Para ilmuwan menemukan molekul yang belum pernah ditemukan di luar tata surya kita di planet dengan hujan kaca

ATLANTA – Sebuah planet ekstrasurya seukuran Jupiter telah lama membuat penasaran para astronom dengan suhunya yang tinggi, angin kencang, dan hujan kaca yang menyamping. Kini data dari Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mengungkapkan fitur menarik lainnya dari planet ini yang dikenal sebagai HD 189733b: Baunya seperti telur busuk.

Para peneliti yang mempelajari atmosfer planet HD 189733b menggunakan pengamatan Webb untuk mendeteksi sejumlah kecil hidrogen sulfida – gas tidak berwarna yang mengeluarkan bau belerang yang kuat dan belum pernah terdeteksi di luar tata surya kita. Penemuan ini berkontribusi untuk meningkatkan apa yang diketahui tentang kemungkinan komposisi planet ekstrasurya.

Temuan ini, yang dikumpulkan oleh tim multi-institusi, diterbitkan pada hari Senin di jurnal tersebut alam.

Planet aneh dengan cuaca mematikan

Para ilmuwan pertama kali menemukan HD 189733b pada tahun 2005, dan kemudian mengidentifikasi planet gas raksasa tersebut sebagai “Jupiter panas” – sebuah planet dengan komposisi kimia yang mirip dengan Jupiter, planet terbesar di tata surya kita, tetapi dengan suhu yang lebih tinggi. Terletak hanya 64 tahun cahaya dari Bumi, HD 189733b adalah Jupiter panas terdekat yang dapat dipelajari para astronom saat planet tersebut melintas di depan bintangnya. Karena alasan ini, ini adalah salah satu exoplanet yang paling banyak dipelajari.

“HD 189733 b bukan hanya raksasa gas, ia juga merupakan ‘raksasa’ di bidang eksoplanet karena merupakan salah satu eksoplanet transit pertama yang pernah ditemukan,” kata astrofisikawan Universitas Johns Hopkins, Guangwei Fu, melalui email. “Ini adalah titik tumpu dari sebagian besar pemahaman kita tentang kimia dan fisika atmosfer eksoplanet,” tambahnya.

Planet ini sekitar 10% lebih besar dari Jupiter, namun jauh lebih panas karena jaraknya sekitar 13 kali lebih dekat ke bintangnya dibandingkan jarak Merkurius ke matahari kita. Fu mengatakan, planet HD 189733b hanya membutuhkan dua hari Bumi untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi bintangnya.

Kedekatannya dengan bintang membuat planet ini memiliki suhu rata-rata yang sangat panas sebesar 1.700 derajat Fahrenheit dan angin kencang yang mengirimkan partikel silikat seperti kaca yang menghujani ke samping dari awan tinggi di sekitar planet dengan kecepatan 8.000 mil per jam.

Bau tidak sedap yang tiba-tiba

Ketika para astronom memutuskan untuk menggunakan teleskop Webb untuk mempelajari planet ini guna melihat cahaya inframerah, yang tidak terlihat oleh mata manusia, yang dapat terungkap di atmosfer HD 189733b, mereka terkejut.

Hidrogen sulfida terdapat di Jupiter dan diperkirakan akan ditemukan di planet ekstrasurya raksasa gas, namun bukti keberadaan molekul tersebut masih sulit dipahami di luar tata surya kita, kata Fu.

“Hidrogen sulfida adalah salah satu penyimpan belerang terpenting di atmosfer planet,” kata Fu. “Resolusi tinggi dan kemampuan inframerah dari teleskop Webb memungkinkan kita mendeteksi hidrogen sulfida untuk pertama kalinya di planet ekstrasurya, yang membuka jendela spektroskopi baru. untuk mempelajari kimia belerang di atmosfer.” “Hal ini membantu kita memahami bahan-bahan apa yang membentuk exoplanet dan bagaimana mereka terbentuk.”

Selain itu, tim mendeteksi keberadaan air, karbon dioksida, dan karbon monoksida di atmosfer planet, kata Fu – yang berarti molekul-molekul ini mungkin umum ditemukan di planet ekstrasurya raksasa gas lainnya.

Meskipun para astronom tidak memperkirakan adanya kehidupan di planet HD 189733b karena suhunya yang tinggi, penemuan bahan penyusun seperti belerang di sebuah planet ekstrasurya menjelaskan pembentukan planet, kata Fu.

Belerang adalah elemen penting untuk membangun molekul yang lebih kompleks, dan seperti karbon, nitrogen, oksigen, dan fosfat, para ilmuwan perlu mempelajarinya lebih lanjut untuk memahami sepenuhnya bagaimana planet terbentuk dan terbuat dari apa.

– Guangwei Fu, ahli astrofisika

“Belerang adalah elemen penting untuk membangun molekul yang lebih kompleks, dan seperti karbon, nitrogen, oksigen, dan fosfat, para ilmuwan perlu mempelajarinya lebih lanjut untuk memahami sepenuhnya bagaimana planet terbentuk dan terbuat dari apa,” kata Fu.

Molekul dengan bau yang berbeda, seperti amonia, telah ditemukan di atmosfer planet ekstrasurya lain.

Namun kemampuan Webb memungkinkan para ilmuwan untuk mengidentifikasi bahan kimia tertentu di atmosfer sekitar exoplanet dengan lebih rinci dibandingkan sebelumnya.

Logam berat planet

Di tata surya kita, planet-planet raksasa es seperti Neptunus dan Uranus, meskipun umumnya kurang masif, mengandung lebih banyak logam dibandingkan raksasa gas Jupiter dan Saturnus, yang merupakan planet terbesar, sehingga menunjukkan bahwa mungkin terdapat korelasi antara kandungan logam dan massa.

Para astronom percaya bahwa sejumlah besar es, batu, dan logam – dibandingkan gas seperti hidrogen dan helium – ikut serta dalam pembentukan Neptunus dan Uranus.

Data Webb juga menunjukkan kadar logam berat di HD 189733b serupa dengan di Jupiter.

“Sekarang kami memiliki pengukuran baru yang membuktikan bahwa konsentrasi logam (di planet ini) sebenarnya memberikan titik tumpu yang sangat penting untuk studi tentang bagaimana komposisi planet berubah seiring dengan massa dan radiusnya,” kata Fu. “Hasilnya mendukung pemahaman kita tentang bagaimana planet terbentuk dengan menciptakan material yang lebih padat setelah pembentukan inti primer dan kemudian secara alami memperkuatnya dengan logam berat,” tambahnya.

Kini, tim akan mencari jejak belerang di planet ekstrasurya lain, dan menentukan apakah konsentrasi tinggi senyawa tersebut memengaruhi seberapa dekat pembentukan beberapa planet terhadap bintang induknya.

“HD 189733b adalah planet referensi, namun hanya mewakili satu titik data,” kata Fu. “Sama seperti manusia sebagai individu yang menunjukkan karakteristik unik, perilaku kolektif kita mengikuti tren dan pola yang jelas. Dengan lebih banyak kumpulan data dari Web, kami bertujuan untuk memahaminya. bagaimana planet terbentuk dan apakah sistem kita… “Tata surya unik di galaksi.”