan cahaya biru. Pada tahun 1988 ditemukan molekul Metil (CH₃) yang dapat bereaksi sesamanya menjadi Etana (C₂H₆), gas yang mudah terbakar dan tidak berwarna. Metil menunjukan bahwa di dalam Neptunus terdapat Metana (CH₄), di hipotesiskan sistem badai yang ada di Neptunus melontarkan methan ke bagian atas atmosfer. Oleh matahari Metana diubah menjadi Metil. Penemuan adanya unsur hidrokarbon radikal seperti Metil menyadarkan manusia betapa kelimpahan sumberdaya energi yang sangat besar tersimpan di tatasurya. Kelak bahan itu akan sangat berguna untuk bahan bakar pesawat penjelajah ruang angkasa

Neptunus memancarkan 2,7 kali energi yang diserap dari matahari. Neptunus masih terus mencari keseimbangan gravitasi dengan mengerut. Dari energi yang dipancarkan, para astronom dapat memperkirakan berapa temperatur Neptunus di pusat. Suhu itu sama dengan 5149⁰C, sama panas dengan fotosfer matahari.

Uranus

Uranus

Uranus mempunyai inti batuan dan diselubungi lautan air bercampur mineral yang menjadi susuan utama inti batuan. Lautan bertemu atmosfer yang terdiri atas hydrogen, helium dan metahna. Uranus mempunyai 10 cincin dan 21 satelit.

Uranus pertama kali ditemukan dengan teleskop oleh Sir William Herschel tahun 1781. Herschel kebetulan melihat perubahan kedudukannya di rasi Gemini. Ia melaporkan ke British Royal Society sebagai komet. Sebelumnya, sejak 1690, orang telah lama memperhatikannya, tetapi menganggapnya bintang.

Uranus berotasi sangat cepat menyebabkan pepat dikedua kutubnya. Diameter di ekuator lebih panjang 2% (500 km) daripada sepanjang kutub. Sumbu rotasi Uranus, miring 98⁰ terhadap bidang orbit menyebabkan satu kutub planet selalu mengarah ke matahari selama 42 tahun dan setengah orbit berikutnya kutub yang lain. Jadi matahari selalu berada di kutub dan tidak terbenam setelah 42 tahun. Yang mengherankan adalah selama masa itu tidak terjadi perbedaan suhu yang besar diantara kedua kutub. Suhu rata-rata di atmosfer -212⁰C. Keseragaman suhu menunjukan bahwa panas di rambatkan sangat efisien dan mudah menjalar keseluruh bagian planet dimanapun.

Meskipun Uranus adalah planet Yovian, ia lebih kecil dan mempunyai komposisi kimia berbeda. Saturnus dan Yupiter terdiri atas H dan He, sedangkan Uranus menangkap lebih banyak molekul air. Karena air lebih berat dari H dan He, Uranus jadi lebih kompak. Dengan massa Uranus yang diketahui sekarang, jika air diganti H dan He, maka Uranus akan lebih besar dari Yupiter dan menjadi lebih renggang.

Lautan cair yang menjadi isi planet begitu besar dan terlihat sebagai air bercampur silikat, magnesium, senyawa nitrogen dan hidrokarbon.  Suhu lautan sangat panas 6.650⁰C. Di bumi, air menguap pada 100⁰C, namun lautan di Uranus tetap cair, karena tekanan di dalam Uranus 5 juta kali lebih kuat dari tekanan di bumi. Kekuatan tekanan itu mencegah molekul air tercerai menjadi uap.

Atmosfer berisi H, He dan sedikit methane, merentang sampai 5.000 km di atas lautan. Angin bertiup sejajar ekuator, bergerak pada arah yang sama dengan rotasi planet di lintang tinggi dan berlawanan di lintang rendah. Angin itulah yang menjadikan pola pita-pita lajur yang terlihat sejajar ekuator. Cahaya memantul biru-hijau, karena serapan methane di atmosfer merah dan oranye. Uranus berbeda dengan planet Yovian lain, sedikit memancar panas dari dalam planet. Pusat Uranus diperkirakan terdiri atas inti batuan berukuran lebih kecil dari inti bumi. Berjejari 2.000 km dan bersuhu 6.650⁰C, oleh tekanan yang sangat besar dari air pada inti batuan.

