Di luar sana di luar angkasa adalah nama planet ekstrasurya yang tidak biasa Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Ini adalah dunia yang aneh, seperti hibrida antara Bumi dan Neptunus. Ia memiliki inti berbatu seperti Bumi, tetapi dikelilingi oleh atmosfer yang terbuat dari hidrogen dan helium. Kombinasi itu tidak seperti apa pun di Tata Surya kita sendiri.
Planet ini mengorbit bintang katai merah bernama Gliese 3470, di rasi bintang Cancer. GJ 3470 b adalah sekitar 12,6 massa Bumi, yang berarti kira-kira berada di antara massa Bumi dan Neptunus. (Neptunus sekitar 17 massa Bumi.)
Berkat misi Kepler, kita tahu bahwa ada banyak exoplanet dalam rentang massa ini. Ada kemungkinan bahwa hingga 80% planet termasuk dalam kisaran ini, meskipun misi planet ekstrasurya masa depan tidak diragukan lagi akan menjelaskan hal itu. Sampai sekarang, para astronom belum melihat dengan baik suasana dari salah satu planet ini, sehingga pembentukan mereka sedikit menjadi misteri.
Teleskop luar angkasa Hubble dan Spitzer telah bekerja sama untuk mengamati atmosfer GJ 3470 b, dan ini adalah pertama kalinya para astronom berhasil mengidentifikasi sidik jari kimiawi atmosfer sebuah planet seperti ini. Apa yang mereka temukan adalah bahwa planet ini memiliki atmosfer purba hidrogen dan helium yang hampir murni, tanpa adanya unsur yang lebih berat.
Dan itu menghadirkan sedikit misteri.
"Kami tidak memiliki yang seperti ini di tata surya, dan itulah yang membuatnya mencolok."
Björn Benneke dari University of Montreal di Kanada
Half Star, Half Planet?
GJ 3470 b, dengan atmosfer hidrogen dan heliumnya, lebih mirip bintang daripada planet dalam beberapa hal. Matahari kita sendiri adalah 73% hidrogen, dan sisanya hampir semuanya helium. Hanya sebagian kecil dari Matahari yang merupakan unsur yang lebih berat seperti oksigen, neon, besi, dan karbon. Raksasa gas Jupiter dan Saturnus sebagian besar adalah hidrogen dan helium, tetapi mereka juga mengandung senyawa lain seperti metana dan amonia, serta unsur-unsur yang lebih berat. Senyawa-senyawa itu hampir tidak ada dalam GJ 3470 b.
“Ini adalah penemuan besar dari perspektif pembentukan planet. Planet ini mengorbit sangat dekat dengan bintang dan jauh lebih kecil dari Jupiter - 318 kali massa Bumi - tetapi telah berhasil mengakumulasi atmosfer hidrogen / helium purba yang sebagian besar 'tidak tercemar' oleh unsur-unsur yang lebih berat, "kata Björn Benneke dari Universitas Montreal di Kanada, dalam siaran pers NASA. "Kami tidak memiliki yang seperti ini di tata surya, dan itulah yang membuatnya mencolok."
Para astronom di balik karya ini menggabungkan kemampuan multi-panjang gelombang dari kedua teleskop ruang angkasa untuk mendapatkan pandangan yang baik pada atmosfer GJ 3470 b. Mereka melakukannya dengan mengukur penyerapan cahaya bintang ketika planet ekstrasurya transit di depan bintang inangnya. Mereka juga mengukur hilangnya cahaya yang dipantulkan ketika planet ekstrasurya lewat di belakang bintang. Secara keseluruhan, sepasang teleskop luar angkasa mengamati 12 transit dan 20 gerhana.
Para astronom menggunakan spektroskopi untuk mengidentifikasi sidik jari kimiawi hidrogen dan helium di atmosfer, dan sifat atmosfer planet memungkinkan semua ini terjadi. Itu sebagian besar jelas dengan kabut yang sangat sedikit, yang berarti mereka dapat melihat jauh ke atmosfer. "Untuk pertama kalinya kami memiliki tanda tangan spektroskopi dari dunia semacam itu," kata Benneke.
