“Kami tidak pernah melihat aurora seperti ini di tempat lain,” jelas Tom Stallard, yang menekuni data Cassini di University of Leicester. “Itu bukan hanya suatu cincin aurora seperti halnya yang telah kita lihat di Jupiter atau Bumi. Aurora ini menutupi area yang sangat luas di sepanjang kutub. Gagasan kami sekarang mengenai apa yang membentuk aurora pada Saturnus memprediksikan bahwa daerah tersebut semestinya kosong, sehingga penemuan sesuatu yang sedemikian cemerlang adalah kejutan yang fantastik.”

Partikel bermuatan yang mengalir di sepanjang medan magnet suatu planet dan kedalam atmosfernya menyebabkan terbentuknya aurora. Di Bumi, partikel bermuatan tersebut berasal dari angin matahari – aliran partikel yang memancar dari Matahari.

Citra Cassini yang memperlihatkan aurora Jupiter dan atomsfer di sekitarnya, diperlihatkan dalam dua panjang gelombang sinar inframerah. (Gambar: NASA/JPL/University of Arizona)

Cincin aurora utama pada Jupiter disebabkan oleh interaksi didalam lingkungan magnetik Jupiter dan memiliki ukuran yang konstan. Sementara itu, aurora utama pada Saturnus, yang disebabkan oleh angin Matahari, ukurannya berubah secara dramatis sesuai dengan intensitas angin Matahari. Namun demikian, aurora yang baru teramati ini tidak cocok dengan katagori-katagori tersebut.

“Fitur aurora yang unik pada Saturnus mengatakan ke kita bahwa ada sesuatu yang spesial dan tak terduga pada magnetosfer planet dan caranya berinteraksi dengan angin matahari serta atmosfer planet,” demikian dikatakan Nick Achilleos, saintis dari tim magnetometer Cassini di University College di London. “Mencoba menjelaskan menyebabkan tidak diragukan lagi akan membawa kita ke gejala fisika yang secara unik bekerja pada lingkungan Saturnus.”

Aurora inframerah baru tersebut nampak di daerah yang tersembunyi dari pandangan Teleskop Antariksa Hubble, yang pernah mengamati aurora ultraviolet Saturnus. Cassini mengobservasinya saat wahana tersebut terbang di dekat daerah kutub Saturnus. Dalam sinar inframerah, aurora tersebut sewaktu-waktu mengisi daerah di sekitar 82° lintang utara sepanjang lingkaran kutub. Aurora ini berubah-ubah secara konstan, bahkan menghilang dalam periode 45 menit. (saturn.jpl.nasa.gov)

Menurut Ralph Lorentz, ilmuwan radar Cassini yang juga merupakan penulis utama paper tersebut, Titan memiliki permukaan yang paling bervariasi, aktif, dan mirip Bumi dibanding objek lain di tata surya. Permukaan Titan didominasi oleh bukit pasir organik, danau, kanal serta pegunungan.

Para ilmuwan dan teknisi radar Cassini telah mengumpulkan data citra dari 19 perlintasan Cassini dengan Titan antara Oktober 2005 hingga Mei 2007. Radar Cassini mampu menembus atmosfer Titan yang terdiri atas awan tebal yang kaya akan metana tersebut dan menyingkap fitur-fitur permukaan yang belum pernah terlihat sebelumnya beserta posisinya secara akurat.

“Kami meyakini bahwa sekitar 100 kilometer (62 mil) dibawah permukaan yang didominasi es dan elemen organik itu tersembunyi lautan yang terdiri dari air cair bercampur amonia,” demikian ditegaskan Bryan Stiles dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California. Stiles adalah salah satu penulis paper tersebut.

Menggunakan data dari observasi radar tahap awal, para ilmuwan menentukan 50 lokasi unik pada permukaan Titan, dan kemudian mencari data dari lokasi yang sama yang diamati oleh Cassini pada perlintasan terakhirnya dengan Titan. Mereka menemukan beberapa fitur pada permukaan yang telah bergeser dari posisinya hingga sejauh 19 mil. Penjelasan yang paling mungkin dari pergeseran ini adalah karena permukaan yang terdiri dari es tersebut mengapung diatas lautan sehingga memudahkannya untuk bergerak.

