Sebuah penemuan ilmiah yang mengubah pemahaman kita tentang raksasa gas terbesar di Tata Surya telah diumumkan, mengungkapkan bahwa Planet Jupiter ternyata sedikit lebih kecil dan lebih pipih daripada yang diperkirakan para ilmuwan selama beberapa dekade. Data presisi tinggi yang dikumpulkan oleh wahana antariksa Juno milik NASA menjadi kunci dalam penyempurnaan pengukuran ini, memberikan wawasan baru yang akan memperbarui buku-buku pelajaran astronomi di seluruh dunia. Penemuan ini, yang dipublikasikan dalam jurnal bergengsi Nature Astronomy, tidak hanya memperbaiki model bagian dalam Jupiter tetapi juga memiliki implikasi signifikan untuk pemahaman kita tentang raksasa gas serupa yang bertebaran di luar Tata Surya kita.
Meskipun perbedaan antara pengukuran terbaru dan perkiraan sebelumnya tergolong kecil dalam skala kosmik, dampak ilmiahnya sangat besar. "Buku-buku pelajaran perlu diperbarui," ujar Yohai Kaspi, seorang ilmuwan planet di Weizmann Institute of Science dan salah satu penulis studi tersebut, seperti yang dikutip dari Live Science. "Ukuran Jupiter tentu saja tidak berubah, tapi cara kami mengukurnya yang berubah, dan kini kami memiliki data yang jauh lebih akurat." Pernyataan ini menggarisbawahi sifat dinamis dari sains, di mana teknologi baru dan metodologi yang lebih canggih terus-menerus menyempurnakan pemahaman kita tentang alam semesta.
Selama hampir lima dekade, pemahaman para ilmuwan tentang ukuran dan bentuk Jupiter sebagian besar didasarkan pada enam pengukuran yang dilakukan oleh misi-misi perintis seperti Voyager 1 dan 2, serta Pioneer 10 dan 11 pada tahun 1970-an. Pengukuran-pengukuran tersebut, yang kala itu merupakan terobosan besar, dilakukan menggunakan teknik pancaran gelombang radio yang relatif dasar untuk standar saat ini. Data yang dikumpulkan oleh misi-misi tersebut kemudian diadopsi sebagai standar acuan, membentuk dasar dari semua model interior Jupiter dan perhitungan massanya. Namun, keterbatasan teknologi pada masa itu, serta jumlah data yang terbatas dari setiap wahana yang hanya melintas dalam waktu singkat, berarti ada ruang untuk penyempurnaan yang signifikan.
Misi Juno, yang diluncurkan pada tahun 2011 dan tiba di orbit Jupiter pada tahun 2016, telah merevolusi studi tentang planet ini. Berbeda dengan misi-misi sebelumnya yang hanya melintas, Juno dirancang untuk melakukan orbit kutub yang unik, memungkinkan wahana ini untuk menyelam jauh ke dalam sabuk radiasi intens Jupiter dan mengumpulkan data yang belum pernah ada sebelumnya. Selama dua tahun terakhir, Juno telah mengumpulkan data radio yang jauh lebih banyak dan lebih detail, memberikan perspektif yang belum pernah ada tentang struktur gravitasi dan atmosfer Jupiter. Dengan data tambahan yang melimpah ini, para peneliti dapat menyempurnakan pengukuran ukuran Jupiter dengan tingkat presisi yang sebelumnya tidak mungkin dicapai.
"Hanya dengan mengetahui jarak ke Jupiter dan mengamati bagaimana ia berotasi, kita bisa mengetahui ukuran dan bentuknya," kata Kaspi. "Namun, untuk membuat pengukuran yang benar-benar akurat diperlukan metode yang jauh lebih canggih." Metode canggih inilah yang diusung oleh Juno. Dalam studi terbaru ini, para ilmuwan melacak bagaimana sinyal radio yang dipancarkan dari Juno kembali ke Bumi. Saat sinyal-sinyal ini melewati atmosfer Jupiter, mereka mengalami pembelokan atau refraksi, sebelum akhirnya terputus sama sekali ketika planet raksasa tersebut menghalangi sinyal secara penuh.
Proses yang dikenal sebagai "okultasi radio" ini sangat penting. Dengan menganalisis secara cermat bagaimana sinyal radio terdistorsi dan terputus, tim dapat menghitung dengan tepat profil kepadatan atmosfer Jupiter, bahkan memperhitungkan efek kompleks dari angin kencang yang bergejolak di planet gas tersebut. Angin ini, yang dapat mencapai kecepatan ratusan kilometer per jam, sedikit mengubah bentuk dinamis planet, menjadikannya bukan bola padat yang sempurna, melainkan entitas yang terus-menerus bergeser. Kemampuan untuk mengintegrasikan efek angin ini ke dalam perhitungan adalah terobosan kunci yang memungkinkan pengukuran presisi yang lebih tinggi.
