Karbon Dioksida di Atmosfer Exoplanet Bocaprins

Teleskop Webb berhasil mendeteksi karbon dioksida di atmosfer exoplanet di exoplanet WASP-39b atau Bocaprins.

Ilustrasi exoplanet WASP-39b atau planet Bocaprins. Kredit: NASA, ESA, CSA, dan J. Olmsted (STScI)
Ilustrasi exoplanet WASP-39b atau planet Bocaprins. Kredit: NASA, ESA, CSA, dan J. Olmsted (STScI)

Exoplanet WASP-39b. Planet ini ditemukan tahun 2011 lewat metode transit. Jadi, para astronom mengetahui keberadaan ini dari perubahan kecerlangan cahaya bintang yang meredup sesaat. Peredupan ini menandai kehadiran objek lain yang melintas atau menggerhanai bintang. Karena planet itu sangat kecil, maka perubahan kecerlangan cahaya bintang juga tidak signifikan. 

Planet Bocaprins

Sesuai namanya, WASP-39b mengitari bintang WASP-39 yang jaraknya 700 tahun cahaya dari Bumi. Sistem ini bisa ditemukan di rasi Virgo dan dalam kampanye NameExoWorlds, sistem WASP-39 memperoleh nama pantai di Aruba. Bintang WASP-39 diberi nama Malmok, sedangkan planet WASP-39b diberi nama Bocaprins. 

WASP-39b atau Bocaprins termasuk planet Jupiter panas. Dari tipenya, kita bisa mengetahui kalau Bocaprins termasuk planet gas raksasa yang lokasinya sangat dekat dengan bintang induknya. Dan memang tidak salah. WASP-39b berada pada jarak 0,05 AU atau 7,2 juta dari bintang induknya. Selain itu ukurannya juga lebih besar. WASP-39b atau Bocaprins ini 1,3 kali ukuran Jupiter, dengan massa 0,28 kali Jupiter atau setara massa Saturnus.  Berada sangat dekat dengan bintang induknya, Bocaprins memang sangat panas. Suhunya 900º C, dan planet ini hanya butuh  4,1 hari untuk mengelilingi Malmok, bintang serupa Matahari dengan temperatur 5400 K. 

Planet Jupiter panas tentu bukan planet yang akan mendukung kehidupan. Akan tetapi, ukurannya yang besar dan berada dekat bintang membuat planet tipe ini lebih mudah untuk dipelajari. Salah satunya untuk mengetahui komposisi atmosfernya. Tujuannya tentu saja untuk memahami planet tersebut saat ini maupun sejarahnya. 

Apalagi untuk exoplanet. 

Menjejak Atmosfer Exoplanet 

Sampai saat ini, kita sudah menemukan lebih dari 5000 planet yang mengitari bintang lain. Kita menyebutnya exoplanet atau planet di luar sistem Tata Surya. Sejak pertama kali ditemukan, sistem ekstrasolar planet a.k.a exoplanet ini sudah memberi kejutan untuk para astronom. Planet-planet yang ditemukan ternyata berbeda dari yang ada di Tata Surya. 

Salah satunya, tipe Jupiter panas yang pertama kali ditemukan mengorbit bintang 51 Pegasi. Planet ini berupa planet gas raksasa di dekat bintang. Di Tata Surya, planet gas raksasa berada jauh dari Matahari dan tentu saja lebih dingin. Karena itu, para astronom tentu tertarik dengan evolusinya. Bagaimana planet ini terbentuk. Apakah langsung terbentuk di dekat bintang atau justru bermigrasi. Dengan mempelajari atmosfer exoplanet, para astronom bisa memperoleh informasi terkait komposisi planet dan hubungannya dengan pembentukan planet. 

Pengamatan Teleskop Antariksa James Webb (JWST) kali ini diarahkan ke sistem exoplanet WASP-39 dan planetnya. Atau pada bintang Malmok dan planet Bocaprins. 

