GJ 436b, Planet dengan Awan Hidrogen Behemoth Mirip Komet

Kredit: NASA, ESA, G. Bacon (STScI) dan D. Ehrenreich (Observatorium Universitas Jenewa)

Menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA, satu tim astronom telah menemukan awan hidrogen raksasa yang dijuluki “The Behemoth” atau atmosfer berdarah planet. Julukan yang tidak biasa ini diberikan karena memang ukuran fitur hidrogen raksasa mirip komet pada planet sekitar 50 kali lebih besar daripada bintang induk. Hidrogen menguap dari planet hangat seukuran Neptunus karena radiasi ekstrem dari bintang induk.

Fenomena langka seperti ini baru pertama kali ditemukan. Mengingat ukuran planet yang sebenarnya relatif kecil, studi Hubble menawarkan petunjuk terkait proses pembentukan planet tipe “Bumi super panas” (versi Bumi berukuran besar, masif, panas dan berbatu) di sekitar bintang melalui penguapan lapisan hidrogen terluarnya.

“Awan ini sangat spektakuler, meskipun tingkat penguapan saat ini dianggap tidak mengancam planet,” jelas penanggung jawab studi David Ehrenreich dari Observatorium Universitas Jenewa di Swiss. “Tapi kita tahu, bintang induk redup tipe katai merah lebih aktif di masa lalu. Berarti planet menguap lebih cepat selama miliaran tahun pertama sejak terbentuk. Secara keseluruhan, kami memperkirakan planet mungkin telah kehilangan 10 persen atmosfernya.”

Planet yang diberi kode GJ 436b dianggap sebagai “Neptunus Hangat”, mengingat ukurannya setara Neptunus di tata surya namun jaraknya lebih dekat dengan bintang induk daripada jarak Neptunus-Matahari. Meskipun dianggap tidak berbahaya, aktivitas bintang induk berpotensi menguapkan dan melucuti atmosfer hingga mengekspos inti berbatu planet. GJ 436b dapat menjelaskan asal usul planet tipe “Bumi super panas” yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induk.

Fotometri Transit GJ 436b.
Diagram anomali kurva cahaya yang dihasilkan awan hidrogen raksasa mirip komet “The Behemoth” dari eksoplanet GJ 436b saat melintas di depan bintang induk.
Kredit: NASA, ESA, dan A. Feild (STScI)

Planet terestrial nan panas ini ditemukan oleh dua teleskop antariksa, Kepler milik NASA dan Convection Rotation and Planetary Transits (CoRoT) kolaborasi antara Badan Antariksa Prancis (CNES), ESA (Badan Antariksa Eropa) dan beberapa mitra internasional lainnya.

Planet Bumi super panas mungkin adalah sisa-sisa planet masif yang telah kehilangan atmosfer gas tebal karena jenis penguapan serupa yang dialami GJ 436b.

Karena lapisan atmosfer Bumi memblokir sebagian besar sinar ultraviolet, para astronom membutuhkan keampuhan visi ultraviolet dan presisi tangguh Hubble untuk menemukan “The Behemoth”.

“Anda harus menggunakan mata tajam Hubble,” ujar Ehrenreich. “Anda tidak akan bisa melihatnya dalam spektrum cahaya kasat mata. Setelah beralih ke visi ultraviolet Hubble, seperti transformasi, planet tersebut sungguh mengerikan.”

Dalam orientasi sudut pandang edge-on (tampak samping), GJ 436b bisa diamati ketika melintas di depan bintang induk. Para astronom juga melihat cahaya bintang yang dikaburkan oleh awan hidrogen “The Behemoth” di sekitar planet.

Tim menduga awan gas sebesar itu bisa muncul di sekitar planet karena tidak dipanaskan dengan cepat dan tersapu oleh tekanan radiasi dari bintang katai merah yang relatif dingin. Inilah yang menyebabkan awan bertahan begitu lama.

Makalah ilmiah yang melaporkan studi GJ 436b telah dipublikasikan di jurnal Nature edisi 25 Juni.

Diagram yang menunjukkan pemandangan sistem GJ 436.
Kredit: NASA, ESA, dan A. Feild (STScI)

Penguapan serupa mungkin juga berlangsung pada tahap awal sejarah tata surya kita, ketika Bumi memiliki atmosfer kaya hidrogen yang menghilang dalam waktu antara 100-500 juta tahun. Berarti Bumi dulu mungkin pernah memiliki ekor mirip komet, bahkan penguapan serupa bisa terjadi pada atmosfer Bumi ketika Matahari membengkak menjadi bintang raksasa merah dan mendidihkan atmosfer Bumi, sebelum menelan planet kita sepenuhnya.

GJ 436b berada sangat dekat dengan bintang induk, kurang dari 3 juta mil dan mengorbit satu kali mengitari bintang induk hanya dalam waktu 2,6 hari Bumi. Sangat dekat dan cepat! Sebagai perbandingan, jarak Bumi-Matahari adalah 93 juta mil dan Bumi mengorbit Matahari setiap 365,24 hari. GJ 436b setidaknya berusia 6 miliar tahun, bahkan mungkin dua kali lipat dari umur minimal itu. Dengan massa sekitar 23 Bumi, GJ 436b terletak 30 tahun cahaya dari Bumi, relatif dekat menurut skala jarak astronomi.

Penemuan “The Behemoth” berpotensi mengubah total karakterisasi atmosfer seluruh populasi planet seukuran Neptunus dan Bumi super dalam observasi ultraviolet. Ehrenreich berharap para astronom lain akan segera menemukan ribuan eksoplanet serupa dalam beberapa tahun mendatang.

Teknik ultraviolet yang diterapkan dalam studi juga dapat menemukan jejak lautan yang menguap di planet seukuran Bumi. Menjadi tantangan tersendiri bagi para astronom untuk mengamati proses penguapan air secara langsung di dunia-dunia asing, karena berlangsung terlalu rendah di lapisan atmosfer yang tidak bisa ditembus teleskop. Namun ketika molekul air diurai oleh radiasi bintang menjadi hidrogen dan oksigen, atom hidrogen yang relatif ringan cenderung meloloskan diri ke luar angkasa. Jika para astronom dapat mengamati penguapan hidrogen dari sebuah planet beriklim dan kurang masif daripada GJ 436b, itulah sinyal lautan di permukaan planet.

Ditulis oleh: Staf hubblesite.org

Sumber: Hubble Sees a ‘Behemoth’ Bleeding Atmosphere Around a Warm Neptune-Sized Exoplanet

#terimakasihgoogle