Dua planet yang paling jauh daripada matahari iaitu Neptun dan Uranus mempunyai banyak persamaan antara satu sama lain. Kedua-duanya merupakan gergasi ais, mempunyai saiz yang sama, berputar lebih laju daripada bumi dan saksi kepada hujan berlian. Tetapi sebelum kedua-duanya patut digelar sebagai planet kembar, kenapa warna biru Neptun lebih gelap daripada Uranus?

Persoalan ini menghantui para saintis selama bertahun-tahun. Tetapi semua itu berubah menerusi satu dapatan kajian yang dibuat di Universiti Oxford diketuai oleh Profesor Patrick Irwin. Dapatan pasukan beliau ialah perbezaan warna biru ini berpunca daripada lapisan partikel ais metana yang kecil yang tenggelam apabila ia membesar. Partikel ini kemudiannya membentuk salji sebelum ia kembali tersejat ke udara.

Untuk mengkaji imej kedua-dua planet bukan sesuatu yang mudah. Ini kerana kebanyakan imej Uranus dan Neptun diambil oleh prob Voyager-2 semasa melepasi kedua-dua planet pada 1986 (Uranus) dan 1989 (Neptun). Disebabkan imej yang diambil kini melebihi 30 tahun, tidak banyak yang diketahui tentang kedua-dua planet. Lantas, ini menjelaskan mengapa sesetengah saintis mahukan pelancaran prob ke Uranus patut diberi perhatian.

Jadi, bagi menjawab persoalan perbezaan warna biru kedua-dua planet, Profesor Irwin dan pasukannya mencuba satu penyelesaian kreatif. Caranya ialah dengan menggabungkan data Uranus dan Neptun dari Voyager-2 dengan data-data pemerhatian teleskop seperti Hubble. Selepas menilai semua data yang ada, barulah satu model dibangunkan bagi melihat apa sebenarnya berlaku pada kedua-dua planet.

Berdasarkan imej Voyager-2 yang dilancarkan NASA pada tahun 80-an, atmosfera kedua-dua planet yang bergas, sejuk dan tebal itu terbentuk akibat campuran hidrogen, helium dan metana. Di bahagian bawah atmosfera, gas metana menyerap cahaya merah dan memantulkan cahaya biru. Ini menjelaskan mengapa penampilan kedua-dua planet berwarna biru. Dan disebabkan tekanan atmosfera yang tinggi, bau atmosferanya sama macam kentut manusia.

Tetapi pada masa sama, tompokan kimia menghasilkan kabus pada atmosfera kedua-dua planet. Lapisan kabus persis awan ini terhasil apabila radiasi ultraungu matahari bertindak balas terhadap aerosol. Proses fotokimia sebegini tidak hanya berlaku di Uranus dan Neptun sahaja.

Malah, ia turut berlaku di bumi, Zuhrah, Musytari dan Zuhal. Contoh paling mudah, kabut fotokimia yang tercetus di Sungai Buloh pada 1991 akibat interaksi hidrokarbon dan nitrogen oksida (nitrous oxide) dengan cahaya matahari. Kabut ini tercetus angkara satu tragedi yang dikenali sebagai Hiroshima Sungai Buloh.

Dapatan pasukan Profesor Irwin mendapati wujud liputan kabut yang terhasil apabila komposisi gas metana dipecahkan. Liputan ini dikenali sebagai lapisan Aerosol-2 dan jika ia dilihat daripada spektrum cahaya yang kelihatan, ia seperti putih susu. Disebabkan lapisan Aerosol-2 Uranus lebih tebal berbanding lapisan di Neptun, ini mengakibatkan warna biru planet itu lebih pucat berbanding jirannya yang berwarna biru gelap.

Menariknya di sini, perbezaan warna biru Uranus dan Neptun bukan fokus utama kajian pasukan Profesor Irwin. Fokus utama kajian mereka ialah memahami awan dan kabus yang wujud dalam atmosfera gergasi ais – gelaran paling sesuai untuk Uranus dan Neptun. Justeru, dengan mendapat jawapan perbezaan warna kedua-dua planet ini merupakan satu bonus yang tidak disangka-sangka.

Imej Uranus dan Neptun yang direkodkan oleh Hubble turut mendedahkan titik hitam pada kedua-dua planet. Titik-titik hitam ini dikatakan terbentuk di bahagian tengah atmosfera kedua-dua planet. Para saintis percaya titik-titik hitam ini terhasil akibat lapisan-lapisan aerosol yang tebal.

Yang pasti, sebarang kajian berkenaan kedua-dua planet dijangka bergantung kepada data lapangan dan teleskop-teleskop sedia ada termasuk Hubble. Jika para saintis mahu menunggu data terbaru Voyager-2, maka mereka perlu menunggu 20 tahun lagi sebelum mendapat data Uranus seterusnya daripada prob berkenaan. Voyager-2 dijangka sampai di Uranus pada musim bunga tahun berkenaan.

Tetapi para saintis tidak perlu menunggu lama macam Musang Berjanggut. Dengan Teleskop Angkasa Lepas James Webb telah dilancarkan beberapa bulan sebelumnya, ia memberi harapan kepada mereka untuk mendapatkan imej lebih jelas Uranus dan Neptun. Dengan misi penghantaran prob ke Uranus memerlukan sokongan politik, teknikal dan kewangan bagi merealisasikan usaha pelancaran pada 2031, ini dianggap alternatif terbaik.

RUJUKAN

Gamillo, E. (2022, 8 Februari). Why Twin-Like Ice Giants Uranus and Neptune Are Different Shades of Blue. Smithsonian Magazine.

Howell, E. (2022, 1 Jun). Shades of Uranus: Scientists know why the planet and Neptune are different hues of blue. Space.com.

Kelvey, J. (2022, 4 Jun). Scientists learn why Neptune is a darker hue than Uranus. The Independent.

Luntz, S. (2022, 31 Januari). Why Neptune And Uranus Are Different Shades Of Blue. IFLScience.