Teleskop Luar Angkasa James Webb berfokus pada atmosfer planet ekstrasurya

Teleskop James Webb dikatakan mencari permata di bumi.

REPUBLIKA.CO.ID, PASADENA — Para astronom memperkirakan langit berawan Teleskop luar angkasa James Webb (JWST atau Webb) mengalihkan perhatiannya ke atmosfer makhluk luar angkasa Dipenuhi dengan batu dan kristal yang mudah menguap seperti korundum dan perovskit yang membentuk permata di Bumi.

Jupiter panas, raksasa gas yang mengorbit begitu dekat dengan bintangnya, memiliki elemen batuan, mineral, dan logam yang menguap di atmosfernya, terbakar oleh suhu 3.600 Fahrenheit (2.000 derajat Celcius).

“Di Bumi, banyak dari mineral ini adalah batuan,” kata Tiffany Kataria, seorang ilmuwan planet ekstrasurya di Jet Propulsion Laboratory NASA, dalam sebuah pernyataan. ruang angkasa, Kamis (18/8/2022).

“Seorang ahli geologi akan mempelajarinya sebagai batuan di Bumi, tetapi mereka dapat membentuk awan di planet luar. Itu cukup liar,” tambahnya.

Mineral semacam itu sebelumnya telah terdeteksi di atmosfer planet ekstrasurya. Pada tahun 2017, para astronom yang menggunakan Very Large Telescope (VLT) di European Southern Observatory di Chili mendeteksi tanda tangan titanium oksida di atmosfer Jupiter panas yang disebut WASP-19b. Tiga tahun kemudian, VLT melihat uap besi di siang hari Jupiter WASP-76b yang panas.

Banyak Jupiters panas terkunci panas, yang berarti mereka selalu menunjukkan wajah yang sama ke bintang mereka, membuat hari-hari mereka sangat panas. Dalam kasus WASP-76b, suhu siang hari mencapai 4.000 derajat F (2.200 derajat C). Sisi malam planet ini ‘hanya’ 2.700 derajat F (1.500 derajat C), tetapi cukup dingin bagi besi untuk mengembun dan mengendap sebagai hujan logam cair.

Sebelumnya, unsur-unsur dan mineral ini ditemukan secara luas di atmosfer luar. Sekarang, visi resolusi tinggi JWST dapat secara langsung membedakan mineral ini sebagai awan dan mengukur komposisinya secara spektroskopi.

“Awan memberi tahu kita banyak tentang kimia di atmosfer,” kata Kataria.

“Ini menjadi pertanyaan bagaimana awan terbentuk dan pembentukan serta evolusi sistem secara keseluruhan,” tambahnya.

Misalnya, titanium oksida di WASP-19b menyerap panas, menyebabkan perubahan suhu di mana atmosfer atas planet lebih hangat daripada atmosfer bawah, di mana biasanya hal yang sebaliknya diharapkan.

JWST telah mengamati atmosfer alien, mendeteksi awan air di atmosfer exoplanet WASP-96b di mana para ilmuwan sebelumnya mengira tidak ada awan. Selama tahun pertama pengamatannya, JWST juga menyelidiki beberapa atmosfer planet ekstrasurya.

Kataria terlibat dalam beberapa proyek dengan Thomas Miguel-Evans dari MIT untuk menggunakan Near Infrared Spectrometer (NIRSpec) JWST untuk mengkarakterisasi atmosfer Jupiter WASP-121b yang sangat panas, 850 tahun cahaya jauhnya. Ini adalah planet ekstrasurya pertama dari Bumi dan memiliki stratosfer berair.

Proyek Kataria lainnya dengan JWST adalah untuk mengamati Jupiter HD 80606b yang panas, yang berjarak 290 tahun cahaya dari Bumi dan memiliki orbit yang sangat eksentrik di sekitar bintangnya, membawanya hingga 2,8 juta mil (4,5 juta kilometer) jauhnya. 81 mil (131 juta km).

Akibatnya, HD 80606b mengalami ‘pemanasan kilat’ saat suhunya naik dari 930 derajat F (500 derajat C) menjadi 2.200 derajat F (1.200 derajat C) dalam hitungan jam saat mendekati bintangnya. Efeknya pada cuaca planet ini sangat mengejutkan, dengan model komputer yang memprediksi badai hebat dan angin kencang dengan kecepatan 15 kali kecepatan suara; Kataria percaya bahwa JWST dapat melihat acara tersebut.

Akhirnya, Kataria memimpin tim dengan Brian Kilpatrick dari Space Telescope Science Institute di Baltimore untuk membuat ‘peta gerhana’ 3D dari planet ekstrasurya HD 189733b dengan Instrumen Inframerah Tengah JWST (MIRI). Peta gerhana dibuat ketika sebuah planet bergerak di belakang bintangnya.

Dengan mengurangi tanda samar cahaya planet dari cahaya bintang saat planet bergerak menuju ekliptika, para ilmuwan dapat mengisolasi cahaya planet dan memetakan suhu atmosfernya. Kataria dan Kilpatrick percaya teknik ini akan memungkinkan mereka untuk menentukan model sirkulasi yang lebih akurat untuk atmosfer planet ekstrasurya.

Planet ekstrasurya, 64,5 tahun cahaya dari Bumi, ditemukan pada 2005 dan sejak itu menjadi salah satu Jupiter panas yang paling banyak dipelajari. Beberapa proyek lain juga akan mengamati HD 189733b dengan JWST, termasuk studi mendalam tentang komposisi molekul atmosfer planet dan upaya untuk menentukan komposisi awan yang ada, serta upaya untuk mencari aerosol anorganik yang menguap. Pembentukan awan di atmosfer HD 189733b.

Atmosfer planet ekstrasurya yang lebih kecil dan lebih berbatu juga akan dipantau oleh JWST. Para peneliti akan mengukur komposisi atmosfer di 55 Cancri e, sebuah super-Bumi dengan delapan kali massa planet kita; Para ilmuwan percaya bahwa lava cukup panas untuk menghasilkan hujan. Dan ketujuh dunia dari sistem TRAPPIST-1 akan terlihat, memeriksa setiap planet dalam sistem JWST untuk mengetahui atmosfernya.

Para astronom akan memperhatikan TRAPPIST-1e, sebuah planet mirip Bumi di dekatnya. Jika layak huni, bukti dapat ditemukan di atmosfer, termasuk awan.

“Awan adalah fitur penting di Bumi, mengatur suhu,” kata Kataria.

“Mereka adalah pertimbangan penting untuk iklim Bumi. Masuk akal bahwa awan dapat menjadi komponen penting dari atmosfer sebuah planet ekstrasurya yang dapat dihuni. Kami memahami bagaimana awan terbentuk secara umum—baik di Bumi maupun di planet lain di Tata Surya—dan kami memahami bagaimana awan terbentuk di lingkungan yang eksotis.”