Citra Webb NASA temukan exoplanet dingin berjarak 12 tahun cahaya

Sebuah tim astronom internasional yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA telah mengambil gambar langsung sebuah eksoplanet yang berjarak sekitar 12 tahun cahaya dari Bumi. Planet tersebut, Epsilon Indi Ab, merupakan salah satu eksoplanet terdingin yang pernah diamati hingga saat ini.

Planet ini memiliki massa beberapa kali massa Jupiter dan mengorbit bintang tipe K Epsilon Indi A (Eps Ind A), yang usianya hampir sama dengan Matahari kita, tetapi sedikit lebih dingin. Tim mengamati Epsilon Indi Ab menggunakan koronagraf pada MIRI (Instrumen Inframerah Menengah) milik Webb. Hanya beberapa puluh eksoplanet yang telah dicitrakan secara langsung sebelumnya oleh observatorium berbasis ruang angkasa dan darat.

Gambar A: Exoplanet Epsilon Indi Ab

“Pengamatan kami sebelumnya terhadap sistem ini merupakan pengukuran bintang yang lebih tidak langsung, yang sebenarnya memungkinkan kami untuk melihat sebelumnya bahwa kemungkinan ada planet raksasa di sistem ini yang menarik bintang tersebut,” kata anggota tim Caroline Morley dari Universitas Texas di Austin. “Itulah sebabnya tim kami memilih sistem ini untuk diamati pertama kali dengan Webb.”

“Penemuan ini menarik karena planet ini sangat mirip dengan Jupiter — sedikit lebih hangat dan lebih masif, tetapi lebih mirip dengan Jupiter dibandingkan planet lain yang pernah dipotret sejauh ini,” imbuh penulis utama Elisabeth Matthews dari Institut Astronomi Max Planck di Jerman.

Eksoplanet yang sebelumnya telah dicitrakan cenderung merupakan eksoplanet termuda dan terpanas yang masih memancarkan sebagian besar energi sejak pertama kali terbentuk. Saat planet mendingin dan menyusut selama masa hidupnya, planet tersebut menjadi jauh lebih redup dan karenanya lebih sulit untuk dicitrakan.

Sistem Tata Surya Analog

“Planet dingin sangat redup, dan sebagian besar emisinya berada di inframerah menengah,” jelas Matthews. “Webb sangat cocok untuk melakukan pencitraan inframerah menengah, yang sangat sulit dilakukan dari Bumi. Kami juga membutuhkan resolusi spasial yang baik untuk memisahkan planet dan bintang dalam gambar kami, dan cermin Webb yang besar sangat membantu dalam aspek ini.”

Epsilon Indi Ab adalah salah satu eksoplanet terdingin yang dapat dideteksi secara langsung, dengan perkiraan suhu 35 derajat Fahrenheit (2 derajat Celsius) — lebih dingin daripada planet lain yang dicitrakan di luar tata surya kita, dan lebih dingin daripada semua kecuali satu katai coklat yang mengambang bebas. Planet ini hanya sekitar 180 derajat Fahrenheit (100 derajat Celsius) lebih hangat daripada raksasa gas di tata surya kita. Ini memberikan kesempatan langka bagi para astronom untuk mempelajari komposisi atmosfer analog tata surya yang sebenarnya.

“Para astronom telah membayangkan planet-planet di sistem ini selama beberapa dekade; planet-planet fiksi yang mengorbit Epsilon Indi telah menjadi lokasi episode-episode Star Trek, novel-novel, dan permainan video seperti Halo,” imbuh Morley. “Sungguh mengasyikkan untuk benar-benar melihat sendiri sebuah planet di sana, dan mulai mengukur sifat-sifatnya.”

Tidak Sesuai Prediksi

Epsilon Indi Ab merupakan eksoplanet terdekat kedua belas yang diketahui hingga saat ini dengan Bumi dan planet terdekat yang lebih masif daripada Jupiter. Tim sains memilih untuk mempelajari Eps Ind A karena sistem tersebut menunjukkan petunjuk adanya kemungkinan benda angkasa menggunakan teknik yang disebut kecepatan radial, yang mengukur goyangan maju mundur bintang induk di sepanjang garis pandang kita.

“Meskipun kami berharap dapat mengambil gambar sebuah planet di sistem ini, karena ada indikasi kecepatan radial atas keberadaannya, planet yang kami temukan bukanlah yang kami prediksi,” ungkap Matthews. “Massanya sekitar dua kali lebih besar, sedikit lebih jauh dari bintangnya, dan memiliki orbit yang berbeda dari yang kami perkirakan. Penyebab perbedaan ini masih menjadi pertanyaan terbuka. Atmosfer planet tersebut juga tampak sedikit berbeda dari prediksi model. Sejauh ini kami hanya memiliki beberapa pengukuran fotometrik atmosfer, yang berarti sulit untuk menarik kesimpulan, tetapi planet tersebut lebih redup dari yang diperkirakan pada panjang gelombang yang lebih pendek.”

Tim tersebut yakin bahwa ini mungkin berarti ada metana, karbon monoksida, dan karbon dioksida dalam jumlah signifikan di atmosfer planet tersebut yang menyerap gelombang cahaya yang lebih pendek. Ini mungkin juga menunjukkan atmosfer yang sangat berawan.

Pencitraan langsung eksoplanet sangat berharga untuk karakterisasi. Para ilmuwan dapat langsung mengumpulkan cahaya dari planet yang diamati dan membandingkan kecerahannya pada panjang gelombang yang berbeda. Sejauh ini, tim sains hanya mendeteksi Epsilon Indi Ab pada beberapa panjang gelombang, tetapi mereka berharap dapat meninjau kembali planet tersebut dengan Webb untuk melakukan pengamatan fotometrik dan spektroskopi di masa mendatang. Mereka juga berharap dapat mendeteksi planet serupa lainnya dengan Webb untuk menemukan kemungkinan tren tentang atmosfernya dan bagaimana objek-objek ini terbentuk.

Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman milik NASA yang akan datang akan menggunakan koronagraf untuk menunjukkan teknologi pencitraan langsung dengan memotret planet-planet mirip Jupiter yang mengorbit bintang-bintang mirip Matahari – sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya. Hasil ini akan membuka jalan bagi misi-misi mendatang untuk mempelajari planet-planet yang lebih mirip Bumi.

Hasil ini diambil dengan program Webb Cycle 1 General Observer 2243 dan telah dipublikasikan dalam jurnal Alam.

Teleskop Luar Angkasa James Webb adalah observatorium sains luar angkasa terkemuka di dunia. Webb memecahkan misteri di tata surya kita, melihat ke luar ke dunia-dunia yang jauh di sekitar bintang-bintang lain, dan menyelidiki struktur dan asal-usul alam semesta kita yang misterius serta tempat kita di dalamnya. Webb adalah program internasional yang dipimpin oleh NASA bersama mitranya, ESA (Badan Antariksa Eropa) dan CSA (Badan Antariksa Kanada).