Para astronom telah mengungkapkan foto pertama sebuah planet ekstrasurya yang diambil oleh James Webb Space Telescope (JWST) NASA. Gambar menunjukkan gumpalan terang dunia tujuh kali lebih berat dari Jupiter yang mengorbit bintang hampir 400 tahun cahaya. Hasil terobosan ini adalah yang terbaru dari serangkaian temuan awal planet ekstrasurya dari teleskop, dan uji teknologi yang akan memungkinkan pencitraan langsung planet mirip Bumi oleh teleskop ruang angkasa di masa depan.
“Ini menggembirakan,” kata Aaryn Carter, seorang astronom di University of California, Santa Cruz, dan bagian dari tim yang memproses gambar tersebut. “Hasilnya, sejujurnya, luar biasa.”
JWST, teleskop puluhan tahun dalam pembuatan yang diluncurkan pada Desember 2021 dan sekarang mengapung satu juta mil dari Bumi, mulai beroperasi penuh musim panas ini. Sudah, ia telah mengamati galaksi-galaksi jauh pada awal alam semesta dan mengambil pemandangan Yupiter yang sangat indah, antara hasil awal lainnya. Para astronom mengatakan teleskop juga berkinerja 10 kali lebih baik dari yang diharapkan dalam mengamati planet ekstrasurya.
Gambar baru, dijelaskan dalam kertas pendamping diposting online tadi malam, berasal dari sebuah tim dipimpin oleh ahli astrofisika Sasha Hinkley di Universitas Exeter di Inggris. Para peneliti mengarahkan JWST ke bintang yang berputar cepat HIP 65426, di mana sebuah planet sudah diketahui keberadaannya; instrumen SPHERE pada Teleskop Sangat Besar di Chili terlebih dahulu difoto planet tersebut pada tahun 2017. Tim Hinkley berusaha menguji dan mengkarakterisasi kemampuan JWST untuk melihat planet yang disebut HIP 65426 b.
Para astronom telah secara langsung mencitrakan sekitar dua lusin exoplanet, tetapi JWST akan sangat memperluas kemampuannya dengan menggunakan cermin heksagonal selebar 6.5 meter, mengungguli observatorium berbasis darat. “Ini adalah momen yang menjanjikan,” kata Bruce Macintosh, seorang astrofisikawan dan direktur baru dari University of California Observatories.
Raksasa Muda Panas
Untuk memotret HIP 65426 b, JWST memblokir cahaya bintang induknya menggunakan topeng kecil dikenal sebagai koronagraf. Ini mengungkapkan planet yang mengorbit, yang ribuan kali lebih redup, seperti "kunang-kunang di sekitar lampu sorot," kata Hinkley.
HIP 65426 b mengorbit sekitar 100 kali lebih jauh dari bintangnya daripada Bumi dari matahari, membutuhkan waktu 630 tahun untuk menyelesaikan orbitnya. Jarak ini berarti lebih mudah untuk melihat planet melawan silau bintang; itu, ditambah dengan panas ekstrem dan kecerahan planet ini — ia memiliki suhu yang sangat panas sekitar 900 derajat Celcius, demam yang tersisa dari pembentukannya hanya 14 juta tahun yang lalu — menjadikannya target utama untuk pencitraan langsung. “Suhunya mirip dengan nyala lilin,” kata Beth Biller, seorang astronom di University of Edinburgh yang ikut memimpin tim.
Ukuran dan sensitivitas JWST memungkinkannya mengumpulkan lebih banyak cahaya dari planet ini daripada yang diperoleh observatorium sebelumnya. (Fotonya terlihat lebih berbintik daripada SPHERE hanya karena JWST mengamati panjang gelombang inframerah yang lebih panjang.) Hal ini memungkinkan Hinkley, Biller dan tim mereka untuk memperbaiki perkiraan massa planet, yang mereka patok pada sekitar tujuh massa Jupiter, kurang dari perkiraan SPHERE sekitar 10 Hasil mereka juga membantu menentukan radius planet, yang 1.4 kali lipat dari Jupiter. Model sederhana dari evolusi planet tidak dapat dengan mudah menjelaskan kombinasi sifat-sifat dunia ini; Carter mencatat bahwa data baru yang tepat akan memungkinkan para ilmuwan untuk menguji model satu sama lain dan “memperketat pemahaman kita.”
