Badai Kutub Jupiter dan Saturnus Ternyata Dipengaruhi Struktur dalam Planet

Pusat badai di kutub utara Saturnus.(Doc NASA)

JUPITER dan Saturnus dikenal sebagai dua planet terbesar di Tata Surya dengan banyak kemiripan. Keduanya tersusun terutama dari hidrogen dan helium, berotasi dengan kecepatan hampir sama, serta memancarkan panas dari bagian dalam planet. Namun, satu perbedaan mencolok sejak lama membingungkan para ilmuwan, yakni pola badai raksasa di wilayah kutub masing-masing planet.

Saturnus hanya memiliki satu badai besar yang mendominasi setiap kutub. Sebaliknya, kutub Jupiter dipenuhi satu badai utama yang dikelilingi sejumlah pusaran badai lebih kecil, membentuk pola geometris yang rapi. Perbedaan inilah yang kini mulai terjawab lewat penelitian terbaru.

Dua ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), Wanying Kang dan Jiaru Shi, mengungkap bahwa perbedaan tersebut berkaitan erat dengan cara badai terbentuk dan seberapa kuat keterkaitannya dengan lapisan dalam planet.

Menurut Kang, sifat interior planet dan tingkat “kelunakan” lapisan dasar tempat pusaran badai terbentuk sangat memengaruhi pola aliran fluida yang terlihat di permukaan. Selama ini, hubungan antara pola badai di atmosfer dan kondisi bagian dalam planet jarang dikaji secara langsung.

Cuaca Ekstrem di Dua Planet Raksasa Gas

Cuaca di Jupiter dan Saturnus sendiri tergolong ekstrem. Atmosfer keduanya dipenuhi badai turbulen, sabuk angin berkecepatan tinggi, serta awan tebal yang berputar membentuk pola kompleks. Gambaran detail tentang fenomena ini diperoleh melalui misi wahana antariksa Cassini yang mengamati Saturnus, serta Juno yang meneliti Jupiter.

Meski memiliki ukuran dan komposisi yang hampir sama, data dari kedua misi tersebut menunjukkan konfigurasi badai kutub yang sangat berbeda. Hal ini mendorong para peneliti untuk mencari penjelasan mendasar di baliknya.

Untuk itu, Kang dan Shi mengembangkan model dua dimensi dinamika fluida permukaan guna mereplikasi pola badai yang terlihat di kedua planet. Pendekatan ini didasarkan pada fakta bahwa pada sistem yang berotasi sangat cepat, pergerakan fluida cenderung seragam sepanjang sumbu rotasi. Dengan menyederhanakan masalah dari tiga dimensi menjadi dua dimensi, simulasi dapat dilakukan jauh lebih cepat dan efisien.

Mengapa Jupiter Punya Banyak Badai Kecil?

Hasil pemodelan menunjukkan bahwa badai besar di planet raksasa gas terbentuk dari pusaran-pusaran kecil yang terus membesar. Namun, ukuran akhirnya ditentukan oleh beberapa faktor, seperti kedalaman lapisan atmosfer, kuatnya energi pengadukan atmosfer (forcing), serta seberapa cepat energi hilang akibat gesekan.

Di Jupiter, atmosfer yang sangat dalam dan kaya energi memungkinkan terbentuknya banyak pusaran badai. Namun, turbulensi yang muncul lebih awal mencegah pusaran-pusaran tersebut menyatu menjadi satu badai raksasa. Akibatnya, badai di kutub Jupiter tetap terpisah dan tersusun dalam pola yang teratur.

Sebaliknya, atmosfer Saturnus memiliki lapisan yang lebih dalam dan lebih stabil. Gaya pengadukan yang lebih lemah, hilangnya energi yang lebih cepat akibat gesekan, atau kombinasi keduanya, menghilangkan penghalang yang mencegah pusaran badai bergabung. Kondisi ini membuat seluruh badai di kutub Saturnus menyatu menjadi satu pusaran raksasa.

Para peneliti juga menduga perbedaan ini dipengaruhi oleh kepadatan lapisan dasar tempat badai terbentuk. Pola badai yang terlihat di permukaan dinilai dapat menjadi “jejak” yang mengungkap kondisi lingkungan di bagian dalam planet.

Shi menyebut, interior Saturnus kemungkinan lebih kaya unsur logam dan material yang mudah mengembun. Kondisi tersebut memungkinkan terbentuknya stratifikasi yang lebih kuat dibandingkan Jupiter. Temuan ini tidak hanya membantu menjelaskan perbedaan badai kutub, tetapi juga memperluas pemahaman ilmuwan tentang struktur dan dinamika planet raksasa gas.

Sumber: Science Alert.