Memang, belum ada manusia yang pernah ke Jupiter secara langsung. Walau begitu, bukan berarti tidak pernah ada misi pengiriman wahana antariksa ke sana. Mulai dari wahana antariksa Galileo dikirim mengunjungi Jupter pada tahun 1990 hingga wahana antariksa Juno yang tiba di Jupiter sejak tahun 2016 silam, telah banyak penelitian terhadap planet ini.
Analoginya sama saat kita ingin melihat bagaimana wujud puncak Monumen Nasional (Monas) yang ada di Jakarta Pusat. Tentu kita tidak perlu dong memanjat Monas untuk sekadar melihat puncaknya seperti apa? Di era modern ini, kita bisa cukup menerbangkan drone berkamera ke arah puncak Monas untuk memotret bagaimana kondisi di sana. Itulah yang dilakukan para astronom dengan wahana antariksanya.
Jadi, bagaimana para astronom tahu bahwa Jupiter adalah planet gas?
Baca Juga: Seberapa Besar Planet Jupiter?
Kepadatan. Para astronom meneliti kepadatan Jupiter, yang sederhananya merupakan ukuran seberapa banyak materi yang digunakan untuk membentuk sesuatu (massanya) dibandingkan dengan seberapa besar ukurannya (volumenya).
Kita dapat menghitung dua hal ini untuk Jupiter tanpa perlu berkunjung secara langsung ke sana atau bahkan terlalu banyak perhitungan matematika. Eits, bagaimana bisa tuh, ya?
Nah, massa suatu planet dapat diketahui tuh ternyata dengan cukup melihat bagaimana planet tersebut berinteraksi dengan benda-benda lain sekitarnya, misalnya bulan-bulannya. Sementara volume suatu planet dapat dihitung jika kita tahu kira-kira apa bentuknya, seberapa jauh jaraknya, dan seberapa besar kenampakannya di langit Bumi.
Ketika kita menghitung hal-hal ini, kita perlu pembanding. Di artikel ini, kita akan membandingkannya dengan Bumi, yang selama ini kita pasti sudah tahu betul bahwa Bumi merupakan planet yang solid.
Jupiter merupakan planet raksasa, terbesar di tata surya. Dalam hal massa, jika kita dapat menggabungkan massa planet lainnya di tata surya, kita masih membutuhkan lebih dari dua kali jumlah planet di tata surya untuk sekadar mendekati besarnya massa Jupiter. Kalau dibandingkan dengan Bumi, butuh sekitar 318 Bumi untuk menyaingi massa Jupiter.
Hal ini pun mengartikan bahwa materi yang digunakan untuk membuat Jupiter jauh, jauh, jauh lebih menyebar daripada materi yang digunakan untuk membuat Bumi. Dengan kata lain, kepadatan Jupiter sangat rendah karena ia terdiri sebagian besar dari gas, bukan planet berbatu. Perbedaan inilah yang memberi kita petunjuk dasar pertama untuk komposisi Jupiter.
Dari situ, para astronom mulai melakukan perhitungan matematis. Jika kita membagi massa dengan volume Jupiter yang sudah diketahui tadi, kita akan mendapatkan nilai kepadatan untuk Jupiter adalah sebesar 1,326 g/cm³, sebuah kepadatan yang sangat rendah jika dibandingkan dengan nilai kepadatan Bumi yang mencapai 5,515 g/cm³, lebih dari 4 kali lebih padat.
Perhitungan ini pun membuktikan bahwa sebagian besar Jupiter terdiri dari massa dalam bentuk gas, bukan padatan (meskipun mungkin memiliki inti padat dan lapisan cairan logam juga). Bukti-bukti lainnya pun juga sudah didapat, salah satunya melalui analisis spektografik, yang menemukan bahwa Jupiter terdiri dari sebagian besar hidrogen.
Baca Juga: Seperti Apa Bagian Dalam Planet Raksasa Gas?
Lalu, mengapa gas pada Jupiter bisa tetap berbentuk bulat? Mengapa tidak menyebar ke segala arah seperti nebula? Ingat, massa Jupiter sangatlah besar, dan massa berbanding lurus dengan gaya gravitasi.
Ada begitu banyak gas di Jupiter, yang jika dijumlahkan maka total keseluruhan gas pada Jupiter sendiri diketahui memiliki massa sekitar dua setengah kali massa gabungan seluruh planet di tata surya.
Massa yang besar itu membuat Jupiter juga memiliki gravitasi yang besar, yang pada akhirnya berpengaruh kepada kecepatan lepas dari pusat gravitasinya. Sebagai contoh, dengan percepatan gravitasi Bumi saat ini, kecepatan lepas dari tarikan gravitasinya adalah 11,2 meter per detik. Nah, dengan percepatan gravitasi Jupiter yang mencapai 24,7 meter per detik, atau 2,5 kali lebih kuat dari percepatan gravitasi Bumi, kecepatan lepasnya pun mencapai 59,9 kilometer per detik!
Dikombinasikan dengan tekanan yang begitu kuat di Jupiter, para gas di sana tidak bisa lari begitu saja dari tarikan gravitasi Jupiter, maka terbentuklah planet raksasa gas seperti sekarang ini. Gravitasi malah berusaha memampatkan sang planet.
Jadi, itulah bagaimana para astronom bisa tahu kalau Jupiter adalah planet gas.
Referensi lanjutan: Space, UniverseToday, NinePlanets.