Eksoplanet beriklim sedang LHS 1140 b mungkin merupakan dunia yang seluruhnya tertutup es (kiri) mirip dengan bulan Jupiter, Europa, atau mungkin merupakan dunia es dengan samudra subbintang cair dan atmosfer berawan (tengah). LHS 1140 b berukuran 1,7 kali ukuran planet Bumi kita (kanan) dan merupakan eksoplanet zona layak huni paling menjanjikan yang pernah ditemukan dalam pencarian air cair di luar Tata Surya. Kredit: Benoit Gougeon, Université de Montréal
Sebuah tim astronom telah membuat penemuan menarik tentang iklim sedang planet ekstrasurya LHS 1140 b: bisa jadi merupakan “super-Bumi” yang menjanjikan yang ditutupi es atau air.
LHS 1140 b, yang pernah dianggap sebagai planet mini,Neptunussekarang dianggap sebagai kemungkinan Bumi super dengan atmosfer kaya nitrogen, seperti yang disarankan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb data. Karena berada di zona layak huni, mungkin kondisinya mendukung keberadaan air cair, sehingga menjadikannya fokus utama untuk studi astrobiologi di masa mendatang.
Ketika pertama kali ditemukan, para astronom berspekulasi bahwa exoplanet LHS 1140 b mungkin merupakan mini-Neptunus. Ini berarti bahwa planet ini pada dasarnya adalah planet gas, tetapi ukurannya sangat kecil dibandingkan dengan Neptunus. Namun, setelah menganalisis data dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) yang dikumpulkan pada bulan Desember 2023 — dikombinasikan dengan data sebelumnya dari teleskop luar angkasa lain seperti Spitzer, Hubble, dan TES — para ilmuwan telah sampai pada kesimpulan yang sangat berbeda.
Terletak sekitar 48 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Cetus, LHS 1140 b tampaknya menjadi salah satu exoplanet yang paling menjanjikan di zona layak huni bintangnya, yang berpotensi memiliki atmosfer dan bahkan lautan berisi air cair. Hasil penemuan oleh para astronom Université de Montréal ini tersedia di ArXiv dan akan segera dipublikasikan di Itu Surat Jurnal Astrofisika.
Sebagai teleskop antariksa tercanggih saat ini, Teleskop Antariksa James Webb unggul dalam studi eksoplanet. Teknologi mutakhirnya memungkinkan para astronom untuk menyelidiki atmosfer dunia yang jauh, menganalisis komposisinya, dan menilai potensinya untuk mendukung kehidupan. Kredit: Northrup Grumman
LHS 1140 b, sebuah eksoplanet yang mengorbit bintang katai merah bermassa rendah yang kira-kira seperlima ukuran Matahari, telah memikat para ilmuwan karena menjadi salah satu eksoplanet terdekat dengan Tata Surya kita yang terletak di dalam zona layak huni bintangnya. Eksoplanet yang ditemukan di “Zona Goldilocks” ini memiliki suhu yang memungkinkan air berada di dalamnya dalam bentuk cair — air cair merupakan elemen penting bagi kehidupan seperti yang kita ketahui di Bumi.
Awal tahun ini, para peneliti yang dipimpin oleh Charles Cadieux, seorang mahasiswa Ph.D. di Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) UdeM yang diawasi oleh profesor René Doyon, melaporkan perkiraan massa dan radius baru untuk LHS 1140 b dengan ketepatansebanding dengan planet TRAPPIST-1 yang terkenal: 1,7 kali ukuran Bumi dan 5,6 kali massanya.
Charles Cadieux, mahasiswa Ph.D. di Trottier Institute for Research on Exoplanets dan Université de Montréal, adalah penulis utama makalah ini. Kredit: Courtesy
Salah satu pertanyaan penting tentang LHS 1140 b adalah apakah planet ini merupakan eksoplanet tipe mini-Neptunus (raksasa gas kecil dengan atmosfer tebal yang kaya hidrogen) atau super-Bumi (planet berbatu yang lebih besar dari Bumi). Skenario terakhir ini mencakup kemungkinan adanya apa yang disebut “dunia Hycean” dengan lautan cair global yang diselimuti oleh atmosfer kaya hidrogen yang akan menunjukkan sinyal atmosfer yang jelas yang dapat diamati menggunakan Teleskop Webb yang canggih.
Melalui proses yang sangat kompetitif, tim astronom memperoleh “waktu diskresioner direktur” (DDT) yang berharga di Webb Desember lalu, di mana dua transit LHS 1140 b diamati dengan instrumen NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) buatan Kanada. Program DDT ini merupakan yang kedua yang didedikasikan untuk mempelajari eksoplanet dalam hampir dua tahun operasi Webb, yang menggarisbawahi pentingnya dan dampak potensial dari temuan ini.
Analisis pengamatan ini secara tegas mengesampingkan skenario mini-Neptunus, dengan bukti menarik yang menunjukkan bahwa exoplanet LHS 1140 b adalah super-Bumi yang bahkan mungkin memiliki atmosfer yang kaya nitrogen. Jika hasil ini dikonfirmasi, LHS 1140 b akan menjadi planet beriklim sedang pertama yang menunjukkan bukti adanya atmosfer sekunder, yang terbentuk setelah pembentukan awal planet tersebut.
Perkiraan berdasarkan semua data yang terkumpul mengungkapkan bahwa LHS 1140 b kurang padat daripada yang diharapkan untuk planet berbatu dengan komposisi mirip Bumi, yang menunjukkan bahwa 10 hingga 20 persen massanya mungkin terdiri dari air. Penemuan ini menunjukkan bahwa LHS 1140 b merupakan dunia air yang menarik, yang mungkin menyerupai planet bola salju atau es dengan potensi lautan cair di titik sub-bintang, area permukaan planet yang akan selalu menghadap bintang induk sistem karena rotasi sinkron yang diharapkan dari planet tersebut (seperti Bulan Bumi).
