Konsep seorang seniman tentang dunia TRAPPIST-1, berdasarkan data yang tersedia tentang karakteristik planet.
(Gambar: © NASA / JPL-Caltech)
Yang terbesar di dunia dalam sistem tujuh-planet TRAPPIST-1 menawarkan atmosfer yang telah berevolusi dari waktu ke waktu, bukan yang terbentuk dengannya.
Pengamatan yang dilakukan dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA mengungkapkan bahwa atmosfer planet ini berbeda dari lingkungannya yang baru lahir, artinya kemungkinan besar itu adalah dunia berbatu yang mirip dengan yang lain dalam sistem.
"Atmosfer ini bukan yang dilahirkannya," Hannah Wakeford, seorang peneliti di Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland, mengatakan kepada Space.com. Suasana natal akan kaya akan hidrogen, yang tidak dilihat oleh para peneliti. Sebaliknya, "itu telah diubah oleh proses yang berbeda," kata Wakeford. Aktivitas atmosfer dan geologis bisa memainkan peran penting dalam perubahan. [Tur Exoplanet: Temui 7 Planet Bumi seukuran TRAPPIST-1]
Wakeford dan rekan-rekannya menggunakan Hubble untuk mempelajari TRAPPIST-1 g, planet keenam dari bintang tersebut. Mereka sebelumnya telah menyelidiki atmosfer dari lima planet pertama, yang diidentifikasi oleh huruf b sampai f, dan menemukan bahwa kelima planet tersebut tidak memiliki atmosfer hidrogen masif yang mengindikasikan gas raksasa, membuat mereka lebih cenderung berbatu. Penelitian mereka sebelumnya belum cukup tepat untuk menentukan apakah TRAPPIST-1 g membawa atmosfer aslinya atau tidak.
"G adalah tanda tanya terakhir dalam hal itu," kata Wakeford. "Sama seperti saudara dan saudaranya, itu tidak mengandung atmosfer purba. Itu punya atmosfer yang berevolusi."
Dia mempresentasikan hasilnya pada Januari di pertemuan musim dingin American Astronomical Society di Seattle.
"Garam dan merica"
Pada 2016, para astronom di Transit Planet dan Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) mengumumkan penemuan tiga planet di sekitar bintang redup TRAPPIST-1. Empat dunia lagi ditemukan dalam setahun, sehingga totalnya menjadi tujuh. Semua planet terletak di zona layak huni bintang mereka, wilayah di mana air cair harus dapat bertahan di permukaan planet. Hanya 40 tahun cahaya dari Bumi, TRAPPIST-1 berisi planet-planet yang diketahui terletak di zona layak huni bintang tunggal.
TRAPPIST-1 g adalah yang terbesar di dunia, dengan perkiraan menempatkannya sekitar 1,1 kali massa Bumi.
Jika planet-planet itu adalah raksasa gas, mereka akan mempertahankan atmosfer aslinya yang kaya hidrogen. Sebaliknya, dunia berbatu memiliki kekuatan untuk mengubah atmosfer mereka. Pergerakan karbon dapat memainkan peran kunci dalam atmosfer yang sedang berkembang. Magma mantel yang melebur memerangkap karbon di bawah permukaan. Saat magma bergerak menuju permukaan, tekanan yang berkurang memungkinkan karbon keluar dalam bentuk gas. Di Bumi, karbonat yang terperangkap dilepaskan sebagai karbon dioksida, gas rumah kaca yang memungkinkan planet kita tumbuh lebih hangat dengan menjebak panas dari matahari. Penelitian sebelumnya mengungkapkan bahwa dunia seperti Mars dan bulan juga dapat memerangkap bahan yang kaya karbon, serta unsur-unsur lainnya, dan melepaskannya ke atmosfer dalam bentuk gas.
Juga dikenal sebagai katai merah, katai M seperti TRAPPIST-1 merupakan populasi bintang tertinggi di galaksi. Beberapa penelitian menunjukkan tiga dari setiap empat bintang mungkin merupakan katai M. Bintang-bintang yang berumur panjang lebih dingin dan redup daripada bintang seperti matahari, tetapi mereka juga sangat aktif, menyirami planet mereka dalam radiasi yang dibawa oleh suar dan letusan yang kuat. [Bagaimana Mengenalinya Dengan Tipe Bintang (Infografis)]
Temperaturnya yang dingin juga dapat menyebabkan masalah dalam mencari kehidupan. Katai M dengan massa rendah dapat membanggakan awan dan bahkan uap air di atmosfernya, seperti planet terbesar. Molekul-molekul ini dapat menciptakan sinyal palsu bagi para astronom yang mencoba mempelajari atmosfer dunia yang mengorbitnya.
