Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Exoplanet Baru Dengan Atmosfer yang Siap untuk Dipelajari

Sekelompok kolaborator internasional, termasuk ilmuwan dari Jet Propulsion Laboratory NASA dan The University of New Mexico, telah menemukan planet ekstrasurya baru berukuran sub-Neptunus dengan periode orbit 24 hari yang mengorbit bintang katai M di dekatnya. Penemuan baru-baru ini menawarkan peluang penelitian yang menarik berkat atmosfer substansial planet, bintang kecil, dan seberapa cepat sistem bergerak menjauh dari Bumi.

Penelitian yang berjudul TOI-1231 b: Planet Beriklim, Berukuran Neptunus yang Mendarat di Dekat M3 Dwarf NLTT 24399, akan diterbitkan dalam edisi mendatang The Astronomical Journal

IMAGES
Gambar: disk.mediaindonesia.com

Eksoplanet, TOI-1231 b, terdeteksi menggunakan data fotometrik dari Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) dan ditindaklanjuti dengan pengamatan menggunakan Planet Finder Spectrograph (PFS) pada teleskop Magellan Clay di Las Campanas Observatory di Chili. PFS adalah instrumen canggih yang mendeteksi planet ekstrasurya melalui pengaruh gravitasinya pada bintang induknya. Saat planet mengorbit inangnya, kecepatan bintang yang diukur bervariasi secara berkala, mengungkapkan keberadaan planet dan informasi tentang massa dan orbitnya.

Strategi pengamatan yang diadopsi oleh TESS NASA, yang membagi setiap belahan bumi menjadi 13 sektor yang disurvei selama kurang lebih 28 hari, menghasilkan pencarian planet transit paling komprehensif di seluruh langit. Pendekatan ini telah membuktikan kemampuannya untuk mendeteksi planet besar dan kecil di sekitar bintang mulai dari yang mirip matahari hingga bintang kerdil M bermassa rendah. Bintang katai M, juga dikenal sebagai bintang katai merah, adalah jenis bintang paling umum di Bima Sakti yang membentuk sekitar 70 persen dari semua bintang di galaksi.

Katai M lebih kecil dan memiliki sebagian kecil dari massa matahari dan memiliki luminositas rendah. Karena katai M lebih kecil, ketika sebuah planet dengan ukuran tertentu melewati bintang, jumlah cahaya yang terhalang oleh planet lebih besar, membuat transit lebih mudah dideteksi. Bayangkan sebuah planet mirip Bumi lewat di depan sebuah bintang seukuran matahari, itu akan menghalangi sedikit cahaya; tetapi jika lewat di depan bintang yang jauh lebih kecil, proporsi cahaya yang terhalang akan lebih besar. Dalam arti tertentu, ini menciptakan bayangan yang lebih besar di permukaan bintang, membuat planet di sekitar katai M lebih mudah dideteksi dan lebih mudah dipelajari.

Meskipun memungkinkan deteksi exoplanet di langit, strategi survei TESS juga menghasilkan bias pengamatan yang signifikan berdasarkan periode orbit. Exoplanet harus transit bintang induknya setidaknya dua kali dalam rentang pengamatan TESS untuk dideteksi dengan periode yang benar oleh pipa Science Processing Operations Center (SPOC) dan Quick Look Pipeline (QLP), yang mencari 2 menit dan 30- data TESS irama menit, masing-masing. Karena 74 persen dari total cakupan langit TESS hanya diamati selama 28 hari, sebagian besar exoplanet TESS yang terdeteksi memiliki periode kurang dari 14 hari. Oleh karena itu, periode 24 hari TOI-1231b membuat penemuannya semakin berharga.

Ilmuwan JPL NASA Jennifer Burt, penulis utama makalah ini, bersama dengan kolaboratornya termasuk Diana Dragomir, asisten profesor di Departemen Fisika dan Astronomi UNM, mengukur jari-jari dan massa planet.

“Bekerja dengan sekelompok astronom luar biasa yang tersebar di seluruh dunia, kami dapat mengumpulkan data yang diperlukan untuk mengkarakterisasi bintang induk dan mengukur jari-jari dan massa planet ini,” kata Burt. “Nilai-nilai itu pada gilirannya memungkinkan kami untuk menghitung kepadatan massal planet dan berhipotesis tentang terbuat dari apa planet ini. TOI-1231 b sangat mirip dalam ukuran dan kepadatan dengan Neptunus, jadi kami pikir ia memiliki atmosfer gas yang sama besar. "

“Keuntungan lain dari exoplanet yang mengorbit host kerdil M adalah kita dapat mengukur massanya lebih mudah karena rasio massa planet terhadap massa bintang juga lebih besar. Ketika bintang lebih kecil dan kurang masif, itu membuat metode deteksi bekerja lebih baik karena planet tiba-tiba memainkan peran yang lebih besar karena lebih mudah menonjol dalam kaitannya dengan bintang," jelas Dragomir. "Seperti bayangan pada bintang. Semakin kecil bintang, semakin kecil massanya, semakin banyak efek planet yang dapat dideteksi.

