Purna Warta – Para astronom telah mendeteksi atmosfer tipis di sekitar benda langit kecil di tata surya luar untuk pertama kalinya — sebuah objek yang sebelumnya dianggap terlalu kecil untuk mendukung keberadaan atmosfer. Ribuan benda berbatu beku yang disebut objek trans-Neptunian, atau TNO, ada di Sabuk Kuiper di tepi tata surya kita, sisa-sisa dari pembentukannya 4,5 miliar tahun yang lalu.
Baca juga: Presiden AS Yakin NATO Tidak Akan Membantu Washington Jika Terjadi Konflik Global
Planet kerdil Pluto adalah yang terbesar dari TNO ini, dinamai demikian karena ditemukan di luar orbit Neptunus.
Suhu yang sangat dingin dan gravitasi permukaan yang lemah dari benda-benda kecil ini telah lama menyebabkan para astronom percaya bahwa mereka tidak mampu mempertahankan atmosfer — kecuali Pluto, yang memiliki atmosfer tipis. Atmosfer, terutama yang padat, biasanya terbentuk di sekitar planet atau bulan besar, termasuk satelit terbesar Saturnus, Titan.
Sementara itu, planet kerdil Eris, Haumea, Makemake, dan kandidat planet kerdil Quaoar, TNO terbesar setelah Pluto, tampaknya tidak memiliki atmosfer.
Selama kesempatan pengamatan yang langka, para astronom di Jepang menemukan lapisan tipis atmosfer di sekitar TNO yang dikenal sebagai (612533) 2002 XV93, menurut sebuah studi yang diterbitkan Senin di jurnal Nature Astronomy.
Sementara Pluto memiliki diameter 1.477 mil (2.377 kilometer), 2002 XV93 hanya memiliki lebar sekitar 311 mil (500 kilometer).
Penemuan tak terduga ini — yang dilakukan oleh Dr. Ko Arimatsu, profesor madya dan dosen senior di Observatorium Astronomi Nasional Jepang, dan rekan-rekannya — dapat menawarkan pandangan yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang bagaimana atmosfer terbentuk dan tetap ada di sekitar objek kecil, dan mengubah cara para astronom berpikir tentang objek di Sabuk Kuiper.
Menjelang Januari 2024, Arimatsu dan rekan-rekannya bersiap untuk kesempatan unik mengamati TNO (Trans-Neptunian Object) saat melintas di depan bintang terang, seperti yang terlihat dari Jepang.
2002 XV93 memiliki orbit standar untuk objek Sabuk Kuiper dan lebih kecil dari planet kerdil, sehingga tidak dianggap berbeda dari TNO lainnya.
Baca juga: Penindasan Israel terhadap Tahanan Perempuan Dikecam, Aksi Internasional Didesak
Namun, momen-momen ketika TNO diterangi oleh bintang di latar belakang kosmik, yang disebut okultasi bintang, merupakan kesempatan langka untuk mempelajari ukuran, bentuk, dan fitur objek kecil dan jauh, kata Arimatsu. Para peneliti melakukan pengamatan di tiga lokasi berbeda di Jepang, menggunakan observatorium di Kyoto dan Prefektur Nagano, serta teleskop yang dikelola oleh ilmuwan warga di Fukushima.
Cahaya bintang secara bertahap memudar saat TNO bergerak di depannya, menunjukkan adanya atmosfer. Jika suatu objek tidak memiliki atmosfer, bintang akan menghilang dan muncul kembali dengan lebih tajam.
“Data pengamatan menunjukkan perubahan kecerahan bintang yang halus di dekat tepi bayangan, berlangsung sekitar 1,5 detik,” tulis Arimatsu dalam sebuah email. “Perubahan kecerahan yang halus seperti ini secara alami dapat dijelaskan jika cahaya bintang dibelokkan oleh atmosfer yang sangat tipis di sekitar objek tersebut.”
Para peneliti menghitung bahwa 2002 XV93 memiliki atmosfer sekitar 5 juta hingga 10 juta kali lebih tipis daripada atmosfer Bumi — dan menduga ada dua kemungkinan penyebab pembentukannya.
Atmosfer tersebut bisa jadi merupakan hasil dari aktivitas kriovolkano pada benda kecil dan es tersebut, yang melepaskan gas internal seperti metana, nitrogen, atau karbon monoksida dari bawah permukaannya. Atau, objek Sabuk Kuiper lain seperti komet mungkin telah menabrak 2002 XV93, juga melepaskan gas dari bawah permukaannya.
Jika atmosfer tersebut terbentuk akibat benturan, mungkin hanya akan bertahan selama beberapa ratus tahun, kata Arimatsu. Tetapi jika aktivitas kriovolkano secara teratur mengisi kembali atmosfer dengan pelepasan gas, maka atmosfer tersebut dapat bertahan jauh lebih lama, tambahnya.
Pengamatan 2002 XV93 di masa mendatang, baik melalui lebih banyak kesempatan okultasi bintang atau dengan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb yang canggih, akan membantu para astronom untuk lebih memahami sifat atmosfer dan menentukan asal-usulnya, serta bagaimana atmosfer tersebut berevolusi dari waktu ke waktu.
“Jika pengamatan okultasi di masa mendatang menunjukkan penurunan tekanan yang stabil, hal itu akan menunjukkan asal-usul dampak dalam jangka waktu singkat,” kata Arimatsu.
Teleskop Webb juga dapat mendeteksi emisi metana atau karbon monoksida yang berasal dari objek tersebut dan mengidentifikasi komposisi atmosfernya.
Tim Arimatsu melanjutkan pencarian atmosfer di sekitar TNO lain dengan mengandalkan pengamatan okultasi bintang. Temuan mereka dapat membantu menentukan apakah 2002 XV93 merupakan pengecualian langka dari aturan tersebut, atau apakah objek kecil serupa lainnya juga memiliki atmosfer.
“Ini adalah penemuan yang menarik untuk dibaca,” kata Dr. Scott S. Sheppard, ilmuwan staf di Carnegie Institution for Science di Washington, DC. “Sebelumnya diperkirakan bahwa objek seperti 2002 XV93 terlalu kecil untuk memiliki atmosfer, tetapi hasil ini menunjukkan bahwa itu tidak benar.”
Sheppard tidak berpartisipasi dalam penelitian ini, tetapi ia telah mempelajari dan menemukan TNO (Trans-Neptunian Objects).
Temuan ini juga menyoroti penemuan aktivitas terkini di 2002 XV93, catat Sheppard, baik itu letusan gas beku atau akibat dari material yang perlahan jatuh kembali ke permukaan objek tersebut.
“Ini menunjukkan bahwa Sabuk Kuiper bukanlah tempat yang dingin dan mati,” tulis Sheppard dalam sebuah email, “tetapi penuh dengan aktivitas dan memiliki banyak unsur pembentuk kehidupan.”