Ketika sebuah planet melintas di antara bintangnya dan Bumi, para astronom dapat mempelajari cahaya yang mengalir melalui langitnya untuk membuka beberapa misteri atmosfer planet. Karena mereka membawa molekul air, kurcaci M dapat membuat proses lebih menantang; mungkin sulit untuk menentukan apakah sinyal yang menunjukkan keberadaan air berasal dari planet atau bintang.
"Karena bintang itu memiliki fitur-fitur ini di dalamnya, itu berarti pengukuran yang Anda lakukan, Anda tidak dapat 100 persen yakin bahwa itu bukan bintang yang Anda ukur," kata Wakeford. "Kamu harus bisa mengesampingkan keberadaan dan efek yang dimiliki bintang di planet-planet ini."
Untuk membantu memilah-milah kekacauan, Wakeford dan rekan-rekannya mengembangkan metode untuk menghilangkan kontaminasi bintang. Pertama, mereka melakukan studi mendalam tentang TRAPPIST-1, memeriksa bagaimana suhu bintang berubah di lokasi yang berbeda.
"Bintang itu sendiri adalah campuran dari tiga jenis suhu yang berbeda," kata Wakeford. Secara umum, bintang ini relatif dingin, dengan sepertiga dari itu ditutupi di tempat yang sedikit lebih hangat dari 2.726 derajat Celcius (4.940 derajat Fahrenheit). Kurang dari 3 persen bintang ditutupi dengan bintik-bintik yang sangat panas pada suhu 5.526 C (9.980 F).
Itu karena TRAPPIST-1 ditutupi oleh bintik-bintik bintang yang menurut Wakeford lebih kecil dan lebih redup daripada yang ditemukan di matahari kita.
"Distribusi [bintik-bintik] seperti garam dan merica - itu hanya terlihat di semua tempat dan merata," kata Wakeford.
Dengan mempelajari bintang sebagai sebuah planet individual dalam sistemnya yang melewatinya dan Bumi, para astronom dapat memeriksa bagaimana suhu dari bintang berubah.
"Kami benar-benar dapat menggunakan planet ini sebagai penyelidikan sifat suhu bintang," kata Wakeford.
Dengan informasi itu di tangan, para astronom kemudian memeriksa atmosfer planet itu sendiri, yakin bahwa mereka dapat menjelaskan sinyal molekuler yang berasal dari bintang. Mereka mampu mengesampingkan atmosfer hidrogen yang besar dan bengkak di sekitar g yang akan menyarankan bahwa itu adalah gas raksasa daripada dunia berbatu yang udaranya telah diubah oleh proses geologis dan atmosfer.
"Itu benar-benar mengarah pada sifat terestrial sejati dari planet ini," kata Wakeford.
Tim juga menggunakan pengukuran mereka untuk menghitung jari-jari planet pada 1,124 kali jari-jari Bumi, memberikan kerapatan tepat di bawah jari-jari planet kita. Ini sesuai dengan TRAPPIST-1g dengan tegas: Ini adalah dunia yang berbatu.
Dengan keluarnya enam planet, para astronom berharap mengalihkan perhatian mereka ke objek ketujuh dan terakhir, TRAPPIST-1 jam. Mereka berencana untuk mempelajari planet ini selama musim panas 2019.
"Akan sangat menarik untuk menerapkan metode ini lagi, tidak hanya untuk melihat dari apa planet ini dibuat tetapi untuk melihat bagaimana bintang itu berubah dan mempengaruhi planet ini," kata Wakeford.
Selain itu, proses yang mereka kembangkan untuk memisahkan kontaminasi uap air dari TRAPPIST-1 juga dapat diterapkan pada pengamatan kurcaci M lainnya.
Penelitian ini diterbitkan pada akhir 2018 di Astronomical Journal.
