Para ilmuwan kemungkinan telah menemukan solusi untuk salah satu misteri terbesar tata surya terkait struktur medan magnet yang sangat tidak biasa pada planet es raksasa, Uranus dan Neptunus. Riset terkini ini memberikan pemahaman mendalam tentang kondisi internal ekstrem yang tersembunyi di dalam kedua planet tersebut.
Hanya Voyager 2 yang pernah mengunjungi Uranus dan Neptunus, melintas Uranus pada Januari 1986 dan Neptunus pada Agustus 1989. Saat itu, Voyager 2 mencatat medan magnet kedua planet tersebut sangat ganjil. Medan magnet Uranus miring 59 derajat dari sumbu rotasinya dan tidak berpusat di inti, melainkan berada di sepertiga bagian bawahnya. Neptunus menunjukkan kondisi serupa dengan medan magnet tidak teratur yang miring 47 derajat dan berpusat di antara inti dan puncak awan yang terlihat.
Sebagai perbandingan, Bumi memiliki medan magnet yang stabil dengan kemiringan hanya 11 derajat dari sumbu rotasi. Selama bertahun-tahun, berbagai teori diajukan untuk menjelaskan anomali ini. Uranus sendiri miring hingga 97 derajat akibat tumbukan dengan benda seukuran Bumi di masa lampau, yang sempat diduga menjadi penyebab kemiringan medan magnetnya. Namun, teori ini melemah karena Neptunus memiliki kemiringan medan magnet yang mirip tanpa mengalami riwayat tabrakan yang sama.
Kini, studi terbaru yang dipimpin oleh peneliti dari AS dan Inggris, memanfaatkan simulasi komputer serta data pengukuran lama dari Voyager 2, telah menemukan petunjuk penting. Jawabannya terletak pada mekanisme pembentukan medan magnet kedua planet melalui efek dinamo, yang bersumber dari pergerakan konveksi cairan konduktor listrik di dalam planet yang berputar.
Di Bumi, cairan konduktif tersebut adalah besi cair di lapisan luar inti, sehingga menghasilkan kutub utara dan selatan yang jelas (dipol). Sebaliknya, bagian dalam Uranus dan Neptunus mengandung banyak zat volatil seperti amonia, hidrogen, helium, metana, dan air di sekitar inti batuan, dengan massa masing-masing 14,5 dan 17 kali massa Bumi. Tekanan dan suhu yang sangat tinggi di interior planet ini mampu memecah molekul air menjadi ion, menjadikan material tersebut sangat konduktif secara listrik seiring bertambahnya kedalaman.
Di bagian dalam Uranus dan Neptunus, tekanan dan suhu mencapai tingkat yang sangat tinggi,” ungkap ketua tim peneliti Chi Yan dari University of Texas at Austin. “Dalam kondisi tersebut, yang memungkinkan molekul air terurai menjadi ion, material tersebut menjadi semakin konduktif secara listrik seiring kedalaman bertambah.
Dengan memasukkan konduktivitas listrik dan komposisi unik tersebut ke dalam simulasi komputer, para peneliti berhasil meniru struktur medan magnet yang unik milik Uranus dan Neptunus. Menariknya, simulasi ini juga memperlihatkan bahwa medan magnet kedua planet tersebut bisa berubah secara signifikan hanya dalam beberapa dekade, menunjukkan dinamika yang jauh lebih tinggi dibandingkan perubahan medan magnet Bumi.
Menurut Yan, perubahan kemiringan magnet Bumi hanya sekitar satu derajat atau lebih dalam kurun waktu 50 tahun. Namun, model mereka memperkirakan bahwa planet raksasa es bisa menunjukkan perilaku yang sangat berbeda, dengan kemiringan berfluktuasi hingga puluhan derajat dalam rentang waktu satu dekade.
Guna memvalidasi model ini tanpa menunggu misi di masa depan, para ilmuwan menggunakan data inframerah dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) untuk mengamati cahaya aurora samar di kutub Uranus dan Neptunus, karena posisi aurora tersebut dipengaruhi langsung oleh medan magnet.
Penemuan signifikan ini telah dirilis secara resmi pada tanggal 3 November dalam jurnal Communications Physics. (Space/Z-2)
