Ketegangan membunuh kita. Planet berikutnya dalam sistem TRAPPIST mendapatkan perlakuan JWST

Sistem TRAPPIST-1 adalah kelompok planet ekstrasurya paling menarik yang pernah ditemukan oleh para astronom. Sistem ini berisi tujuh planet berbatu yang mengorbit bintang kerdil merah yang sangat dingin sekitar 40 tahun cahaya dari Bumi. Banyak planet terletak di zona layak huni bintang.

Dengan kemampuan James Webb Space Telescope untuk mendeteksi dan mempelajari atmosfer planet jauh yang mengorbit bintang lain, data tentang planet TRAPPIST sangat dinantikan. Kini para astronom telah merilis informasi mendetail tentang planet kedua, TRAPPIST-1 c, yang diduga merupakan dunia mirip Venus. Tidak seperti Venus, JWST gagal mendeteksi jejak atmosfer karbon dioksida yang tebal.

“Saya agak sedih karena kami tidak melihat atmosfer karbon dioksida yang tebal, tetapi saya sangat kagum bahwa JWST dapat mendeteksi sinyal seperti ini sama sekali.” Dr Laura Kreidberg di Twitter. Dia adalah direktur APEx (Exoplanet Atmospheric Physics) di Max Planck Institute for Astronomy di Jerman, dan salah satu penulis di Sebuah makalah baru diterbitkan hari ini di jurnal Nature. “Kita benar-benar memasuki era karakterisasi planet ekstrasurya berbatu!… Planet ini memiliki ukuran dan radiasi yang sama dengan Venus, tetapi atmosfernya *tidak* seperti Venus. Bisa jadi atmosfernya tipis tanpa banyak CO2, atau bisa jadi batu telanjang Seperti T1b [TRAPPIST 1 b]. “

Pada Maret 2023, para astronom membagikan data JWST di TRAPPIST-1 b, planet terdalam. Jarak orbitnya kira-kira seperseratus dari jarak orbit Bumi, dan karenanya tidak berada dalam zona layak huni sistem. JWST tidak mendeteksi atmosfer sama sekali, yang tidak terduga karena kondisi neraka yang begitu dekat dengan bintang.

Semua planet dalam sistem TRAPPIST-1 sebelumnya telah diamati menggunakan teleskop luar angkasa Hubble dan Spitzer, dan hingga saat ini, tidak ada fitur atmosfer yang terdeteksi. Tapi tetap saja, para astronom tidak bisa mengecualikan kemungkinan ini. Dengan kemampuan infra merah JWST, ia memiliki kemampuan untuk mendeteksi molekul “berat” seperti karbon dioksida, oksigen, dan metana, dan dengan demikian memiliki kemampuan untuk menentukan apakah planet TRAPPIST-1 memiliki atmosfer atau tidak, dan jika demikian, seperti apa mereka. terbuat dari. .

Mengorbit bintangnya pada jarak 0,016 AU (sekitar 2,4 juta kilometer, 1,5 juta mil), TRAPPIST-1 c menyelesaikan satu orbit hanya dalam 2,42 hari Bumi. TRAPPIST-1 c sedikit lebih besar dari Bumi, tetapi memiliki kerapatan yang hampir sama, yang menandakan bahwa ia pasti memiliki komposisi batuan. Pengukuran JWST dari cahaya inframerah pertengahan 15 mikron yang dipancarkan oleh TRAPPIST-1 c menunjukkan bahwa planet tersebut memiliki permukaan berbatu yang terbuka atau atmosfer karbon dioksida yang sangat tipis.

“Kami ingin mengetahui apakah planet berbatu memiliki atmosfer atau tidak,” kata Sebastien Zeba, seorang mahasiswa pascasarjana Max Planck dan penulis pertama makalah baru tersebut. Dalam siaran pers NASA. Di masa lalu, kita hanya bisa mempelajari planet dengan atmosfer tebal dan kaya hidrogen. Dengan Webb, kami akhirnya dapat mulai mencari atmosfer yang didominasi oleh oksigen, nitrogen, dan karbon dioksida.”

Zieba dan timnya menggunakan MIRI (instrumen JWST inframerah menengah) untuk mengamati sistem TRAPPIST-1 pada empat kesempatan berbeda (pada 27 dan 30 Oktober, serta 6 dan 30 November 2022) saat Planet 1c bergerak di belakang bintang, sebuah fenomena yang dikenal sebagai gerhana sekunder. . Dengan membandingkan kecerahan saat planet berada di belakang bintang (cahaya bintang saja) dengan kecerahan saat planet berada di sebelah bintang (cahaya dari bintang dan planet digabungkan), tim dapat menghitung jumlah cahaya inframerah tengah pada Panjang gelombang 15 mikron yang dipancarkan planet ini.

kata NASA Jumlah cahaya inframerah-menengah yang dipancarkan oleh sebuah planet berhubungan langsung dengan suhunya, yang pada gilirannya dipengaruhi oleh atmosfer. Karbon dioksida secara istimewa menyerap cahaya 15 mikron, yang membuat planet tampak lebih redup pada panjang gelombang ini. Namun, awan dapat memantulkan cahaya, membuat planet tampak lebih terang dan menutupi keberadaan karbon dioksida.

Selain itu, atmosfer intrinsik dari komposisi apa pun akan mendistribusikan kembali panas dari sisi siang ke sisi malam, menyebabkan suhu di sisi siang menjadi lebih rendah daripada tanpa atmosfer. Karena TRAPPIST-1 c mengorbit sangat dekat dengan bintangnya — sekitar 1/50 jarak antara Venus dan Matahari — dianggap terkunci secara pasang surut, dengan satu sisi di siang hari terus-menerus dan sisi lainnya dalam kegelapan tanpa akhir.

“Hasil kami konsisten dengan planet yang berupa batu telanjang tanpa atmosfer, atau planet yang memiliki atmosfer karbon dioksida yang sangat tipis (lebih tipis dari atmosfer di Bumi atau bahkan Mars) tanpa awan,” kata Ziba. “Jika planet ini memiliki atmosfer karbon dioksida yang tebal, kami akan mengamati gerhana sekunder yang sangat dangkal, atau tidak ada gerhana sama sekali. Ini karena karbon dioksida akan menyerap 15 mikron cahaya, jadi kami tidak akan mendeteksi cahaya apa pun yang datang dari planet.”

di kertas mereka, Tim mengatakan bahwa “tidak adanya berat, CO₂– Suasana yang kaya di TRAPPIST-1? c menunjukkan riwayat pembentukan yang buruk dan relatif tidak stabil … Jika semua planet dalam sistem terbentuk dengan cara yang sama, ini menunjukkan adanya stok volatil yang terbatas untuk planet yang berpotensi layak huni dalam sistem. ”

kata Kreidberg di Twitter Jumlah air pada pembentukan TRAPPIST-1c akan kurang dari 10 lautan Bumi. “Ini mungkin menunjukkan pola pembentukan planet yang tidak terlalu kaya air (walaupun tidak menjamin bahwa c akan serupa dengan exoplanet),” katanya.

Akhir tahun ini, kata NASA, para peneliti akan melakukan penyelidikan lanjutan untuk mengamati orbit penuh mesin TRAPPIST-1 b dan TRAPPIST-1 c. Ini akan memungkinkan melihat bagaimana suhu berubah dari sisi siang ke malam dari dua planet dan akan memberikan lebih banyak kendala pada apakah mereka memiliki atmosfer atau tidak. Selain itu, planet TRAPPIST-1 lainnya juga akan diamati. Jadi, nantikan rilis data menarik yang akan datang.