Untuk mengetahui komposisi atmosfer exoplanet, para astronom melakukan pengamatan dengan metode transit. Ketika planet melintas di depan bintang (dari sudut pandang pengamat), maka ada sebagian kecil cahaya bintang akan melewati atmosfer planet.

Yang perlu diketahui, gas yang berbeda akan menyerap warna atau lebih tepatnya cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Nah… bergantung pada komposisi, ketebalan, dan kekeruhan atmosfer, ketika cahaya bintang melewati atmosfer, cahaya pada warna atau panjang gelombang tertentu akan diserap molekul gas di atmosfer. Sebagian lagi akan terus melintas tanpa hambatan. 

Spektrum cahaya yang diterima para astronom saat transit kemudian dibandingkan dengan spektrum bintang ketika tidak ada planet yang lewat. Dari situ, astronom bisa mengetahui komposisi atmosfer planet. 

Itulah yang dilakukan teleskop Webb. 

Sidik Jari Atmosfer Bocaprins

Serangkaian kurva cahaya planet Bocaprins yang diperoleh dari NIRSpec. Tampak perubahan kecerlangan pada tiga panjang gelombang (warna) berbeda dari cahaya yang datang dari sistem bintang WASP-39 atau bintang Malmok. Kredit: NASA, ESA, CSA, dan L. Hustak (STScI); Data Ilmiah: JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team
Serangkaian kurva cahaya planet Bocaprins yang diperoleh dari NIRSpec. Tampak perubahan kecerlangan pada tiga panjang gelombang (warna) berbeda dari cahaya yang datang dari sistem bintang WASP-39 atau bintang Malmok. Kredit: NASA, ESA, CSA, dan L. Hustak (STScI); Data Ilmiah: JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team.

Teleskop Webb atau JWST melakukan pengamatan spektroskopi transit untuk mengetahui komposisi kimia planet WASP-39b atau Bocaprins. Pengamatan dilakukan dengan Spektograf Inframerah Dekat (NIRSpec) dan hasilnya, ada bukit kecil atau lonjakan pada panjang gelombang 4,1 dan 4,6 mikron menandai kehadiran karbon dioksida. Hasil ini sekaligus jadi bukti pertama penemuan karbon dioksida pada exoplanet. 

Spektrum Jupiter panas Bocaprins yang diterima NIRSpec pada tanggal 10 Juli 2022. Spektrum ini menyingkap bukti pertama karbon dioksida di exoplanet. Kredit: NASA, ESA, CSA, dan L. Hustak (STScI); Data ilmiah: The JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team
Spektrum Jupiter panas Bocaprins yang diterima NIRSpec pada tanggal 10 Juli 2022. Spektrum ini menyingkap bukti pertama karbon dioksida di exoplanet. Kredit: NASA, ESA, CSA, dan L. Hustak (STScI); Data ilmiah: JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team.

Belum pernah ada pengamatan lain yang bisa melihat perbedaan kecerlangan pada warna individu pada rentang panjang gelombang 3 sampai 5,5 mikron dalam spektrum exoplanet sebelumnya. Kemampuan Teleskop Webb untuk menghasilkan perbedaan pada rentang panjang gelombang tersebut bisa memberi informasi kelimpahan gas seperti air, metana, maupun karbon dioksida. 

Penemuan karbondioksida di Bocaprins ini sangat penting bukan saja untuk memahami asal usul atau pembentukan planet itu sendiri. Kemampuan JWST untuk melihat perbedaan kelimpahan yang sangat kecil itu penting untuk mendeteksi atmosfer planet kebumian yang berukuran lebih kecil. 

Untuk WASP-39b atau Bocaprins, kehadiran karbon dioksida bisa memberikan jejak evolusi planet ini. Para astronom bisa mengetahui seberapa banyak karbondioksida dalam bentuk padat maupun gas yang digunakan untuk membentuk planet ini. Dan dari situ, pembentukan planet ini bisa ditelusuri. Hal yang sama juga bisa dilakukan pada planet lain dan kita suatu hari kelak bisa mengetahui keunikan cerita pembentukan planet-planet di Alam Semesta.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.

Tulis komentar dan diskusi...