Wajar banget kalau Jupiter, yang dijuluki raja planet, punya mahkota – dan mahkotanya luar biasa!

Meskipun kita nggak bisa lihat pakai mata telanjang, planet raksasa ini punya aurora paling kuat di Tata Surya. Aurora ini kayak selubung gemerlap permanen di kutub utara dan selatan, bersinar dalam panjang gelombang yang nggak terlihat – ultraviolet, inframerah, dan kadang ada semburan sinar-X.

Beberapa tahun terakhir, pengamatan pakai instrumen tercanggih akhirnya mulai mengungkap rahasia aurora raksasa yang nggak terlihat ini. Tapi, masih banyak banget yang harus kita pelajari. Teleskop luar angkasa paling kuat di dunia bawa kita selangkah lebih maju: pengamatan baru dari JWST, yang didapat tanggal 25 Desember 2023, memperlihatkan fitur-fitur yang belum pernah dilihat astronom sebelumnya.

“Sungguh hadiah Natal yang luar biasa – bikin saya terpukau!” kata astronom Jonathan Nichols dari University of Leicester di Inggris.

“Kami ingin lihat seberapa cepat aurora berubah, tadinya kami kira bakal memudar dan muncul perlahan, mungkin sekitar seperempat jam. Ternyata, kami mengamati seluruh wilayah aurora bergejolak dan berkilau dengan cahaya, kadang berubah setiap detik.”

Aurora di Jupiter terbentuk mirip kayak aurora di Bumi. Partikel-partikel tersedot ke magnetosfer planet, lalu dipercepat dengan kecepatan luar biasa saat dibawa ke kutub. Di kutub, partikel-partikel itu dilepaskan ke atmosfer, di mana interaksi ionisasinya dengan partikel atmosfer menghasilkan cahaya.

Di Bumi, partikel-partikel itu sebagian besar berasal dari Matahari, makanya kita lihat aurora saat Matahari mengeluarkan semburan yang sangat kuat – seperti lontaran massa korona atau angin Matahari yang kencang.

Itu juga terjadi di Jupiter, tapi sumber utama aurora Jupiter justru lebih dekat: bulan vulkaniknya Io, yang selalu menyemburkan sulfur dioksida. Gas ini membentuk torus besar, semacam waduk yang terus-menerus mengisi aurora planet.

Salah satu molekul yang melayang di atmosfer Jupiter yang menghasilkan cahaya inframerah adalah kation trihidrogen (H₃⁺), ion bermuatan yang terdiri dari tiga atom hidrogen.

Ion trihidrogen bisa dipakai buat mempelajari energi aurora, jadi Nichols dan rekan-rekannya pakai pengamatan JWST buat melacak perilaku molekul-molekul di aurora Jupiter, sambil pakai pengamatan ultraviolet Hubble secara bersamaan buat memberikan konteks emisi.

“Anehnya, cahaya paling terang yang diamati Webb nggak punya padanan yang jelas di gambar Hubble. Ini bikin kami garuk-garuk kepala,” kata Nichols.

“Untuk menghasilkan kombinasi kecerahan yang terlihat oleh Webb dan Hubble, kita butuh kombinasi partikel berenergi sangat rendah dalam jumlah besar yang menghantam atmosfer – kayak badai gerimis! Kami masih belum paham gimana ini bisa terjadi.”

Ini memang sesuai banget sama Jupiter, yang melakukan banyak hal aneh yang nggak terlalu kita pahami. Tapi, dengan makin banyaknya teleskop dan wahana antariksa yang canggih, para ilmuwan, sedikit demi sedikit, menemukan kepingan-kepingan unik dari teka-teki Jupiter.

Informasi baru ini, meskipun saat ini agak membingungkan, hanyalah salah satu kepingan teka-teki itu. Gimana kepingan ini cocok dalam gambaran yang lebih besar mungkin butuh beberapa kepingan lagi. Misalnya, pekerjaan pemodelan di masa depan bisa membantu menjelaskan fitur-fitur emisi aurora yang saat ini bikin para ilmuwan bingung.

Sementara itu, pengumpulan lebih banyak pengamatan di berbagai panjang gelombang terus dilakukan. Yang bagus, karena aurora selalu ada, kita nggak perlu nunggu momen yang pas. Pengamatan Jupiter dalam cahaya yang tepat pasti bakal menangkap sesuatu dari radiasi luar biasa di sana.

Temuan ini sudah diterbitkan di Nature Communications.