"Meskipun TOI 1231b delapan kali lebih dekat ke bintangnya daripada Bumi ke Matahari, suhunya mirip dengan Bumi, berkat bintang induknya yang lebih dingin dan kurang terang," kata Dragomir. "Namun, planet itu sendiri sebenarnya lebih besar dari bumi dan sedikit lebih kecil dari Neptunus -- kita bisa menyebutnya sub-Neptunus."

Burt dan Dragomir, yang sebenarnya memprakarsai penelitian ini ketika mereka menjadi Fellow di MIT's Kavli Institute, bekerja dengan para ilmuwan yang mengkhususkan diri dalam mengamati dan mengkarakterisasi atmosfer planet kecil untuk mencari tahu misi berbasis ruang angkasa saat ini dan masa depan yang mungkin dapat mengintip ke TOI- lapisan luar 1231 b untuk memberi tahu para peneliti jenis gas apa yang berputar di sekitar planet ini. Dengan suhu sekitar 330 Kelvin atau 140 derajat Fahrenheit, TOI-1231b adalah salah satu planet ekstrasurya kecil paling keren yang dapat diakses untuk studi atmosfer yang ditemukan sejauh ini.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa planet sedingin ini mungkin memiliki awan tinggi di atmosfernya, yang membuatnya sulit untuk menentukan jenis gas apa yang mengelilinginya. Tetapi pengamatan baru terhadap planet kecil dan keren lainnya yang disebut K2-18 b mematahkan tren ini dan menunjukkan bukti adanya air di atmosfernya, yang mengejutkan banyak astronom.

"TOI-1231 b adalah satu-satunya planet lain yang kita ketahui dalam ukuran dan kisaran suhu yang sama, jadi pengamatan di masa depan dari planet baru ini akan memungkinkan kita menentukan seberapa umum (atau jarang) awan air terbentuk di sekitar ini. dunia beriklim sedang," kata Burt.

Selain itu, dengan kecerahan tinggi Near-Infrared (NIR) bintang inangnya, itu membuat target yang menarik untuk misi masa depan dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) dan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST). Set pertama pengamatan ini, yang dipimpin oleh salah satu rekan penulis makalah, akan dilakukan akhir bulan ini menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble.

"Kepadatan rendah TOI 1231b menunjukkan bahwa ia dikelilingi oleh atmosfer yang substansial daripada menjadi planet berbatu. Tetapi komposisi dan luasnya atmosfer ini tidak diketahui!" kata Dragomir. “TOI1231b dapat memiliki atmosfer hidrogen atau hidrogen-helium yang besar, atau atmosfer uap air yang lebih padat. Masing-masing akan menunjukkan asal yang berbeda, memungkinkan para astronom untuk memahami apakah dan bagaimana planet terbentuk secara berbeda di sekitar katai M jika dibandingkan dengan planet di sekitar kita. Matahari, misalnya. Pengamatan HST kami yang akan datang akan mulai menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, dan JWST menjanjikan pengamatan yang lebih menyeluruh ke atmosfer planet."

Cara lain untuk mempelajari atmosfer planet ini adalah dengan menyelidiki apakah gas terhempas, dengan mencari bukti atom seperti hidrogen dan helium yang mengelilingi planet saat transit melintasi permukaan bintang induknya. Umumnya, atom hidrogen hampir tidak mungkin dideteksi karena keberadaan mereka tertutup oleh gas antarbintang. Tetapi sistem planet-bintang ini menawarkan kesempatan unik untuk menerapkan metode ini karena seberapa cepat ia bergerak menjauh dari Bumi.

"Salah satu hasil yang paling menarik dari dua dekade terakhir ilmu planet ekstrasurya adalah bahwa, sejauh ini, tidak ada sistem planet baru yang kami temukan terlihat seperti tata surya kita sendiri," kata Burt. "Mereka penuh dengan planet seukuran Bumi dan Neptunus pada orbit yang jauh lebih pendek daripada Merkurius, jadi kami tidak memiliki contoh lokal untuk membandingkannya. Planet baru yang kami temukan ini masih aneh -- tapi itu satu selangkah lebih dekat untuk menjadi seperti planet tetangga kita. Dibandingkan dengan sebagian besar planet transit yang terdeteksi sejauh ini, yang sering memiliki suhu panas dalam ratusan atau ribuan derajat, TOI-1231 b sangat dingin."

Sebagai penutup, Dragomir mencerminkan bahwa "planet ini bergabung dengan jajaran hanya dua atau tiga eksoplanet kecil terdekat lainnya yang akan diteliti dengan setiap kesempatan yang kita dapatkan dan menggunakan berbagai teleskop, untuk tahun-tahun mendatang, jadi awasi TOI1231b baru. perkembangan!"

Powered By NagaNews.Net