Brown dwarf - benda-benda yang tidak cukup planet dan tidak cukup bintang - adalah keanehan menarik yang terlalu rendah massa untuk membakar hidrogen, tetapi lebih besar daripada planet. Mereka hanya memancarkan sedikit cahaya, sehingga mereka sulit dideteksi, membuat para ilmuwan tidak yakin berapa banyak dari mereka yang mungkin ada di luar sana di galaksi kita.
Tetapi para astronom mengawasi satu kurcaci coklat yang dikenal yang disebut WISE 0855. Hanya 7,2 tahun cahaya dari Bumi, itu adalah benda paling dingin yang diketahui di luar Tata Surya kita dan nyaris tak terlihat pada panjang gelombang inframerah. Tetapi dengan beberapa teknik pengamatan spektroskopi yang licik, para astronom kini telah menentukan objek ini memiliki beberapa karakteristik yang menarik: atmosfernya penuh dengan awan uap air. Ini adalah pertama kalinya awan air terdeteksi di luar Tata Surya kita.
"Ini lima kali lebih redup daripada objek lain yang terdeteksi dengan spektroskopi berbasis-tanah pada panjang gelombang ini," kata Andrew Skemer, asisten profesor astronomi dan astrofisika di UC Santa Cruz dan penulis pertama di atas kertas pada WISE 0855 yang diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters ( kertas tersedia di arXiv di sini). “Sekarang kita memiliki spektrum, kita dapat benar-benar mulai berpikir tentang apa yang terjadi pada objek ini. Spektrum kami menunjukkan bahwa WISE 0855 didominasi oleh uap air dan awan, dengan penampilan keseluruhan yang sangat mirip dengan Jupiter. "
Nama lengkap katai coklat ini adalah WISE J085510.83-071442.5, tapi kami ada di antara teman-teman, jadi singkatnya W0855. Ini memiliki sekitar lima kali massa Jupiter dan merupakan katai coklat terdingin yang pernah terdeteksi, dengan suhu rata-rata sekitar 250 derajat Kelvin, atau minus 10 derajat F, minus 20 C. Itu membuatnya hampir sedingin Jupiter, yaitu 130 derajat Kelvin.
"WISE 0855 adalah kesempatan pertama kami untuk mempelajari objek massa planet ekstrasurya yang hampir sedingin raksasa gas kita sendiri," kata Skemer.
Skemer dan timnya menggunakan teleskop Gemini-Utara di Hawaii dan Gemini Near Infrared Spectrograph untuk mengamati WISE 0855 selama 13 malam dengan total sekitar 14 jam. Skemer adalah bagian dari tim yang mempelajari objek ini pada tahun 2014 menemukan indikasi tentatif awan air berdasarkan data fotometrik yang sangat terbatas. Skemer mengatakan memperoleh spektrum (yang memisahkan cahaya dari suatu objek menjadi panjang gelombang komponennya) adalah satu-satunya cara untuk mendeteksi komposisi molekul objek ini.
Sebuah video tentang penemuan dan penelitian WISE 0855 2014:
WISE 0855 terlalu samar untuk spektroskopi konvensional pada panjang gelombang optik atau inframerah-dekat, tetapi tim mengambil tantangan dan melihat emisi termal dari objek pada panjang gelombang di jendela sempit sekitar 5 mikron.
"Saya pikir semua orang di tim peneliti benar-benar percaya bahwa kami bermimpi berpikir kami bisa mendapatkan spektrum katai coklat ini karena pancaran panasnya sangat lemah," kata Skemer. WISE 0855, sangat keren dan pingsan sehingga banyak astronom berpikir perlu bertahun-tahun sebelum spektrum dapat diperoleh. "Saya pikir kita harus menunggu sampai Teleskop Luar Angkasa James Webb beroperasi untuk melakukan ini," kata Skemer.
Pandangan spektroskopi ini memberikan pandangan sekilas ke lingkungan atmosfer WISE 0855. Dengan data di tangan, para peneliti kemudian mengembangkan model atmosfer dari keseimbangan kimia untuk katai coklat di 250 derajat Kelvin dan menghitung spektrum yang dihasilkan di bawah asumsi yang berbeda, termasuk model berawan dan cloud-free. Model memprediksi spektrum yang didominasi oleh fitur yang dihasilkan dari uap air, dan model berawan menghasilkan yang paling cocok dengan fitur dalam spektrum WISE 0855.
Sementara spektrum objek ini sangat mirip dengan Jupiter, WISE 0855 tampaknya memiliki atmosfer yang kurang bergejolak.
"Spektrum memungkinkan kita untuk menyelidiki sifat dinamis dan kimia yang telah lama dipelajari di atmosfer Jupiter, tetapi kali ini di dunia ekstrasolar," kata Skemer.
Para ilmuwan mengatakan WISE 0855 terlihat lebih mirip dengan Jupiter daripada planet ekstrasurya yang belum ditemukan, yang sangat menarik karena misi Juno baru saja memulai penjelajahannya di dunia raksasa. Jupiter, bersama dengan planet-planet gas lain di Tata Surya kita, semuanya memiliki awan dan badai, meskipun awan Jupiter sebagian besar terbuat dari amonia dengan awan tingkat rendah yang mungkin mengandung air. Salah satu tujuan Juno adalah untuk menentukan kelimpahan air global di Jupiter.
Sumber: UC Santa Cruz, Gemini