Saturnus

Saturnus

Saturnus adalah planet keenam dari matahari dan kedua terbesar ditatasurya. Pada tahun 1655, Huygens menulis surat berserial dalam kode latin. Kode itu jika ditata berbunyi “ia dilingkari oleh cincin tipis, sedikitpun tiada bersentuhan, miring terhadap ekliptika” Cincin-cincin itu sesuai penemunya ditandai dari arah dalam ke luar: cincin D, C, B, A, F, G dan E. Kini, cincin-cincin itu melebihi 100.000 buah mengorbit planet.

Dari bumi, Saturnus bersinar kuning. Di dalam teleskop tampak segera cincin A dan B. Dalam kondisi cuaca optimum: cincin D dan E. Teleskop landas bumi yang peka bisa menemukan 9 satelit. Di planet Saturnus, tanda-tanda atmosfer terlihat berupa pita-pita alur berwarna pucat putih sejajar ekuator.

Pusat Saturnus adalah inti batuan dan bertemperatur tinggi ditaksir 15.000⁰C. Baik Jupiter maupun Saturnus masih terus mencari kesetimbangan gravitasi melalui mengerut. Pengerutan menimbulkan pemancaran panas 3 kali lebih besar dari panas yang diterima dari matahari. Keadaan itu membangkitkan pusaran-pusaran badai di atmosfer bagian atas.

Atmosfer Saturnus mengandung Hydrogen (88%), Helium (11%) dan sejumlah kecil Metana, Amoniak, Kristal Amoniak dan gas-gas lain seperti Etana, Acetylene, dan Phosphin. Permukaan Saturnus menunjukan pusaran dan gulungan awan di dalam kabut jauh yang lebih tebal dari Yupiter. Kabut yang lebih tebal menunjukan suhu di Saturnus yang lebih rendah. Di puncak awan suhu -176⁰C, 27 derajat lebih rendah daripada Jupiter.

Jupiter

Jupiter

Jupiter adalah planet kelima dari matahari, terbesar di tata surya. Benda langit ke empat paling terang dilangit setelah Matahari, Bulan, dan Venus. Jupiter bahkan 31 kali lebih terang dari bintang Sirius. Berbeda dengan planet dalam yang merupakan batuan, Jupiter adalah sebuah bola gas padat dan tidak mempunyai permukaan padat. Inti Jupiter berisi mineral yang membentuk batuan seperti inti komet, tetapi itu hanya kurang dari 5% massa planet. Medan gravitasi di puncak atmosfer 2,5 kali gravitasi bumi. Begitu cepatnya planet berputar sehingga tepat di kedua kutub. Rendahnya kepadatan Jupiter menandakan bahwa planet ini hanya terdiri atas unsur-unsur ringan, yaitu Hidrogen dan Helium.

Dipermukaan Jupiter ditemukan angin luar biasa kuat, tetapi tidak menemukan molekul air di dalam atmosfernya. Pada lapisan atas atmosfer ditemukan campuran gas Hydrogen, Helium, Amoniak, Metana, dan uap air setebal 1000 km. Di bawahnya, tekanan sangat besar dan atmosfer sangat panas. Tekanan besar menyebabkan atom-atom H dan He tidak lagi bersifat gas, tetapi menjadi cairan yang disebut superkritis. Cairan superkritis itu bersifat seperti gas dan juga bersifat cairan. Zona superkritis itu berada pada kedalaman 20.000 sampai 30.000 km di dalam Jupiter. Itu sama dengan ¼ sampai 1/3 radius Yupiter.

Dilihat dari jauh, Jupiter memperlihatkan alur-alur pita horizontal. Pita-pita itu adalah lapisan awan yang digerakkan angin yang sangat kuat. Di perbatasan pita-pita itu bertiup angin dengan arah berlawanan. Angin yang dipakai dalam pelayaran di bumi menunjukan kemiripan serupa hanya di Jupiter lebih kuat dan stabil. Angin terkuat berada di lintang rendah 11⁰ setiap 24 jam. Pada lintang yang tinggi, awan bergantian bergerak ke barat dan ke timur sesuai struktur pita-pita di atmosfer. Pergerakan awan menunjukan kecepatan 600 km/jam di lintang rendah dan berkurang sampai 10 km/jam di lintang tinggi.