Mempelajari Titan adalah salah satu sasaran utama misi Cassini-Huygens, karena bulan Saturnus tersebut mungkin menyimpan senyawa-senyawa kimia yang memicu berkembangnya kehidupan di Bumi. (nasa.gov/cassini)

Hal ini terungkap dalam konferensi Lunar and Planetary Science ke-39 di Houston, Texas, AS, baru-baru ini. Dugaan tersebut tersebut didasari atas perhitungan yang dilakukan Errina Chen dan Francis Nimmo dari Universitas California, Santa Cruz, AS. Aliran arus hangat dari bawah merupakan alasan terbesar suhu yang lebih hangat di sekitar patahan raksasa Ithaca Chasma.

Para peneliti berpendapat orbit Tethys terhadap Saturnus awalnya berinteraksi dengan bulan lainnya, Dione, sehingga terjadi gejolak di bawah lapisan keraknya yang membentuk aliran hangat ke atas. Namun, karena kondisi tertentu, interaksi tersebut terpisah sama sekali dan Tethys terus mendingin. Pembekuan air di dalamnya memberikan gaya dorong ke permukaan sehingga menyebabkan keretakan. Air diperkirakan pernah berada sekitar 100 kilometer di bawah permukaan, namun, kedalaman yang sebenarnya masih belum diketahui secara pasti.

Tethys selama ini dikelompokkan ke dalam objek-objek berlapis es di tata surya yang diperkirakan mengandung kantung air di bawah permukaannya saat ini maupun di masa lalu. Masuk dalam kelompok ini, adalah bulan Jupiter, Europa dan Callisto. Bulan Planet Saturnus lainnya, Enceladus sempat diduga juga memiliki lautan. (news.bbc.co.uk)

“Ini adalah fitur yang sangat ganjil, terbentang dalam bentuk geometris yang presisi dengan sisi-sisi yang hampir sama panjang,” jelas Kevin Baines, pakar atmosferik dan anggota tim spektrometer pemetaan visual dan inframerah Cassini di laboratorium propulsi jet NASA. “Kita belum pernah menyaksikan apapun yang semacam ini di planet lain. Sesungguhnya atmosfer Saturnus yang tebal dimana gelombang sirkular yang didominasi oleh sel konveksi (convective cells), kemungkinan adalah tempat terakhir yang bisa diharapkan untuk bisa melihat pola geometris persegi enam semacam ini.”

Pandangan malam hari dari kutub utara Saturnus menunjukkan fitur persegi enam mengitari daerah kutub utara. Warna merah mengindikasikan besarnya panas yang dihasilkan interior Saturnus yang hangat yang terlepas dari planet tersebut. (Gambar: NASA/JPL/University of Arizona)

Bentuk heksagon ini sejenis dengan pusaran pada kutub Bumi, dimana angin bertiup dalam pola sirkular di sekeliling daerah kutub. Di Saturnus, pusaran ini memiliki bentuk heksagonal, bukannya sirkular. Heksagon ini berdiameter hingga 15.000 mil (25.000 kilometer). Cukup untuk menampung hampir empat objek seukuran Bumi didalamnya.

Citra terbaru yang diambil dalam cahaya thermal-inframerah, menunjukkan bahwa heksagon ini meluas hingga lebih dalam dibawah atmosfer daripada yang diperkirakan sebelumnya, sekitar 60 mil (100 kilometer) dibawah awan teratas. Awan ini terlihat berpusing di sekeliling fitur heksagonal, seakan-akan mobil-mobil dalam arena balapan.

“Adalah menakjubkan untuk melihat perbedaan yang mencolok diantara kedua kutub Saturnus,” timpal Bob Brown, pimpinan tim spektrometer pemetaan visual dan inframerah dari University of Arizona, Tucson. “Di kutub selatan, kita mendapatkan apa yang kelihatan seperti badai dengan pusat badai berukuran raksasa, sementara di kutub utara, kita mendapatkan fitur yang sama sekali berbeda.”

