WASHINGTON - Untuk pertama kalinya, para astronom telah menguraikan struktur tiga dimensi atmosfer sebuah planet di luar tata surya kita, mengungkap tiga lapisan seperti kue pengantin di planet gas yang sangat panas yang mengorbit dekat dengan bintang yang lebih besar dan lebih panas dari matahari kita.

Para peneliti mengintip melalui atmosfer WASP-121b, sebuah planet yang juga disebut Tylos, dengan menggabungkan keempat unit teleskop Teleskop Sangat Besar milik Observatorium Selatan Eropa yang berbasis di Chili, dan menemukan stratifikasi lapisan dengan komposisi kimia yang berbeda dan angin kencang.

Sampai saat ini, para peneliti telah mampu menentukan komposisi kimia atmosfer untuk beberapa planet di luar tata surya kita - yang disebut eksoplanet - tetapi tanpa memetakan struktur vertikal atau bagaimana unsur-unsur kimia tersebut didistribusikan.

WASP-121b adalah "Jupiter yang sangat panas," kelas planet gas besar yang mengorbit dekat dengan bintang induknya, sehingga membuatnya sangat panas. Atmosfernya sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium, seperti Jupiter, planet terbesar di tata surya kita. Namun, atmosfer WASP-121b tidak seperti apa pun yang pernah terlihat sebelumnya.

Para peneliti membedakan tiga lapisan dengan mencari keberadaan unsur-unsur tertentu. Lapisan bawah WASP-121b dicirikan oleh keberadaan besi - logam dalam bentuk gas karena panasnya atmosfer yang luar biasa.

Angin memindahkan gas dari sisi planet yang selalu panas ke sisi yang lebih dingin. Lapisan tengah dicirikan oleh keberadaan natrium, dengan aliran jet yang bertiup melingkar di sekitar planet dengan kecepatan sekitar 43.500 mil (70.000 km) per jam - lebih kuat daripada angin mana pun di tata surya kita. Lapisan atas dicirikan berdasarkan hidrogennya, dengan sebagian lapisan ini hilang ke luar angkasa.

"Struktur ini belum pernah diamati sebelumnya dan menentang prediksi saat ini tentang bagaimana atmosfer seharusnya berperilaku," kata astronom Julia Victoria Seidel dari European Southern Observatory dan Laboratorium Lagrange di Observatoire de la Côte d`Azur di Prancis, penulis utama studi yang diterbitkan minggu ini di jurnal Nature.

Para peneliti juga mendeteksi titanium dalam bentuk gas di atmosfer WASP-121b. Di Bumi, baik besi maupun titanium tidak ada di atmosfer karena keduanya adalah logam padat karena suhu planet kita yang lebih rendah, relatif terhadap WASP-121b.

Bumi memang memiliki lapisan natrium di atmosfer bagian atas. "Bagi saya, bagian yang paling menarik dari penelitian ini adalah bahwa ia beroperasi pada batas-batas yang mungkin dicapai dengan teleskop dan instrumen saat ini," kata salah satu penulis penelitian Bibiana Prinoth, seorang mahasiswa doktoral astronomi di Universitas Lund di Swedia.

WASP-121b memiliki massa yang hampir sama dengan Jupiter tetapi diameternya dua kali lipat, sehingga lebih mengembang. Ia terletak sekitar 900 tahun cahaya dari Bumi ke arah konstelasi Puppis. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 5,9 triliun mil (9,5 triliun km).

WASP-121b terkunci pasang surut, yang berarti bahwa satu sisinya terus-menerus menghadap bintangnya dan sisi lainnya membelakanginya, seperti bulan menghadap Bumi.

Sisi yang menghadap bintang memiliki suhu sekitar 4.900 derajat Fahrenheit (2.700 derajat Celsius/3.000 derajat Kelvin). Sisi lainnya bersuhu sekitar 2.200 derajat Fahrenheit (1.250 derajat Celsius/1.500 derajat Kelvin).

Planet tersebut mengorbit bintangnya pada jarak sekitar 2,5% dari jarak Bumi ke matahari. Planet tersebut sekitar sepertiga lebih dekat ke bintangnya daripada jarak planet terdalam tata surya kita, Merkurius, ke matahari - begitu dekatnya sehingga planet tersebut menyelesaikan satu orbit dalam 1,3 hari.

Bintang induknya, yang disebut WASP-121, kira-kira 1-1/2 kali massa dan diameter matahari, dan lebih panas.

Mampu memahami struktur atmosfer sebuah eksoplanet dapat membantu para astronom dalam mencari planet berbatu yang lebih kecil yang mampu menampung kehidupan.

"Di masa mendatang, kami mungkin dapat memberikan pengamatan serupa untuk planet yang lebih kecil dan lebih dingin sehingga lebih mirip dengan Bumi," kata Prinoth, terutama dengan Teleskop Sangat Besar milik Observatorium Selatan Eropa yang akan selesai dibangun di Chili pada akhir dekade ini sebagai teleskop optik terbesar di dunia.

"Studi terperinci ini diperlukan untuk memberikan konteks bagi tempat kita di alam semesta," kata Seidel. "Apakah iklim Bumi unik? Dapatkah teori yang kita peroleh dari satu titik data kita - Bumi - benar-benar menjelaskan seluruh populasi eksoplanet?"

"Dengan penelitian kami, kami telah menunjukkan bahwa iklim dapat berperilaku sangat berbeda dari yang diprediksi. Ada lebih banyak keanekaragaman di luar sana daripada yang kita miliki di rumah," tambah Seidel.