Menyingkap Rahasia Atmosfer Pluto

Pluto, yang yang berukuran sekitar seperlima ukuran Bumi, sebagian besarnya tersusun atas batuan dan es. Terletak sejauh 40 kali rata-rata jarak Bumi ke Matahari, Pluto adalah dunia yang sangat dingin dengan suhu permukaan mencapai -220 derajat Celcius.

Sejak dekade 1980-an telah diketahui bahwa Pluto memiliki atmosfer yang tipis yang didominasi oleh nitrogen dengan jejak metana dan kemungkinan karbon dioksida. Tekanan atmosfernya hanya sekitar seperseratus ribu tekanan atmosfer Bumi, atau sekitar 0.015 milibar.

Sampai baru-baru ini, hanya lapisan atas dari Atmosfer Pluto yang dapat dipelajari. Dengan mengamati okultasi bintang (ESO 21/22), fenomena yang terjadi apabila suatu anggota tata surya menghalangi cahaya sebuah bintang di latar belakang, para astronom berhasil menunjukkan bahwa lapisan atas dari atmosfer dari Pluto adalah berkisar -170 derajat Celcius, atau sekitar 50 derajat lebih hangat daripada suhu di permukaannya. Observasi ini dapat memberikan petunjuk mengenai temperatur dan tekanan atmosferik di dekat permukaan Pluto.

Namun uniknya, observasi terkini menggunakan perangkat CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) yang terpasang pada Very Large Telescope milik European Space Observatory (ESO) kini telah mengungkapkan bahwa atmosfer Pluto secara keseluruhan, bukan hanya di lapisan atasnya, memiliki suhu rata-rata sekitar -180 derajat Celcius, dan dengan demikian “jauh lebih panas” daripada suhu permukaannya.

Berkebalikan dengan atmosfer Bumi, di Pluto temperatur justeru meningkat seiring bertambahnya ketinggian. Perubahan suhunya berkisar 3 hingga 15 derajat per kilometer. Di Bumi, dalam kondisi normal, temperatur berkurang sekitar 6 derajat setiap kilometer ketinggian.

Alasan mengapa permukaan Pluto sedemikian dingin berhubungan dengan eksistensi atmosfer Pluto, yakni karena terjadinya sublimasi es di permukaan; analog dengan keringat yang mendinginkan tubuh saat menguap dari permukaan kulit kita, sublimasi ini memiliki efek pendinginan pada permukaan Pluto. Dari segi ini, Pluto memiliki sifat yang sama dengan komet, dimana bagian coma dan ekornya juga terbentuk dari es yang menyublim saat komet mendekati Matahari.

Observasi menggunakan CRIRES juga mengindikasikan bahwa metana adalah gas paling berlimpah nomor dua di atmosfer Pluto, merepresentasikan setengah persen dari molekul-molekul yang ada. “Kami berhasil menunjukkan bahwa jumlah sebesar itu memainkan peranan penting dalam proses pemanasan di atmosfer dan dapat menjelaskan peningkatan suhu atmosferik,” jelas Emmanuel Lellouch, penulis utama makalah yang melaporkan penemuan ini.

“Menarik untuk dipikirkan bahwa dengan CRIRES kami dapat mengukur secara presisi jejak suatu gas dalam atmosfer 100.000 kali lebih tipis daripada di Bumi, pada objek yang lima kali lebih kecil dari planet kita dan terletak di tepi tata surya,” ungkap co-author, Hans-Ulrich Käufl. “Kombinasi CRIRES dan VLT adalah seperti memiliki satelit penelitian atmosfer yang mengorbit Pluto.”

Dua model yang berbeda dapat menjelaskan properti atmosfer Pluto. Dalam model pertama, para astronom mengasumsikan bahwa permukaan Pluto dilingkupi oleh lapisan tipis metana, yang menempati sublimasi bekuan nitrogen. Skenario kedua melibatkan keberadaan metana murni di permukaan Pluto.

Menentukan mana yang paling tepat diantara keduanya akan membutuhkan studi yang lebih intensif saat Pluto bergerak menjauh dari Matahari. “Dan tentu saja, wahana antariksa New Horizon milik NASA akan menyediakan lebih banyak petunjuk saat mencapai planet kerdil itu pada 2015 nanti,” tukas Lellouch.

Penemuan ini telah dilaporkan dalam jurnal Astronomy and Astrophysics pada Februari lalu dalam makalah berjudul Pluto’s lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations oleh E. Lellouch et al. (www.eso.org)