Bentuk heksagon pada kutub utara Saturnus tidak dapat terdeteksi oleh kamera visual Cassini, karena saat ini area tersebut sedang mengalami musim winter sehingga fitur tersebut tersembunyi dibawah malam kutub yang lamanya mencapai 15 tahun. Spektrometer pemetaan inframerah dapat mengambil citra Saturnus baik pada kondisi siang maupun malam hari, dan melihat hingga jauh kedalam. Perangkat tersebut mengambil citra melalui panjang gelombang termal sekitar 5 mikron (tujuh kali gelombang cahaya kasatmata) dalam periode 12 harian yang dimulai sejak 30 Oktober 2006. Saat winter berakhir pada dua tahun mendatang, fitur persegi enam itu akan dapat terlihat oleh kamera visual.

Berdasarkan citra baru yang didapat dan informasi lainnya dari kedalaman fitur tersebut, para ilmuwan memperkirakan bahwa fitur itu tidak berhubungan dengan emisi gelombang radio maupun aktivitas aurora di Saturnus seperti yang semula diperkirakan. Bentuk heksagon itu nampaknya terpaku pada kecepatan dan sumbu rotasi Saturnus sejak pertama kali terlihat oleh Voyager 26 tahun lalu. Kecepatan rotasi Saturnus sendiri saat ini masih belum pasti.

Sekali kita dapat memahami sifat dinamisnya, maka fitur ini dapat memberikan petunjuk kepada kita tentang kecepatan rotasi di atmosfer bagian dalam dan mungkin bagian interiornya. Demikian Baines. (saturn.jpl.nasa.gov)

Badai topan selebar 8000 kilometer itu bergerak dengan kecepatan 350 mil per jam di kutub selatan Saturnus. Menurut Andrew Ingersoll, salah seorang anggota tim pencitraan (imaging) Cassini, objek tersebut “Kelihatan seperti badai, namun tidak berlaku sebagaimana halnya badai.” “Apapun itu, kita akan berfokus pada bagian pusat dari badai itu dan mencari penyebab mengapa ia dapat terbentuk,” lanjutnya.

Bagian pusat badai topan itu bersih dari awan seperti halnya badai topan di Bumi, sementara awan di bagian tepinya juga memiliki karakteristik yang serupa dengan awan yang melingkupi badai yang berlangsung di Bumi. Para peneliti masih belum mengetahui apakah awan tersebut berasal dari udara lembab yang membubung seperti normalnya badai di Bumi. Tetapi bagian pusat badai dan bagian di sekelilingnya beserta lengan spiral, semuanya serupa dengan yang seharusnya ada pada badai topan.

Topan tersebut diketahui berputar di sekitar kutub selatan Saturnus. Kutub selatan Saturnus sendiri kemungkinan berada di dalam pusat badai, dan sistem badai tersebut nampaknya bersifat permanen. Untuk diketahui, badai permanen di permukaan planet gas lain–sepeti bintik merah pada Jupiter maupun badai yang lebih kecil, baik di permukaan Saturnus maupun Jupiter–kesemuanya tidak memiliki pusat badai.

Badai ini juga memberikan kesempatan bagi para ilmuwan untuk menjenguk lebih dalam ke permukaan Saturnus. Hal ini, “Dapat memberikan pandangan paling dalam dari Saturnus melalui rentang panjang gelombang yang beragam, dan mengungkap keberadaan sederet awan gelap misterius di dasar pusat badai,” demikian diungkapkan oleh Kevin Baines, anggota tim visual and infrared mapping spectrometer Cassini.

Pengamatan sebelumnya menunjukkan bahwa kutub selatan Saturnus ternyata lebih hangat sekitar 4 derajat Fahrenheit daripada bagian lainnya dari planet tersebut. “Angin berkurang sesuai dengan ketinggian, sementara atmosfer makin menipis, tertekan dan memanas diatas kutub selatan (Saturnus),” demikian penjelasan Richard Achtenberg, anggota tim compostie infrared spectrometer Cassini.

