Hujan berlian terjadi di lebih banyak planet dari yang diperkirakan, demikian temuan penelitian

Banyu Uwir

Hujan berlian terjadi di lebih banyak planet dari yang diperkirakan, demikian temuan penelitian

Di planet gas es raksasa seperti Neptunus dan Uranus, para astronom yakin akan terjadi hujan berlian, yang jatuh dari langit dalam fenomena yang menakjubkan. Sebuah studi baru menemukan bahwa curah hujan yang tidak biasa ini mungkin lebih umum terjadi daripada yang diperkirakan sebelumnya di alam semesta.

Penelitian ini dipublikasikan pada 8 Januari di jurnal Astronomi Alam. Penulis penyelidikan mengungkapkan bahwa batas suhu dan tekanan terjadinya hujan berlian mungkin lebih rendah dari yang diyakini sebelumnya.

Hal ini memungkinkan hujan batu mulia terjadi di planet gas yang lebih kecil dari Neptunus dan Uranus, yang disebut “mini-Neptunus”. Ini adalah salah satu jenis exoplanet yang paling umum ditemukan di luar Tata Surya.

Bereksperimenlah dengan film plastik

Penemuan ini terjadi berkat percobaan yang dilakukan di Jerman oleh tim peneliti internasional yang dipimpin oleh ilmuwan dari Laboratorium Akselerator Nasional SLAC Departemen Energi AS. Kelompok ini bekerja dengan laser elektron bebas sinar-X Eropa (European XFEL).

Dalam penelitian sebelumnya di Linac Coherent Light Source (LCLS) SLAC, para ilmuwan mengamati hujan berlian yang terbentuk di bawah kondisi tekanan tinggi, membenarkan kemungkinan batu permata terbentuk di planet es, yang sebagian besar terdiri dari air, amonia, dan hidrokarbon.

Para peneliti kemudian menemukan bahwa oksigen membuat pembentukan berlian lebih mungkin terjadi dalam kondisi yang lebih luas dan di lebih banyak planet. Sampai saat itu, tekanan dan suhu tinggi dihasilkan oleh kejutan kompresi hidrokarbon dengan laser berkekuatan tinggi, sehingga kondisinya hanya bertahan selama beberapa nanodetik.

Dalam percobaan baru, tim mempelajari reaksi lebih lama dan dengan pendekatan berbeda. Para ilmuwan menggunakan film plastik yang terbuat dari senyawa hidrokarbon polistiren sebagai sumber karbon dan memberikannya tekanan dan suhu ekstrem yang ditemukan di dalam planet es.

Bagian dari pengaturan eksperimental yang dilakukan oleh para ilmuwan — Foto: European XFEL/Jan Hosan

Tekanan tinggi dihasilkan dengan menekan lapisan film di antara ujung dua berlian menggunakan “sel landasan berlian”, di mana landasan mempertahankan tekanan hampir tanpa batas. Bahan tersebut kemudian terkena beberapa dosis sinar-X berenergi tinggi yang dihasilkan oleh XFEL.

Tujuannya adalah untuk memanaskan film hingga lebih dari 2.200 ºC, meniru kondisi ekstrem yang ditemukan di dalam planet dingin. Dalam kondisi tersebut, berlian terbentuk. Terakhir, para peneliti menggunakan pulsa sinar-X yang dihasilkan XFEL untuk mengamati kapan dan bagaimana formasi ini terjadi.

Hasilnya, tim menemukan bahwa hujan berlian terjadi pada tekanan dan suhu yang lebih rendah dari perkiraan sebelumnya. Dalam kasus Uranus dan Neptunus, hal ini berarti Uranus dan Neptunus dapat memiliki pengaruh yang lebih kuat pada pembentukan medan magnet yang tidak biasa di keduanya.

“’Hujan berlian’ di planet es memberi kita teka-teki menarik untuk dipecahkan,” kata pemimpin studi Mungo Frost, ilmuwan di SLAC, dalam sebuah pernyataan. “Hal ini menyediakan sumber pemanasan internal dan mengangkut karbon lebih jauh ke dalam planet ini, yang dapat berdampak signifikan pada sifat dan komposisinya.”

“Ia dapat memulai pergerakan di dalam es konduktif yang ditemukan di planet-planet ini, sehingga mempengaruhi pembentukan medan magnetnya,” tambahnya.

Para peneliti merencanakan lebih banyak eksperimen serupa untuk memahami pembentukan hujan berlian. “Penemuan inovatif ini tidak hanya memperdalam pengetahuan kita tentang planet es lokal, namun juga memiliki implikasi untuk memahami proses serupa di planet ekstrasurya di luar Tata Surya kita,” kata Siegfried Glenzer, Direktur Kepadatan Energi Tinggi di SLAC.