Mengumpulkan informasi terperinci tentang exoplanet sangat sulit. Tetapi sekarang sebuah tim yang menggunakan teknologi mutakhir di Observatorium Keck telah melakukan lompatan besar dalam pengamatan planet ekstrasurya dan telah mendeteksi air di atmosfer sebuah planet 179 tahun cahaya jauhnya.
Tata surya di jantung fitur ini bintang yang disebut HR 8799, dan planet-planetnya: HR 8799 b, c, d, dan e. Sistem ini berjarak 179 tahun cahaya di konstelasi Pegasus. Bintang itu sendiri adalah bintang urutan utama berusia 30 juta tahun. Ini terkenal karena sejumlah alasan, termasuk properti bintang anehnya sendiri. Tapi itu penting karena alasan penting lainnya. Pada 2008, para ilmuwan mengumumkan bahwa mereka secara langsung mengamati tiga exoplanet di sekitar bintang — HR 8799b, c, dan d — menggunakan teleskop Keck dan Gemini. Kemudian pada 2010 mereka mengumumkan penemuan planet keempat, HR 8799 e.
Pengumuman terbaru ini didasarkan pada karya sebelumnya dari 2008, dan para astronom di belakang penelitian ini menyebut pengumuman terbaru sebagai 'batu loncatan' dalam perjalanan menuju gambar-gambar yang lebih baik dan lebih baik dari planet ekstrasurya.
Pengamatan baru dari HR 8799 c, pertama kali diamati pada tahun 2008. Ini adalah planet gas raksasa muda sekitar 7 kali massa Jupiter yang mengorbit bintangnya setiap 200 tahun. Pengamatan langsung dengan pencitraan baru ini mengkonfirmasi keberadaan air di atmosfer, dan mengkonfirmasi kekurangan metana.
"Jenis teknologi ini persis apa yang ingin kita gunakan di masa depan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di planet mirip Bumi." - Dimitri Mawet, penulis studi, Caltech dan JPL.
Pengamatan baru ini muncul dari kombinasi kuat dari dua teknologi teleskop di Keck. Yang pertama adalah optik adaptif. Optik adaptif menangkal efek kabur dari atmosfer Bumi. Yang kedua adalah spektrometer pada teleskop Keck 2 yang disebut Near-Infrared Cryogenic Echelle Spectrograph (NIRSPEC), sebuah spektrometer resolusi tinggi yang bekerja dalam cahaya inframerah.
“Jenis teknologi ini persis apa yang ingin kita gunakan di masa depan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di planet mirip Bumi. Kami belum ada di sana tetapi kami sedang bergerak maju, "kata Dimitri Mawet, seorang profesor astronomi di Caltech dan seorang ilmuwan penelitian di JPL, yang dikelola Caltech untuk NASA, dan rekan penulis studi yang mempresentasikan temuan ini.
Temuan baru ini diterbitkan dalam Jurnal Astronomi. Penulis utamanya adalah Ji Wang, sebelumnya seorang sarjana postdoctoral di Caltech dan sekarang menjadi asisten profesor di Ohio State University.
Sejauh ini, para astronom telah secara langsung mencitrakan lebih dari selusin exoplanet. Sistem HR 8799 adalah sistem multi-planet pertama yang dicitrakan langsung. Tetapi gambar hanyalah langkah pertama dalam penelitian ini.
Setelah diambil, gambar dapat dianalisis untuk komposisi kimia di atmosfer mereka. Di sinilah spektroskopi masuk. Dalam hal ini, kemampuan NIRSPEC yang disempurnakan adalah kuncinya.
NIRSPEC adalah instrumen pada teleskop Keck 2 yang beroperasi pada L-band inframerah. L-band adalah jenis cahaya inframerah dengan panjang gelombang sekitar 3,5 mikrometer, dan wilayah spektrum dengan banyak sidik jari kimia rinci. "L-band sebagian besar telah diabaikan sebelumnya karena langit lebih cerah pada panjang gelombang ini," kata Mawet. "Jika kamu adalah orang asing dengan mata yang tertuju pada L-band, kamu akan melihat langit yang sangat cerah. Sulit untuk melihat exoplanet melalui tabir ini. "
Dengan menggabungkan spektograf L-band dengan optik adaptif, mereka mengatasi kesulitan mengamati planet yang cahayanya hampir tenggelam oleh bintangnya. Mereka mampu melakukan pengukuran yang tepat terhadap planet ini, mengkonfirmasi keberadaan air dan tidak adanya metana.
"Saat ini, dengan Keck, kita sudah dapat belajar tentang fisika dan dinamika planet-planet eksotis raksasa ini, yang tidak seperti planet tata surya kita sendiri," kata Wang.
"Kami sekarang lebih yakin tentang kekurangan metana di planet ini," kata Wang. "Ini mungkin karena pencampuran di atmosfer planet ini. Metana, yang kita harapkan ada di permukaan, dapat diencerkan jika proses konveksi memunculkan lapisan planet yang lebih dalam yang tidak memiliki metana. "
Tim Mawet sudah bersiap untuk instrumen berikutnya dan terbaru di Keck Observatory. Itu disebut KPIC, (Keck Planet Imager dan Characterizer). KPIC akan menggunakan optik adaptif dan spektroskopi, tetapi untuk efek yang lebih baik. Dengan KPIC, para astronom akan dapat membayangkan planet-planet yang bahkan lebih redup, dan lebih dekat dengan bintang mereka daripada HR 8799c.
Dan masa depan bahkan lebih cerah untuk pencitraan planet ekstrasurya. Teknologi di balik optik adaptif dan spektroskopi yang membantu mencitrakan planet ini akan digunakan pada teleskop masa depan kita.
"KPIC adalah batu loncatan untuk instrumen Teleskop Thirty Meter masa depan kami," kata Mawet. "Untuk saat ini, kami belajar banyak tentang berbagai cara pembentukan planet di alam semesta kita."
- Siaran Pers: Exoplanet stepping stones
- Makalah Penelitian: Mendeteksi Air di Atmosfer HR 8799 c dengan L-band High-dispersi Spectroscopy Dibantu oleh Optik Adaptif
- Entri Wikipedia: HR 8799
- Makalah Penelitian: Pencitraan Langsung dari Beberapa Planet yang Mengorbit Star HR 8799
- Keck Observatory: Instrumentasi Teleskop
