BOULDER — Sebuah kejutan besar yang sangat menakjubkan kembali merombak pemahaman manusia tentang batas-batas astronomi modern. Melalui riset ilmiah terbaru, para ahli antariksa berhasil menemukan petunjuk kuat mengenai keberadaan aliran nitrogen cair di Pluto yang baru saja meluncur di permukaan planet katai beku tersebut. Penemuan ini mendatangkan sentimen positif yang sangat kuat bagi ilmu astrobiologi dan geologi planet, karena membuktikan bahwa dunia yang berada di ujung Tata Surya tersebut ternyata tidak kaku dan mati, melainkan memiliki dinamika geologis aktif yang sangat kompleks.
Secara umum, permukaan Pluto dikenal sangat mematikan dengan suhu rata-rata mencapai minus 236 derajat Celsius (minus 393 derajat Fahrenheit). Pada kondisi sebeku itu, gas nitrogen yang biasanya dihirup manusia di Bumi berubah wujud menjadi lapisan gletser padat setebal ribuan meter. Lingkungan ekstrem ini sebelumnya diyakini mustahil untuk bisa menampung bentuk cairan apa pun di permukaannya. Namun, analisis terbaru terhadap pola garis-garis gelap di tepi utara gletser raksasa Pluto mematahkan asumsi konvensional tersebut.
Menelisik Garis Gelap Misterius di Atas Gletser Sputnik Planitia
Kajian mendalam ini dipimpin langsung oleh Dr. Alan Stern dari *Southwest Research Institute* (SwRI), yang juga merupakan pimpinan utama misi New Horizons milik NASA—pesawat luar angkasa yang sukses melakukan penerbangan melintas (*flyby*) dan mengambil foto-foto jarak dekat pertama Pluto pada tahun 2015.
“Pluto tidak pernah berhenti mengejutkan kita,” ungkap Dr. Alan Stern saat memaparkan temuan timnya.
Pola garis gelap yang menjadi objek penelitian ini membentang di sepanjang pinggiran Sputnik Planitia, sebuah cekungan gletser raksasa berbentuk hati yang ukurannya lebih luas dari gabungan negara bagian Texas dan Oklahoma di Amerika Serikat. Permukaan gletser tersebut terbagi menjadi sel-sel poligonal berdiameter 20 hingga 35 kilometer, dengan bagian tengah sel menonjol sekitar 100 meter lebih tinggi daripada bagian tepi lipatannya.
Dua ilmuwan dalam tim riset tersebut, Gary Clow dan Robert Anderson dari *Institute of Arctic and Alpine Research*, Universitas Colorado Boulder, membandingkan citra Pluto dengan foto satelit Landsat 9 di atas lapisan es Greenland. Alur gelap yang tercetak di atas es Pluto menunjukkan kemiripan visual yang luar biasa presisi dengan alur lelehan air es yang mengalir di Greenland.
Bagaimana Aliran Nitrogen Cair di Pluto Bisa Terbentuk di Suhu Beku?
Pertanyaan terbesar yang muncul adalah bagaimana aliran nitrogen cair di Pluto bisa tercipta di tengah lingkungan yang bersuhu jauh di bawah titik beku. Titik leleh nitrogen murni berada pada suhu minus 210 derajat Celsius, sekitar 26 derajat Celsius lebih hangat daripada suhu permukaan Pluto. Selain itu, pembentukan cairan nitrogen membutuhkan tekanan fisik yang masif, yang baru bisa dicapai pada kedalaman minimal 20 meter di bawah himpitan beban gletser.
1. Penipisan Lapisan Es Atas: Fase Sublimasi.
Sinar matahari dan iklim Pluto menyebabkan es nitrogen di permukaan atas menyublim menjadi gas, menipiskan gletser sekitar 1 kilometer setiap beberapa juta tahun.
2. Pemanasan Inti Dalam: Fase Penumpukan Panas.
Penipisan lapisan es mengurangi tekanan dan pelepasan panas ke luar, menyebabkan panas internal dari samudera bawah tanah Pluto tertahan di dasar gletser.
3. Pencairan Nitrogen di Dasar: Fase Pelunakan.
Suhu di dasar gletser meningkat hingga melampaui minus 210°C di bawah tekanan tinggi, mengubah es nitrogen padat menjadi nitrogen cair.
4. Pendorongan Cairan ke Permukaan: Fase Erupsi.
Karena massa jenis nitrogen cair 11% lebih ringan daripada es padat di atasnya, cairan ini mengapung dan meluncur cepat ke atas melalui retakan es dalam hitungan menit.
Melalui perhitungan matematika terbalik, para peneliti mengalkulasi bahwa nitrogen cair yang berhasil lolos ke permukaan akan mengalir menyusuri alur cekungan yang rendah, merembes ke pori-pori es, lalu membeku saat berhenti bergerak. Karakteristik fluida inilah yang meninggalkan jejak garis-garis gelap dengan tepian yang sangat tajam dan kontras.
Sifat Unik Nitrogen: Mengapung ke Atas Seperti Magma Gunung Berapi
Berbeda total dengan perilaku air lelehan di Bumi yang lebih berat daripada es sehingga tenggelam ke dasar, nitrogen cair memiliki sifat fisika yang unik: wujud cairnya 11 persen lebih ringan daripada wujud padatnya. Akibat perbedaan massa jenis ini, nitrogen cair yang terbentuk di dasar gletser tidak akan mengendap, melainkan terdorong mengapung ke atas.
Jika retakan es memiliki lebar minimal 15 centimeter hingga 1 meter, nitrogen cair murni dapat meluncur menempuh jarak 1 kilometer terakhir menuju permukaan hanya dalam waktu 1 hingga 7 menit!
Karena laju pasokan cairan dari dasar gletser diperkirakan mencapai 1 meter kubik per detik sementara daya tampung celah membutuhkan volume hingga 25 meter kubik per detik agar tidak cepat membeku, fenomena ini tidak terjadi sebagai aliran sungai yang tenang. Sebaliknya, nitrogen cair akan terkumpul terlebih dahulu di kantong-kantong reservoir bawah tanah hingga tekanannya cukup kuat untuk memetahkan lapisan es di atasnya—mirip persis dengan cara kerja magma yang terkumpul di bawah gunung berapi sebelum meletus.
Tantangan Laboratorium dan Masa Depan Eksplorasi Antariksa
Kelsi Singer, co-author riset dari SwRI, menekankan bahwa permukaan gletser di area ini tidak memiliki kawah hantaman meteorit sama sekali. Hal ini mengindikasikan bahwa usia permukaan es tersebut sangat muda, yakni di bawah satu juta tahun, yang memperkuat dugaan bahwa proses geologi ini berlangsung secara terus-menerus.
Orkan Umurhan dari SETI Institute yang merancang model simulasi ini menyatakan bahwa langkah krusial selanjutnya adalah melakukan pengujian laboratorium terhadap nitrogen padat di bawah tekanan ekstrem. Pemahaman tentang dinamika aliran nitrogen cair di Pluto ini juga membuka peluang besar untuk memahami objek kosmik beku lainnya di luar angkasa, seperti geyser di bulan Triton milik Neptunus maupun planet katai Eris.
Meskipun kepastian mutlak mengenai aktivitas erupsi cair ini membutuhkan misi pesawat antariksa baru ke Pluto di masa depan, hasil analisis data ini telah mengubah peta astronomi dunia. Pluto bukan lagi sekadar bola es yang mati di tepi tata surya, melainkan sebuah dunia aktif yang menyimpan keajaiban geologi tak terduga.
