Teleskop Webb Pertama Kali Melihat Dari Dekat Atmosfer Planet Ekstrasurya

CMN 101 – Teleskop luar angkasa Webb baru saja melihat dari dekat atmosfer planet ekstrasurya raksasa yang jauh, NASA mengumumkan pada hari Selasa, 22 November. Profil baru atmosfer dunia yang jauh ini mengungkap atom, molekul, kimia aktif, dan awan. Planet WASP-39b adalah raksasa gas seukuran Saturnus yang mengorbit sangat dekat dengan bintangnya.

Jaraknya 700 tahun cahaya. Meskipun WASP-39b bukan dunia yang layak huni, hasilnya menunjukkan detail luar biasa yang dengannya Webb dapat mempelajari atmosfer banyak planet ekstrasurya lainnya, termasuk planet berbatu yang berpotensi layak huni seperti Bumi.

Para astronom telah mempelajari atmosfer WASP-39b sebelumnya, menggunakan teleskop luar angkasa Webb, Hubble, dan Spitzer. Analisis terbaru dari Webb, bagaimanapun, memberikan detail yang jauh lebih banyak, menu lengkap dari bahan-bahan atmosfer.

Dan, meskipun planet ini terlalu jauh untuk dicitrakan secara langsung dan menunjukkan detail apa pun, analisis Webb bahkan mengisyaratkan seperti apa bentuk awannya. Memang, data menunjukkan bahwa awan-awan tersebut terpecah-pecah, bukannya menjadi lapisan awan yang seragam.

Faktanya, instrumen canggih Webb mampu mempelajari atmosfer planet ekstrasurya dengan lebih detail daripada sebelumnya. Natalie Batalha, seorang astronom di University of California, Santa Cruz, adalah rekan penulis di kelima makalah dan membantu mengoordinasikan penelitian.

Dia berkata: Kami mengamati planet ekstrasurya dengan beberapa instrumen yang, bersama-sama, menyediakan spektrum inframerah yang luas dan sejumlah besar sidik jari kimiawi yang tidak dapat diakses hingga misi ini. Data seperti ini adalah pengubah permainan.

Profil molekuler dan kimiawi WASP-39b menyingkap atmosfer planet dengan detail yang belum pernah ada sebelumnya. Ini termasuk deteksi pertama sulfur dioksida di atmosfer planet ekstrasurya. Reaksi kimia menciptakan belerang dioksida, akibat radiasi intens dari bintang yang menghantam atmosfer planet.

Radiasinya memang kuat, karena planet mengorbit delapan kali lebih dekat ke bintangnya daripada Merkurius mengorbit matahari kita. Proses ini, khususnya, juga mirip dengan bagaimana lapisan ozon Bumi tercipta.

Sekarang, berkat Webb, astronom fotokimia telah memastikan fotokimia di planet ekstrasurya untuk pertama kalinya. Seperti yang dikatakan Shang-Min Tsai di University of Oxford di Inggris dan penulis utama makalah kelima: Ini adalah pertama kalinya kami melihat bukti nyata fotokimia, reaksi kimia yang diprakarsai oleh cahaya bintang yang energik, di planet ekstrasurya. Saya melihat ini sebagai pandangan yang sangat menjanjikan untuk memajukan pemahaman kita tentang atmosfer planet ekstrasurya dengan misi ini.

Dengan mengingat hal ini, mampu menganalisis fotokimia akan membantu para astronom menemukan dan menginterpretasikan bukti potensial kelayakhunian di beberapa exoplanet lain di kemudian hari.

Seperti yang dicatat Batalha: Planet dibentuk dan diubah dengan mengorbit di dalam bak radiasi bintang induk. Di Bumi, transformasi itu memungkinkan kehidupan berkembang.

Selain itu, Webb juga mendeteksi karbon dioksida, karbon monoksida, natrium, kalium, dan uap air di atmosfer WASP-39b. Namun, tidak ada metana atau hidrogen sulfida yang ditemukan. Oleh karena itu, jika mereka ada di sana, mereka harus berada pada level yang terlalu rendah bahkan untuk dideteksi oleh Webb.

Webb telah menemukan sulfur dioksida, karbon dioksida, karbon monoksida, natrium, kalium, dan uap air di atmosfer planet yang panas. Jadi, bagaimana Webb mengamati atmosfer WASP-39b? Ia melakukannya dengan mengamati planet saat transit di depan bintangnya. Ini dikenal sebagai metode transit untuk mendeteksi dan mempelajari exoplanet.

Saat planet transit, cahaya dari bintang disaring melalui atmosfer. Webb mengamati alam semesta dalam cahaya inframerah. Jadi, para astronom melihat warna dalam spektrum cahaya bintang. Bahan kimia yang berbeda menyerap warna yang berbeda. Dengan mengingat hal ini, para astronom memeriksa warna mana yang hilang dari spektrum untuk menentukan molekul apa yang ada di atmosfer WASP-39b.

Pada akhirnya, ratusan peneliti dari seluruh dunia menganalisis data dari Webb. Dan memang, hasilnya luar biasa, seperti yang dikatakan Hannah Wakeford, ahli astrofisika di University of Bristol di Inggris: Kami telah memperkirakan apa yang teleskop akan tunjukkan kepada kami, tetapi itu lebih tepat, lebih beragam, dan lebih indah daripada yang sebenarnya saya yakini.

Hasilnya juga mendukung teori ilmiah bahwa planet pertama kali mulai terbentuk planetesimal yang lebih kecil. Benda-benda yang lebih kecil ini bertabrakan dalam sejarah awal tata surya, secara bertahap menciptakan planet yang lebih besar.

Seperti yang dicatat oleh Kazumasa Ohno di UC Santa Cruz: Kelimpahan belerang relatif terhadap hidrogen menunjukkan bahwa planet ini mungkin mengalami pertambahan planetesimal yang signifikan yang dapat mengantarkan bahan-bahan ini ke atmosfer. Data tersebut juga menunjukkan bahwa oksigen jauh lebih melimpah daripada karbon di atmosfer.

Ini berpotensi menunjukkan bahwa WASP-39 b awalnya terbentuk jauh dari pusat bintang. Ini adalah hasil yang menarik, tidak hanya untuk mempelajari WASP-39b, tetapi untuk mempelajari lebih lanjut tentang exoplanet secara umum.

Secara khusus, pencarian planet yang berpotensi layak huni sedang dilakukan. Beberapa planet lain yang sedang dan akan dilihat Webb adalah dunia berbatu yang lebih mirip Bumi, Mars, atau Venus. Webb juga akan dapat memeriksa atmosfer planet-planet itu.

Sistem TRAPPIST-1 memiliki minat khusus, dengan tidak kurang dari tujuh planet seukuran Bumi. Tiga dari planet itu berada di zona layak huni bintang, di mana suhu memungkinkan air cair ada. Webb telah melihat beberapa dunia ini, dengan lebih banyak pengamatan direncanakan. Belum ada hasil yang dipublikasikan, tetapi hasilnya pasti menarik!

Ini memang saat yang menyenangkan bagi sains planet ekstrasurya. Anggota tim Laura Flagg, seorang peneliti di Universitas Cornell, mengatakan: Kita akan dapat melihat gambaran besar atmosfer planet ekstrasurya. Sangat menyenangkan mengetahui bahwa semuanya akan ditulis ulang. Itu adalah salah satu bagian terbaik dari menjadi seorang ilmuwan. (red)