Gambar video pendek dari topan tersebut dapat dilihat di website resmi proyek Cassini-Huygens. (saturn.jpl.nasa.gov)

Gambar-gambar ini didapat dengan memanfaatkan momen terjadinya okultasi, dimana saat itu Cassini berada di salah satu sisi Saturnus sementara Matahari berada di sisi sebaliknya. Peristiwa ini normalnya hanya berlangsung selama satu jam, namun okultasi kali ini berlangsung selama 12 jam.

Cahaya latar dari matahari yang dipantulkan oleh cincin saturnus saat terjadinya okultasi memungkinkan Cassini untuk memetakan keberadaan partikel mikroskopis di sepanjang sistem cincin yang biasanya tidak terlihat. Dengan demikian, para astronom kini memperoleh pengelihatan yang paling jelas dari sistem bagian dalam Saturnus, termasuk keberadaan cincin baru tersebut. Peristiwa ini juga memberikan kesempatan bagi para astronom untuk melihat keseluruhan cincin E, dimana sebelumnya untuk itu diperlukan pengambilan beberapa citra terpisah.

Sistem cincin Saturnus terbagi menjadi 7 bagian, masing-masing dinamai dengan huruf alfabet. Pembagian tersebut, mulai dari cincin terdalam sampai yang paling luar, adalah: D, C, B, A, F, G dan E. Cincin baru yang ditemukan adalah sebuah fitur samar yang terletak diluar cincin utama yang lebih cemerlang, diantara cincin G dan E.

Cincin tersebut berhubungan dengan orbit bulan Saturnus, Janus dan Epimetheus. Para ilmuwan memperkirakan benturan meteorit pada kedua bulan tersebut dapat melontarkan partikel-partikel dan mengirimnya ke orbit Saturnus. Namun temuan adanya struktur cincin yang terpisah di daerah itu merupakan hal yang mengejutkan bagi mereka.

Penemuan cincin baru maupun struktur cincin E tersebut diharapkan dapat memberikan informasi mengenai bagaimana sebuah bulan dapat melepaskan partikel-partikel kecil dan ikut membentuk lingkungan di sekitarnya. (saturn.jpl.nasa.gov)

Tim pencitraan (imaging) Cassini meyakini bahwa ciri tersebut bersifat permanen dan kemungkinan disatukan oleh interaksi resonan (resonant interaction) dengan Mimas, salah satu satelit Jupiter. Hal ini mirip dengan yang ditemui pada sistem cincin Uranus berdasarkan data terdahulu dari wahana Voyager.

Para peneliti masih belum dapat memastikan bagaimana “busur” tersebut terbentuk. Satu kemungkinan adalah tabrakan antara objek es berukuran kecil yang mengorbit dalam cincin G meninggalkan jejak berupa partikel-partikel yang di waktu-waktu tertentu dapat terlihat akibat pengaruh interaksi dengan Mimas. Tetapi observasi terakhir menunjukkan bahwa cincin G itu sendiri kemungkinan tersusun dari partikel yang terlepas dari “busur” tersebut dan kemudian “hanyut keluar. Direncanakan di waktu mendatang wahana Cassini akan melakukan pengamatan lebih rinci terhadap “busur” cincin G tersebut.

Hasil dari perlintasan Cassini dengan Enceladus, satu satelit Saturnus lainnya, juga mengindikasikan geyser pada kutub selatan Enceladus sebagai sumber utama dari partikel-partikel pada cincin E. Kini, gambar-gambar dari cincin E dalam resolusi yang lebih baik dari yang pernah diambil sebelumnya telah menunjukkan detail yang mengkonfirmasi dugaan ini. Gambar-gambar terkait tersedia di situs-situs http://ciclops.org, http://saturn.jpl.nasa.gov, dan http://www.nasa.gov/cassini. Berita Selengkapnya