Dalam lima menit
Bulan-bulan Jupiter adalah keluarga besar yang terdiri dari lebih dari 90 dunia yang sudah dikenal, dipimpin empat bulan besar yang dilihat Galileo Galilei pada Januari 1610: Io, Europa, Ganymede, dan Callisto. Keempatnya berperilaku seperti tata surya mini. Io adalah benda paling vulkanik yang diketahui, Europa menyimpan samudra asin di bawah esnya, Ganymede adalah bulan terbesar di tata surya, dan Callisto adalah bola es dan batu yang purba dan penuh kawah.
Keempatnya mengorbit di dalam sabuk radiasi Jupiter, salah satu radiasi paling ganas yang harus dilewati wahana antariksa. Sinyal radio membutuhkan sekitar 33 sampai 54 menit untuk menempuh jarak antara Bumi dan Jupiter. Dan Io, yang paling dalam di antara keempatnya, ikut membentuk semburan radio yang dipancarkan Jupiter. Halaman ini membahas semuanya satu per satu. Halaman ini bagian dari sejarah fiksi ilmiah kami, karena dunia-dunia ini menjadi sumber imajinasi para penulis sejak teleskop Galileo.
Empat bulan Galileo
Pada malam 7 sampai 13 Januari 1610, Galileo melihat titik-titik cahaya kecil yang berpindah tempat di samping Jupiter dari malam ke malam. Itu adalah bulan-bulan yang mengitari planet lain, bukti kuat bahwa tidak semuanya berputar mengelilingi Bumi. Astronom Jerman Simon Marius mengaku melihatnya pada waktu yang hampir sama, dan nama-nama yang kita pakai sekarang adalah usulannya. Dengan binokular yang stabil, Anda masih bisa melihatnya sebagai deretan titik pendek di samping Jupiter.
Io
Io berdiameter sekitar 3.643 km, sedikit lebih besar daripada Bulan kita, dan mengelilingi Jupiter setiap 1,77 hari. Gravitasi Jupiter, ditambah tarikan dari Europa dan Ganymede, terus memeras dan melenturkannya. Gesekan itu memanaskan bagian dalamnya dan menggerakkan lebih dari 400 gunung berapi aktif, termasuk danau lava raksasa seperti Loki Patera. Voyager 1 memotret letusan pada Maret 1979, gunung berapi aktif pertama yang pernah terlihat di luar Bumi.
Europa
Europa berdiameter 3.122 km, sedikit lebih kecil daripada Bulan kita, dan terbungkus lapisan es air. Pengukuran magnetik oleh wahana Galileo menunjukkan adanya samudra asin di bawahnya, yang mungkin berisi air sekitar dua kali lipat dari seluruh samudra Bumi. Belum ada yang melihat samudra itu secara langsung. Itulah alasan utama Europa menjadi target utama dalam pencarian tempat yang memungkinkan adanya kehidupan.
Ganymede
Ganymede berdiameter 5.268 km. Ia bulan terbesar di tata surya dan lebih lebar daripada planet Merkurius, meski massanya hanya sekitar 45 persen massa Merkurius karena tersusun dari es dan batu. Ia satu-satunya bulan yang diketahui menghasilkan medan magnetnya sendiri, dan bukti menunjukkan adanya samudra asin yang terkubur. Wahana Juno melintas dalam jarak sekitar 1.000 km pada 7 Juni 2021, pengamatan jarak dekat pertama dalam lebih dari dua puluh tahun.
Callisto
Callisto berdiameter 4.821 km dan merupakan yang terluar dari keempatnya, sekitar 1,88 juta km dari Jupiter, dengan periode orbit 16,7 hari. Permukaannya termasuk yang paling banyak berkawah di tata surya dan nyaris tidak berubah selama miliaran tahun. Ia berada di luar zona radiasi terparah, sehingga perencana misi dan penulis sering memilihnya sebagai lokasi paling aman untuk pangkalan manusia. Samudra yang dalam mungkin ada di sana, tetapi buktinya lebih lemah daripada untuk Europa dan Ganymede.
Tiga bulan bagian dalam terkunci dalam irama yang disebut resonansi Laplace: saat Ganymede mengitari Jupiter satu kali, Europa mengitari dua kali dan Io empat kali. Ini menjaga orbit mereka tetap sedikit lonjong, yang membantu menyuplai tenaga bagi gunung berapi Io dan menghangatkan Europa. Callisto tidak termasuk dalam pola ini.
Sabuk radiasi Jupiter
Jupiter memiliki medan magnet terkuat di antara semua planet. Medan ini menjebak elektron dan ion lalu mempercepatnya hingga berenergi sangat tinggi, membentuk sabuk radiasi yang jauh lebih intens daripada sabuk Van Allen di Bumi. Io menyuplainya: gunung-gunung apinya melepaskan sekitar satu ton materi setiap detik, dan sebagian terionisasi lalu tertangkap oleh medan magnet. Pioneer 10 melakukan pengukuran pertama pada Desember 1973.
Semakin dekat sebuah bulan dengan Jupiter, semakin parah dosisnya. Permukaan Europa biasanya diperkirakan menerima beberapa sievert per hari, tingkat yang berbahaya bagi manusia dalam waktu sehari. Io lebih buruk lagi, Ganymede jauh lebih rendah, dan Callisto sangat sedikit. Wahana antariksa mengatasinya lewat rancangan. Juno menyimpan elektroniknya yang paling sensitif di dalam ruang titanium berdinding sekitar 1 cm dengan massa kira-kira 200 kg. Europa Clipper bahkan tidak akan mengorbit Europa. Wahana itu akan melakukan hampir 50 lintasan dekat dan menghabiskan sebagian besar waktunya di jarak yang lebih jauh, tempat dosisnya lebih rendah.