René Doyon. Kredit: Amélie Philibert, Universitas Montreal
“Dari semua eksoplanet beriklim sedang yang diketahui saat ini, LHS 1140 b bisa jadi merupakan peluang terbaik kita untuk suatu hari nanti secara tidak langsung mengonfirmasi keberadaan air cair di permukaan dunia asing di luar Tata Surya kita,” kata Cadieux, penulis utama studi baru tersebut. “Ini akan menjadi tonggak penting dalam pencarian eksoplanet yang berpotensi layak huni.”
Meskipun masih berupa hasil sementara, keberadaan atmosfer kaya nitrogen di LHS 1140 b menunjukkan bahwa planet tersebut telah mempertahankan atmosfer yang cukup besar, sehingga menciptakan kondisi yang mungkin mendukung keberadaan air cair. Penemuan ini mendukung skenario dunia air/bola salju sebagai yang paling masuk akal.
Model terkini menunjukkan bahwa jika LHS 1140 b memiliki atmosfer seperti Bumi, maka planet ini akan menjadi planet bola salju dengan samudra luas yang berdiameter sekitar 4.000 kilometer, setara dengan setengah luas permukaan Samudra Atlantik. Suhu permukaan di pusat samudra asing ini bahkan bisa mencapai 20 derajat Celsius.
Potensi atmosfer LHS 1140 b dan kondisi yang mendukung keberadaan air cair menjadikannya kandidat yang luar biasa untuk studi kelayakhunian di masa mendatang. Planet ini memberikan peluang unik untuk mempelajari dunia yang dapat mendukung kehidupan, mengingat posisinya di zona layak huni bintangnya dan kemungkinan memiliki atmosfer yang dapat menahan panas dan mendukung iklim yang stabil.
Konfirmasi keberadaan dan komposisi atmosfer LHS 1140 b serta perbedaan antara skenario planet bola salju dan planet samudra bull’s-eye memerlukan pengamatan lebih lanjut. Tim peneliti telah menekankan perlunya pengukuran transit dan gerhana tambahan dengan Teleskop Webb, dengan fokus pada sinyal spesifik yang dapat mengungkap keberadaan karbon dioksida. Fitur ini penting untuk memahami komposisi atmosfer dan mendeteksi potensi gas rumah kaca yang dapat mengindikasikan kondisi layak huni di eksoplanet tersebut.
“Mendeteksi atmosfer mirip Bumi di planet beriklim sedang mendorong kemampuan Webb hingga batas maksimal – hal itu mungkin dilakukan; kita hanya butuh banyak waktu pengamatan,” kata Doyon, yang juga merupakan peneliti utama instrumen NIRISS. “Petunjuk terkini tentang atmosfer yang kaya nitrogen memerlukan konfirmasi dengan lebih banyak data. Kita butuh setidaknya satu tahun pengamatan lagi untuk memastikan bahwa LHS 1140 b memiliki atmosfer, dan kemungkinan dua atau tiga tahun lagi untuk mendeteksi karbon dioksida.” Menurut Doyon, Teleskop Webb kemungkinan harus mengamati sistem ini pada setiap kesempatan yang memungkinkan selama beberapa tahun untuk menentukan apakah LHS 1140 b memiliki kondisi permukaan yang layak huni.
Mengingat visibilitas LHS 1140 b yang terbatas dengan Webb — hanya maksimal delapan kunjungan per tahun yang mungkin dilakukan — para astronom akan memerlukan beberapa tahun pengamatan untuk mendeteksi karbon dioksida dan mengonfirmasi keberadaan air cair di permukaan planet tersebut.
Referensi: “Spektroskopi Transmisi Eksoplanet Zona Layak Huni LHS 1140 b dengan JWST/NIRISS” oleh Charles Cadieux, René Doyon, Ryan J. MacDonald, Martin Turbet, Étienne Artigau, Olivia Lim, Michael Radica, Thomas J. Fauchez, Salma Salhi, Lisa Dang, Loïc Albert, Louis-Philippe Coulombe, Nicolas B. Cowan, David Lafrenière, Alexandrine L’Heureux, Caroline Piaulet, Björn Benneke, Ryan Cloutier, Benjamin Charnay, Neil J. Cook, Marylou Fournier-Tondreau, Mykhaylo Plotnykov, Diana Valencia, Diterima, Surat Jurnal Astrofisika.
arXiv:2406.15136
Cadieux adalah mahasiswa doktoral di Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) Université de Montréal.
Peneliti iREx lain yang berkontribusi pada makalah ini adalah René Doyon (UdeM), Étienne Artigau (UdeM), Olivia Lim (UdeM), Michael Radica (UdeM), Salma Salhi (UdeM), Lisa Dang (UdeM), Loïc Albert (UdeM) , Louis-Philippe Coulombe (UdeM), Nicolas Cowan (McGill), David Lafrenière (UdeM), Alexandrine L’Heureux (UdeM), Caroline Piaulet-Ghorayeb (UdeM), Björn Benneke (UdeM), Neil Cook (UdeM), dan Marylou Fournier-Tondreau (UdeM dan Universitas Oxford). Kontributor tambahan berasal dari Universitas Michigan, Pusat Penelitian Ilmiah Nasional (Perancis), NASA Goddard Space Flight Center, American University, McGill University, McMaster University, dan University of Toronto. Cadieux dan tim UdeM mengucapkan terima kasih atas dukungan finansial dari Badan Antariksa Kanada untuk penelitian ini.
RisalahPos.com Network