Karena semakin banyak exoplanet yang diidentifikasi dan dikonfirmasi oleh berbagai metode pengamatan, "grail suci" yang masih sulit dipahami adalah penemuan dunia yang benar-benar mirip Bumi ... salah satu ciri khasnya adalah keberadaan air cair. Dan sementara memang benar bahwa air telah diidentifikasi di atmosfer tebal planet "panas Jupiter" sebelumnya, teknik baru sekarang telah digunakan untuk melihat tanda spektralnya di dunia raksasa lain di luar tata surya kita - yang berpotensi membuka jalan bagi lebih banyak lagi penemuan seperti itu.
Para peneliti dari Caltech, Penn State University, Naval Research Laboratory, University of Arizona, dan Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian telah bekerja sama dalam proyek yang didanai NSF untuk mengembangkan cara baru untuk mengidentifikasi keberadaan air di atmosfer planet ekstrasurya.
Metode sebelumnya mengandalkan contoh spesifik seperti ketika exoplanet - pada titik ini semua "Jupiters panas," planet gas yang mengorbit dekat dengan bintang inangnya - sedang dalam proses transit bintang-bintang mereka seperti yang dilihat dari Bumi.
Sayangnya, ini bukan kasus banyak planet ekstrasurya ... terutama yang tidak (atau tidak akan) ditemukan oleh metode transit yang digunakan oleh observatorium seperti Kepler.
Saksikan: Kepler's Universe: Lebih Banyak Planet di Galaksi Kita Daripada Bintang
Jadi para peneliti beralih ke metode lain untuk mendeteksi exoplanet: kecepatan radial, atau RV. Teknik ini menggunakan cahaya yang terlihat untuk menonton gerakan bintang untuk goyangan yang diciptakan oleh gravitasi "tarikan" planet yang mengorbit. Pergeseran Doppler dalam cahaya bintang menunjukkan gerakan dengan satu atau lain cara, mirip dengan bagaimana efek Doppler menaikkan dan menurunkan nada tanduk mobil saat melintas.
Tetapi alih-alih menggunakan panjang gelombang yang terlihat, tim menyelam ke dalam spektrum inframerah dan, menggunakan Near Infrared Echelle Spectrograph (NIRSPEC) di WM Keck Observatory di Hawaii, menentukan orbit Jupiter tau Boötis b… dan dalam proses yang relatif dekat. menggunakan spektroskopi untuk mengidentifikasi molekul air di langitnya.
“Informasi yang kami dapatkan dari spektograf seperti mendengarkan pertunjukan orkestra; Anda mendengar semua musik bersama, tetapi jika Anda mendengarkan dengan seksama, Anda dapat memilih terompet atau biola atau cello, dan Anda tahu bahwa instrumen itu ada, ”kata Alexandra Lockwood, mahasiswa pascasarjana di Caltech dan penulis pertama dari belajar. "Dengan teleskop, Anda melihat semua cahaya bersama, tetapi spektograf memungkinkan Anda untuk memilih bagian yang berbeda; seperti panjang gelombang cahaya ini berarti ada natrium, atau ini berarti ada air. "
Pengamatan tau Boötis b sebelumnya dengan VLT di Chili telah mengidentifikasi karbon monoksida dan juga mendinginkan suhu tinggi di atmosfernya.
Sekarang, dengan teknik RV IR yang terbukti ini, atmosfer planet ekstrasurya yang tidak menyeberang di depan bintang-bintang mereka dari sudut pandang kami juga dapat diteliti untuk keberadaan air, serta senyawa menarik lainnya.
"Kami sekarang menerapkan teknik inframerah baru kami yang efektif pada beberapa planet non-transit lainnya yang mengorbit bintang di dekat Matahari," kata Chad Bender, rekan peneliti di Departemen Negara Astronomi dan Astrofisika dan rekan penulis makalah ini. "Planet-planet ini jauh lebih dekat dengan kita daripada planet transit terdekat, tetapi sebagian besar telah diabaikan oleh para astronom karena secara langsung mengukur atmosfer mereka dengan teknik yang ada sebelumnya sulit atau tidak mungkin."
Begitu generasi berikutnya dari teleskop bertenaga tinggi mulai beroperasi - seperti James Webb Space Telescope, dijadwalkan diluncurkan pada 2018 - bahkan exoplanet yang lebih kecil dan lebih jauh dapat diamati dengan metode IR ... mungkin membantu membuat penemuan inovatif dari sebuah planet seperti kita.
"Sementara kondisi teknik saat ini tidak dapat mendeteksi planet mirip bumi di sekitar bintang seperti Matahari, dengan Keck, akan segera mungkin untuk mempelajari atmosfer yang disebut planet 'super-Bumi' yang ditemukan di sekitar bintang bermassa rendah terdekat, banyak dari yang tidak transit, "kata Caltech profesor kosmokimia dan ilmu-ilmu planet Geoffrey Blake. "Teleskop masa depan seperti James Webb Space Telescope dan Thirty Meter Telescope (TMT) akan memungkinkan kita untuk memeriksa planet yang jauh lebih dingin yang lebih jauh dari bintang inangnya dan di mana air cair lebih mungkin ada."
Temuan ini dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan dalam versi online 24 Februari 2014The Astrophysical Journal Letters.
Sumber: Siaran pers Caltech dan EurekAlert.