Berapa lama cahaya dari Bumi ke Jupiter
Gelombang radio merambat dengan kecepatan cahaya, sekitar 299.792 km per detik. Bergantung pada posisi kedua planet di orbitnya, jarak Jupiter dari Bumi berkisar antara sekitar 588 juta km dan 968 juta km. Bagi jarak itu dengan kecepatan cahaya, dan sinyal butuh sekitar 33 menit sekali jalan saat terdekat dan sekitar 54 menit saat terjauh. Pada jarak rata-rata sekitar 5,2 satuan astronomi, waktunya sekitar 43 menit. Jadi sebuah pertanyaan beserta jawabannya memerlukan waktu kira-kira 65 sampai 108 menit.
Itulah sebabnya tidak ada yang mengemudikan wahana Jupiter dengan joystick. Para insinyur mengirim perintah berjam-jam atau berhari-hari sebelumnya, lalu wahana menjalankannya sendiri. Bulan-bulan Jupiter juga memberi kita bukti pertama bahwa cahaya punya kecepatan terbatas. Pada 1676 astronom Denmark Ole Rømer memperhatikan bahwa Io masuk ke bayangan Jupiter lebih lambat daripada perkiraan ketika Bumi sedang lebih jauh dari Jupiter. Angkanya masih kasar, tetapi gagasannya benar.
Io dan semburan radio Jupiter
Pada 1955 astronom radio Amerika Bernard Burke dan Kenneth Franklin menangkap semburan derau aneh pada sekitar 22 MHz dan melacaknya ke Jupiter. Gelombang ini disebut emisi radio dekametrik karena panjang gelombangnya sekitar sepuluh meter. Pada 1964 Edward Bigg menunjukkan bahwa semburan itu bergantung pada posisi Io di orbitnya.
Penyebabnya, Io bergerak melintasi medan magnet Jupiter bagai sebuah generator. Ia mengalirkan arus listrik jutaan ampere sepanjang garis medan menuju wilayah kutub Jupiter. Elektron di sana memancarkan gelombang radio dalam bentuk berkas, dan berkas itu menyapu Bumi seperti lampu mercusuar. Penggemar dengan antena sederhana yang disetel di sekitar 20 MHz dapat mendengar semburan ini, dan proyek Radio JOVE dari NASA membantu pelajar melakukan hal itu.
Sains sungguhan: Juno dan langkah berikutnya
Sebagian hal di sini sudah mapan. Ukuran dan orbit keempat bulan, gunung berapi Io, dan medan magnet Ganymede sudah terukur. Samudra tersembunyi di Europa didukung bukti kuat, meski belum pernah terlihat langsung. Kehidupan di bulan mana pun hanyalah dugaan: belum ada yang menemukan tandanya.
Orbiter Galileo tiba di Jupiter pada Desember 1995 dan berakhir pada September 2003 ketika sengaja diarahkan masuk ke atmosfer Jupiter agar Europa tidak terkontaminasi. Juno diluncurkan pada Agustus 2011 dan memasuki orbit pada Juli 2016. Wahana ini dibuat untuk mempelajari Jupiter sendiri, tetapi dalam misi lanjutannya ia melintasi Ganymede pada 2021, Europa pada September 2022, serta Io pada Desember 2023 dan Februari 2024. Europa Clipper diluncurkan pada 14 Oktober 2024 dan dijadwalkan tiba di Jupiter pada April 2030. JUICE milik Badan Antariksa Eropa diluncurkan pada April 2023 dan diperkirakan tiba pada Juli 2031 untuk mempelajari Ganymede, Europa, dan Callisto.
Di mana ia muncul dalam fiksi
Dalam novel 2001: A Space Odyssey karya Arthur C. Clarke, perjalanan menuju tata surya bagian luar, dan filmnya menempatkannya di Jupiter. Sekuel Clarke, 2010: Odyssey Two (1982), menjadikan Europa pusat cerita, dengan kehidupan di bawah esnya. Catatan spoiler: buku itu juga mengubah Jupiter menjadi bintang kecil. Dalam The Expanse karya James S. A. Corey, Ganymede adalah dunia pertanian yang memberi makan koloni-koloni luar, sehingga menjadi rebutan politik.
Kesalahpahaman umum
- "Jupiter punya empat bulan." Ia punya empat bulan besar, dan lebih dari 90 yang diketahui secara keseluruhan. Sebagian besar sisanya hanya berdiameter beberapa kilometer.
- "Jupiter nyaris menjadi bintang." Ia membutuhkan sekitar 80 kali massanya untuk memfusikan hidrogen. Bintang dalam 2010 karya Clarke adalah fiksi.
- "Kita tahu Europa punya samudra penuh kehidupan." Samudranya kemungkinan besar ada, sedangkan kehidupan masih pertanyaan terbuka.
- "Ganymede lebih besar daripada planet." Ia lebih lebar daripada Merkurius tetapi jauh lebih ringan, dan ia mengorbit Jupiter, jadi ia adalah bulan.
Baca selanjutnya
- Io: bulan vulkanik secara lebih rinci.
- Europa: lapisan es, samudra, dan misi Clipper.
- Ganymede: bulan terbesar dan medan magnetnya.
- Callisto: bulan terluar yang purba dan penuh kawah.
- 2001: A Space Odyssey: novel Clarke tentang perjalanan ke planet-planet luar.
