Astronom Memberikan 'Panduan Lapangan' Untuk Exoplanet yang Dikenal Sebagai Jupiter Panas

Jupiter panas - planet gas raksasa yang berlomba di sekitar bintang induknya dalam orbit yang sangat ketat - telah menjadi sedikit kurang misterius berkat sebuah studi baru yang menggabungkan pemodelan teoretis dengan pengamatan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble.

Sementara penelitian sebelumnya sebagian besar berfokus pada dunia individu yang diklasifikasikan sebagai"hot Jupiters" karena kesamaan dangkal mereka dengan raksasa gas di tata surya kita sendiri, studi baru ini adalah yang pertama melihat populasi yang lebih luas dari dunia aneh. Diterbitkan diAstronomi Alam, studi, yang dipimpin oleh seorang peneliti Universitas Arizona, memberikan para astronom sebuah"panduan lapangan" yang belum pernah terjadi sebelumnya; untuk Jupiter panas dan menawarkan wawasan tentang pembentukan planet secara umum.

Meskipun para astronom berpikir bahwa hanya sekitar 1 dari 10 bintang yang menampung sebuah planet ekstrasurya di kelas Jupiter panas, planet-planet aneh tersebut merupakan bagian yang cukup besar dari planet ekstrasurya yang ditemukan hingga saat ini, karena fakta bahwa mereka lebih besar dan lebih terang daripada jenis planet ekstrasurya lainnya, seperti sebagai planet berbatu yang lebih mirip Bumi atau planet gas yang lebih kecil dan lebih dingin. Mulai dari ukuran sekitar sepertiga ukuran Jupiter hingga 10 massa Jupiter, semua Jupiter panas mengorbit bintang induknya pada jarak yang sangat dekat, biasanya jauh lebih dekat daripada Merkurius, planet terdalam di tata surya kita, ke matahari. A"tahun" pada Jupiter panas khas berlangsung berjam-jam, atau paling banyak beberapa hari. Sebagai perbandingan, Merkurius membutuhkan waktu hampir tiga bulan untuk menyelesaikan perjalanan mengelilingi matahari.

Karena orbitnya yang dekat, sebagian besar, jika tidak semua, Jupiter panas dianggap terkunci dalam pelukan berkecepatan tinggi dengan bintang induknya, dengan satu sisi selamanya terpapar radiasi bintang's dan yang lainnya diselimuti dalam kegelapan abadi. Permukaan Jupiter panas yang khas bisa menjadi sepanas hampir 5.000 derajat Fahrenheit, dengan"lebih dingin" spesimen mencapai 1.400 derajat -- cukup panas untuk melelehkan aluminium.

Penelitian, yang dipimpin oleh Megan Mansfield, seorang Sagan Fellow NASA di Steward Observatory Universitas Arizona's, menggunakan pengamatan yang dilakukan dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble yang memungkinkan tim untuk secara langsung mengukur spektrum emisi dari Jupiter panas, meskipun faktanya Hubble tidak dapat't menggambarkan salah satu dari planet-planet ini secara langsung.

& quot;Sistem ini, bintang-bintang ini dan Yupiter panasnya, terlalu jauh untuk menyelesaikan bintang individu dan planetnya," kata Mansfield."Yang bisa kita lihat hanyalah satu titik -- sumber cahaya gabungan dari keduanya.&kutipan;

Mansfield dan timnya menggunakan metode yang dikenal sebagai gerhana sekunder untuk mencari informasi dari pengamatan yang memungkinkan mereka untuk mengintip jauh ke dalam planet' atmosfer dan mendapatkan wawasan tentang struktur dan susunan kimianya. Teknik ini melibatkan pengamatan berulang terhadap sistem yang sama, menangkap planet di berbagai tempat di orbitnya, termasuk ketika ia berada di belakang bintang.