Tetapi spektroskopi itu mengungkapkan sesuatu yang tidak terduga. Para astronom berpikir mereka akan menemukan komposisi kimia yang mirip dengan planet Neptunus, dengan unsur-unsur yang lebih berat seperti oksigen dan karbon. Namun sebaliknya mereka menemukan suasana yang menyerupai Matahari.
"... kami menemukan atmosfer yang sangat buruk dalam unsur-unsur berat sehingga komposisinya menyerupai komposisi Matahari yang kaya hidrogen / helium."
BJÖRN BENNEKE DARI UNIVERSITAS MONTREAL DI KANADA
"Kami mengharapkan atmosfer yang diperkaya dengan unsur-unsur yang lebih berat seperti oksigen dan karbon yang membentuk uap air dan gas metana yang melimpah, mirip dengan yang kita lihat di Neptunus," kata Benneke. "Alih-alih, kami menemukan atmosfer yang sangat miskin pada unsur-unsur berat sehingga komposisinya menyerupai komposisi Matahari yang kaya hidrogen / helium."
Piecing It Together
Sekarang para astronom telah berhasil menangani atmosfer planet ekstrasurya, berkat kekuatan gabungan teleskop luar angkasa Hubble dan Spitzer, mereka dapat mulai memahami bagaimana planet aneh ini terbentuk.
GJ 3470 b sangat kontras dengan exoplanet lainnya. Para astronom berpikir bahwa exoplanet lain, misalnya Hot Jupiters, terbentuk pada jarak yang sangat jauh dari Matahari mereka, dan kemudian bermigrasi ke dalam. Tetapi para astronom berpikir bahwa planet ekstrasurya ini terbentuk sangat dekat dengan bintang katai merahnya, dekat dengan posisinya sekarang.
Ini mungkin terbentuk sebagai objek berbatu kecil pada awalnya, terjerat di tengah cakram protoplanet, sekitar waktu yang sama dengan bintang yang terbentuk. Itu akan mengumpulkan, atau menambah, atmosfernya dari bahan primordial yang sama dalam piringan tempat bintang itu terbentuk. Dan itu akan menjelaskan atmosfer hidrogen / heliumnya, dan mengapa atmosfer itu tidak memiliki unsur yang lebih berat.
"Ini adalah penemuan besar dari perspektif pembentukan planet."
BJÖRN BENNEKE DARI UNIVERSITAS MONTREAL DI KANADA
"Kami melihat benda yang mampu mengeluarkan hidrogen dari cakram protoplanet tetapi tidak lari menjadi Jupiter yang panas," kata Benneke. "Ini adalah rezim yang menarik."
Apa yang mungkin terjadi adalah bahwa ia masih mengeluarkan materi dari disk, tetapi bintang itu tumbuh lebih cepat, dan disk itu menghilang. Ini mencegah GJ 3470 b dari tumbuh lebih besar dan menjadi lebih seperti raksasa gas di Tata Surya kita, dengan unsur-unsur yang lebih berat di atmosfer mereka.
Untuk saat ini, di sinilah pemahaman kita tentang planet ekstrasurya yang aneh dan menarik ini berdiri. Tapi begitu Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) mulai beroperasi, ia akan memberi tahu kami lebih banyak.
JWST adalah teleskop ruang yang kuat yang dapat melihat ke inframerah dengan sensitivitas yang belum pernah terjadi sebelumnya. Ini akan dapat menyelidiki atmosfer GJ 3470 b, dan planet ekstrasurya lainnya, dan mengungkapkan hal-hal yang belum terlihat. Secara khusus, ia akan mengamati dalam panjang gelombang bahwa membuat kabut yang mengaburkan hampir transparan.
Kemudian, pemahaman kita tentang semua exoplanet, tidak hanya yang ini, akan tumbuh dengan pesat.
Sumber:
- Siaran Pers: Atmosfer Planet Menengah Diungkap oleh Hubble, Spitzer
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Teleskop Luar Angkasa Spitzer