Dengan data baru yang luar biasa ini, tim peneliti menghitung bahwa jari-jari planet dari kutub ke pusatnya adalah 66.842 kilometer. Angka ini 12 kilometer lebih kecil dari perkiraan sebelumnya. Sementara itu, jari-jari di khatulistiwa yang baru dihitung adalah 71.488 kilometer, 4 kilometer lebih kecil dari yang diperkirakan sebelumnya. Perbedaan 12 kilometer di kutub dan 4 kilometer di khatulistiwa mungkin terdengar sepele dibandingkan dengan ukuran keseluruhan Jupiter yang masif, tetapi dalam konteks pemodelan interior planet, "beberapa kilometer ini sangat berarti," tegas rekan penulis studi, Eli Galanti, seorang ahli raksasa gas di Weizmann Institute of Science.
Perbedaan dalam pengurangan jari-jari antara kutub dan khatulistiwa juga menunjukkan bahwa Jupiter lebih pipih atau oblateness-nya lebih tinggi dari yang diperkirakan. Sebuah planet yang berputar cepat cenderung memipih di kutub dan menggembung di khatulistiwa karena gaya sentrifugal. Data Juno menunjukkan bahwa efek ini sedikit lebih ekstrem daripada yang dipikirkan sebelumnya, membuat Jupiter terlihat sedikit lebih "terjepit" di kutubnya.
"Menggeser jari-jari sedikit saja membuat model interior Jupiter kami jauh lebih sesuai dengan data gravitasi maupun pengukuran atmosfer," jelas Galanti. Model interior planet gas raksasa seperti Jupiter sangat kompleks. Mereka diperkirakan terdiri dari inti padat yang relatif kecil, lapisan hidrogen metalik cair di bawah tekanan ekstrem, dan lapisan hidrogen molekuler di bagian luar. Kepadatan dan distribusi massa di setiap lapisan ini sangat sensitif terhadap ukuran dan bentuk keseluruhan planet.
Pengukuran yang diperbarui ini akan secara signifikan meningkatkan pemahaman kita tentang struktur internal Jupiter. Misalnya, model-model baru harus menyesuaikan distribusi massa untuk mengakomodasi ukuran yang sedikit lebih kecil dan bentuk yang lebih pipih. Ini dapat memberikan petunjuk penting tentang komposisi inti Jupiter, kedalaman lapisan hidrogen metalik, dan bagaimana materi berinteraksi di bawah tekanan dan suhu ekstrem di dalam planet. Dengan demikian, penemuan ini bukan hanya tentang angka-angka baru, melainkan tentang membuka pintu untuk pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana raksasa gas terbentuk dan berevolusi.
Selain itu, dampak penemuan ini melampaui batas Tata Surya kita. Jupiter sering dianggap sebagai "prototipe" untuk memahami raksasa gas ekstrasurya atau exoplanet, terutama "Jupiter panas" yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya. Dengan memahami Jupiter kita sendiri dengan presisi yang lebih tinggi, para ilmuwan dapat mengembangkan model yang lebih akurat untuk menafsirkan data dari raksasa gas di luar Tata Surya. Ketika para astronom mengamati exoplanet, mereka sering kali hanya dapat mengukur massanya dan jari-jari perkiraannya. Memiliki model interior yang lebih kuat berdasarkan Jupiter kita sendiri akan membantu mereka menyimpulkan komposisi, struktur, dan bahkan sejarah pembentukan exoplanet tersebut dengan lebih baik.
Penemuan ini juga merupakan bukti kuat dari sifat iteratif ilmu pengetahuan. Pengetahuan kita terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi dan kemampuan kita untuk mengumpulkan data yang lebih baik. Misi Juno adalah contoh utama dari bagaimana investasi dalam eksplorasi antariksa yang berkelanjutan dapat menghasilkan terobosan fundamental, bahkan dalam memahami objek-objek yang telah kita pelajari selama berabad-abad.
"Ini adalah pengingat bahwa bahkan objek yang paling kita kenal di Tata Surya pun masih menyimpan rahasia," pungkas Kaspi. "Setiap kali kita mengirimkan wahana baru dengan instrumen yang lebih baik, kita menemukan detail baru yang mengubah cara kita memandang dunia di sekitar kita." Ke depan, data dari Juno akan terus dianalisis, dan mungkin akan ada lebih banyak lagi penyesuaian dan penemuan yang muncul. Pengukuran yang diperbarui ini adalah langkah penting dalam upaya berkelanjutan umat manusia untuk mengurai teka-teki kosmik, satu planet raksasa pada satu waktu.