& quot;Kami pada dasarnya mengukur cahaya gabungan yang datang dari bintang dan planetnya dan membandingkan pengukuran itu dengan apa yang kami lihat ketika planet tersembunyi di balik bintangnya," kata Mansfield."Ini memungkinkan kita untuk mengurangi kontribusi bintang' dan mengisolasi cahaya yang dipancarkan oleh planet, meskipun kita' tidak dapat melihatnya secara langsung.&kutipan;

Data gerhana memberi para peneliti wawasan tentang struktur termal atmosfer Jupiter panas dan memungkinkan mereka untuk membangun profil individu suhu dan tekanan untuk masing-masing. Tim kemudian menganalisis cahaya inframerah-dekat, yang merupakan pita panjang gelombang di luar jangkauan yang dapat dilihat manusia, yang berasal dari setiap sistem Jupiter yang panas untuk apa yang disebut fitur penyerapan. Karena setiap molekul atau atom memiliki profil penyerapan spesifiknya sendiri, seperti sidik jari, melihat panjang gelombang yang berbeda memungkinkan peneliti memperoleh informasi tentang susunan kimia Jupiter panas. Misalnya, jika air ada di atmosfer planet' itu, ia akan menyerap cahaya pada 1,4 mikron, yang termasuk dalam kisaran panjang gelombang yang dapat dilihat dengan baik oleh Hubble.

& quot;Di satu sisi, kami menggunakan molekul untuk memindai atmosfer di Jupiter yang panas ini," kata Mansfield."Kita dapat menggunakan spektrum yang kita amati untuk mendapatkan informasi tentang apa yang terbuat dari atmosfer, dan kita juga bisa mendapatkan informasi tentang seperti apa struktur atmosfer itu.&kutipan;

Tim melangkah lebih jauh dengan mengukur data pengamatan dan membandingkannya dengan model proses fisik yang diyakini bekerja di atmosfer Jupiter panas. Kedua set ini sangat cocok, membenarkan bahwa banyak prediksi tentang planet' alam berdasarkan karya teoretis tampaknya benar, menurut Mansfield, yang mengatakan bahwa temuan itu"menarik karena mereka sama sekali tidak dijamin.&kutipan;

Hasilnya menunjukkan bahwa semua Jupiter panas, bukan hanya 19 yang termasuk dalam penelitian ini, cenderung mengandung kumpulan molekul yang serupa, seperti air dan karbon monoksida, bersama dengan jumlah molekul lain yang lebih kecil. Perbedaan di antara masing-masing planet sebagian besar harus mencapai jumlah relatif yang bervariasi dari molekul-molekul ini. Temuan juga mengungkapkan bahwa fitur penyerapan air yang diamati sedikit bervariasi dari satu Jupiter panas ke Jupiter berikutnya.

& quot;Secara keseluruhan, hasil kami memberi tahu kami bahwa ada kemungkinan besar kami memiliki item gambaran besar yang ditemukan yang terjadi dalam kimia planet-planet ini," kata Mansfield."Pada saat yang sama, setiap planet memiliki susunan kimiawinya sendiri, dan itu juga memengaruhi apa yang kita lihat dalam pengamatan kita.&kutipan;

Menurut penulis, hasilnya dapat digunakan untuk memandu harapan tentang apa yang mungkin dapat dilihat oleh para astronom ketika melihat Jupiter panas yang belum pernah dipelajari sebelumnya. Peluncuran teleskop andalan berita NASA' Teleskop Luar Angkasa James Webb, yang dijadwalkan pada 18 Desember, membuat para pemburu planet ekstrasurya bersemangat karena Webb dapat melihat dalam jangkauan cahaya inframerah yang jauh lebih luas, dan akan memungkinkan lebih banyak lagi melihat secara rinci exoplanet, termasuk Jupiter panas.

& quot;Masih banyak yang belum'tahu tentang bagaimana planet terbentuk secara umum, dan salah satu cara kita mencoba memahami bagaimana itu bisa terjadi adalah dengan melihat atmosfer panas ini. Jupiters dan mencari tahu bagaimana mereka bisa berada di tempat mereka sekarang," kata Mansfield."Dengan data Hubble, kita dapat melihat tren dengan mempelajari penyerapan air, tetapi ketika kita berbicara tentang komposisi atmosfer secara keseluruhan, ada banyak molekul penting lainnya yang ingin Anda lihat, seperti karbon monoksida dan karbon dioksida, dan JWST akan memberi kita kesempatan untuk benar-benar mengamatinya juga.&kutipan;