Badai-badai besar dan kuat selalu terjadi tiba-tiba. Jika badai kuat di Bumi ditimbulkan oleh pemanansan matahari di atmosfer, maka badai di Jupiter ditimbulkan oleh gelembung gas panas yang mengalir kepermukaan dari bagian dalam planet. Gelembung-gelembung membawa panas dan membuat pusaran akibat angin yang bertiup dari dua arah yang berlawanan. Karena tidak menjumpai massa daratan dan tidak bisa bergerak ke utara maupun ke selatan, badai itu menelan badai-badai kecil lain yang terbentuk. Rentang waktu berlangsung badai sampai berminggu-minggu.

Badai Jupiter yang sangat terkenal adalah bintik merah besar yang telah berlangsung berabad-abad tiada putus (catatan: bintik merah itu kini menghilang dan dilaporkan oleh seorang amatir astronom pada tahun 2010). Bintik merah yang sangat besar itu melanda muka planet sampai seluas 3 buah bumi. Laporan mengenai bintik merah datang pertama kali dari fisikawan Robert Hooke tahun 1664. Tidak ada yang tahu apa penyebab bintik merah itu. Dari pergerakannya saja tenaga seperti datang dari bagian atmosfer atas sambil menyerap energi badai-badai yang lebih kecil. Tidak terlihat kaitan dengan sumber energi dari bawah karena gerakannya terus menuju kearah barat tidak beraturan. Warna merah bintik berasal dari sulfur atau fosfor yang menyerap sinar ultraviolet, ungu dan biru.

Pada tahun 1994 komet Shoemaker-Levy 9 membentur atmosfer Jupiter. Komet terbelah dalam belasan keeping oleh gaya pasang gravitasi planet. Kepingan menabrak bagian atas atmosfer dengan kecepatan sampai 216.000 km/jam. Tumbukan yang terjadi melepaskan ledakan hebat di stratosfer planet. Satu menit setelah memasuki atmosfer atas, sebuah ledakan sekunder melontarkan materi awan yang segera mengembang cepat setinggi 3000 km. Material itu lalu jatuh berdentam ke lapisan di bawah menimbulkan gelombang tsunami susulan dan melepas tenaga bakar ke lingkungan sekitarnya sampai radius beribu-ribu kilometer. Lingkungan yang tadinya bersuhu sangat dingin -100⁰C langsung naik sampai 700⁰C. Lapisan hancur itu mendingin, berwarna gelap pekat kemudian tenggelam ke lapisan bawah, menimbulkan gelombang tsunami yang ketiga kali. Angin kencang kemudian menyapu dan menggulung semua yang tersisa sehingga tak berbekas setelah beberapa bulan. Siapapun tidak akan pernah tahu bahwa pernah terjadi kiamat.

PLANET JOVIAN

PLANET JOVIAN

Anggota planet Jovian adalah Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Tabel berikut ini memperlihatkan data fisik tentang planet Jovian

Tabel 2.2. Planet Jovian

	Jupiter	Saturnus	Uranus	Neptunus
Massa (kg)	1,9 x 1027	5,7 x 1026	0,87 x 1026	1,0 x 1026
Radius (m)	143 x 106	121 x 106	51 x 106	50 x 106
Kerapatan (kg/m3)	1.300	700	1.300	1.600
Albedo	0,52	0,47	0,51	0,41
Radius orbit (m)	0,778 x 1012	1,43 x 1012	2,87 x 1012	4,50 x 1012
Periode orbit (tahun)	11,86	29,46	84,01	164,8
Inklinasi orbit (0)	1,31	2,49	0,77	1,77
Eksentrisitas orbit	0,048	0,056	0,046	0,010
Periode rotasi (hari)	0,41	0,44	0,72	0,67
Kemiringan sumbu rotasi (0)	3,1	26,7	97,9	28,3