WASP-18b Membekap Stratosfer Tanpa Kandungan Air

Tim ilmuwan yang dipimpin oleh NASA menentukan WASP-18b, eksoplanet “Jupiter panas” yang terletak 325 tahun cahaya dari Bumi, memiliki stratosfer yang sarat dengan karbon monoksida, atau CO, tanpa kandungan air.
Kredit: Pusat Penerbangan Antariksa NASA

Satu tim ilmuwan yang dipimpin oleh NASA telah menemukan bukti bahwa eksoplanet raksasa WASP-18b, terbungkus stratosfer yang seutuhnya dibekap karbon monoksida tanpa kandungan air. Temuan dihasilkan melalui analisis terbaru berdasarkan observasi Teleskop Antariksa Hubble dan Spitzer NASA.

Pembentukan stratosfer di atmosfer planet dikaitkan dengan molekul mirip “tabir surya”, yang menyerap ultraviolet dan radiasi lain dari bintang induk, untuk kemudian melepaskan energi tersebut sebagai panas. Studi terbaru menunjukkan bahwa “Jupiter panas” WASP-18b, sebuah planet masif yang mengorbit sangat dekat dari bintang induk, memiliki komposisi yang tidak biasa. Planet raksasa ini diperkirakan terbentuk melalui proses yang sangat berbeda dari bagaimana Jupiter dan raksasa gas lainnya terbentuk dalam sistem planet.

“Komposisi WASP-18b menentang semua prediksi,” kata penulis utama makalah studi Kyle Sheppard dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, yang telah mempublikasikan makalah di Astrophysical Journal Letters. “Kami tidak pernah menemukan ada eksoplanet lain yang karbon monoksidanya mendominasi lapisan teratas atmosfer.”

Di Bumi, ozon menyerap ultarviolet di lapisan stratosfer, melindungi dunia kita dari radiasi berbahaya Matahari. Untuk segelintir eksoplanet yang memiliki stratosfer, penyerap ultraviolet biasanya adalah molekul seperti titanium oksida, kerabat dekat titanium dioksida, yang digunakan di Bumi sebagai bahan baku untuk membuat pigmen cat dan tabir surya.

Para periset menganalisis arsip data WASP-18b yang terletak 325 tahun cahaya dari Bumi, sebagai bagian dari survei untuk menemukan eksoplanet dengan lapisan stratosfer. Planet kelas berat dengan massa hingga 10 kali Jupiter, telah diamati berulang kali, dan menyediakan data yang relatif besar bagi para astronom. Penelitian ini menganalisis lima fenomena gerhana dari arsip data Hubble dan Spitzer.

Cahaya yang dipancarkan oleh atmosfer planet pada panjang gelombang inframerah, memungkinkan tim untuk mengidentifikasi karakteristik spektral air dan beberapa molekul penting lainnya. Analisis menunjukkan keistimewaan WASP-18b yang tidak menyerupai eksoplanet lain yang telah dipelajari sejauh ini. Untuk menentukan komposisi WASP-18b, tim melakukan pemodelan komputer secara ekstensif.

“Satu-satunya penjelasan yang konsisten dengan data adalah melimpahnya karbon monoksida dan uap air yang sangat sedikit di atmosfer WASP-18b, selain keberadaan lapisan stratosfer,” jelas rekan penulis makalah studi Nikku Madhusudhan dari Universitas Cambridge. “Kombinasi yang langka ini membuka jendela baru demi pemahaman proses fisikokimia di atmosfer eksoplanet.”

Hasil studi menunjukkan WASP-18b memiliki karbon monoksida panas di lapisan stratosfer dan karbon monoksida dingin di bawah lapisan stratosfer, atau troposfer. Tim menentukannya melalui deteksi dua jenis jejak karbon monoksida, yaitu jejak penyerapan pada panjang gelombang sekitar 1,6 mikrometer dan tanda emisi sekitar 4,5 mikrometer. Inilah pertama kalinya para periset mendeteksi dua karakteristik pada satu jenis molekul di atmosfer eksoplanet.

Secara teori, hasil observasi hanya dapat dijelaskan oleh karbon dioksida yang memiliki karakteristik serupa. Tim membuat kesimpulan ini, karena jika ada cukup molekul oksigen untuk membentuk karbon dioksida, maka atmosfer seharusnya mengandung uap air. Untuk menghasilkan karakteristik spektral semacam itu, lapisan teratas atmosfer WASP-18b seharusnya sarat dengan karbon monoksida. Dibandingkan Jupiter panas lainnya, atmosfer WASP-18b kemungkinan mengandung 300 kali lipat "logam", atau unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium. Unsur logam yang sangat tinggi ini sekaligus mengindikasikan WASP-18b mungkin telah mengumpulkan sejumlah besar es padat selama proses pembentukannya, menunjukkan bagaimana ia tidak terbentuk serupa dengan Jupiter panas lainnya.

“Peluncuran Teleskop Antariksa James Webb dan jajaran observatorium berbasis antariksa masa depan, akan memberikan kita kesempatan untuk menindaklanjuti studi dengan instrumen yang lebih kuat, sembari terus mengeksplorasi eksoplanet menakjubkan di luar sana,” pungkas penulis kedua makalah studi Avi Mandell.

Ditulis oleh: Elizabeth Zubritsky, Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, www.nasa.gov, editor: Karl Hille

Sumber: WASP-18b Has Smothering Stratosphere Without Water

#terimakasihgoogle