Fitur permukaan HIP 65426 b tidak terlihat pada gambar, tetapi Biller mengatakan itu "mungkin akan terlihat seperti pita" seperti Jupiter, dengan sabuk yang disebabkan oleh variasi suhu dan komposisi, dan mungkin memiliki bintik-bintik di atmosfernya yang disebabkan oleh badai atau vortisitas.
Planet raksasa tidak ramah bagi kehidupan seperti yang kita kenal, tetapi planet ini mewakili kelas planet besar yang ingin dipelajari lebih lanjut oleh para ilmuwan. Jupiter mungkin memainkan peran kunci dalam memahat tata surya kita, mungkin memungkinkan kehidupan di Bumi untuk bertahan. “Akan menyenangkan mengetahui apakah itu bekerja di tata surya lain,” kata Macintosh.
Karena JWST jauh lebih stabil dari yang diperkirakan, para ilmuwan mengatakan ia seharusnya dapat memotret planet ekstrasurya yang lebih kecil dari yang diperkirakan - mungkin sekecil sepertiga massa Jupiter. “Kami dapat membayangkan hal-hal seperti Neptunus dan Uranus yang belum pernah kami gambarkan secara langsung sebelumnya,” kata Emily Rickman, seorang astronom di Space Telescope Science Institute di Maryland, yang mengoperasikan JWST.
Sekarang koronagraf JWST telah lulus uji jalan, Hinkley berpikir para astronom akan mengantre untuk menggunakannya untuk mengambil foto dunia lain. Dia berharap untuk melihat "pasti lusinan" pada akhir masa pakai teleskop. “Saya harap ini lebih seperti ratusan.”
Mengintip di Langit Jauh
Selain foto planet ekstrasurya, tim Hinkley akan mengumumkan dalam beberapa hari mendatang bahwa mereka telah menemukan serangkaian molekul di atmosfer yang diduga katai coklat - kadang-kadang dikenal sebagai "bintang gagal" - yang mengorbit bintang pendamping. Hampir 20 kali lebih berat dari Jupiter, objek tersebut memiliki massa tepat di bawah ambang batas di mana fusi bisa dimulai di intinya.
Menggunakan instrumen di JWST yang memisahkan frekuensi cahaya, sebuah proses yang disebut spektroskopi, para ilmuwan menemukan air, metana, karbon dioksida, dan natrium, semuanya terungkap pada tingkat detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. Mereka juga mendeteksi awan silika seperti asap di atmosfer kandidat katai coklat, sesuatu yang telah diisyaratkan sebelumnya pada objek semacam itu tetapi tidak pernah ditetapkan. “Dalam pikiran saya, ini adalah spektrum terbesar yang pernah diperoleh dari pendamping substellar,” kata Hinkley. “Kami belum pernah melihat yang seperti itu.”
Penemuan ini menyusul pengumuman dari minggu lalu, ketika tim astronom yang berbeda melaporkan bahwa mereka telah menggunakan JWST untuk mendeteksi karbon dioksida di sebuah planet ekstrasurya raksasa yang disebut WASP-39 b yang terletak 650 tahun cahaya dari Bumi — pertama kali gas itu terlihat di sebuah planet ekstrasurya. Mereka juga melihat molekul misterius di atmosfer. Tim yang sama juga mempelajari dua dunia raksasa lagi, dengan hasil yang diharapkan dalam beberapa bulan mendatang yang akan membantu mengumpulkan gambaran yang hampir lengkap tentang komposisi atmosfer raksasa gas seperti ini. “Itulah kekuatan James Webb,” kata Yakub Bean, seorang astronom di University of Chicago dan rekan pemimpin tim.
Pengamatan juga akan membangun "inventaris kimia" yang akan menunjukkan apa yang mungkin dideteksi JWST di langit dunia berbatu yang lebih kecil yang lebih mirip dengan Bumi, kata pemimpin tim Natalie Batalha, seorang astrofisikawan di Santa Cruz. Dia mengatakan tim berencana untuk "mendorong JWST hingga batasnya" dalam pengamatan raksasa gas mereka yang akan datang, yang akan "memberi tahu kita apa yang bisa kita lakukan di planet terestrial."
Tim lain sedang melakukan pengamatan JWST pertama dari TRAPPIS-1, bintang katai merah yang relatif dekat yang diorbit oleh tujuh dunia berbatu seukuran Bumi. Beberapa dari planet-planet ini berada di zona layak huni bintang, di mana kondisi yang mendukung air cair dan bahkan kehidupan dimungkinkan. Sementara JWST tidak dapat secara langsung mencitrakan planet, spektroskopi akan membantu mengidentifikasi gas di atmosfernya - bahkan mungkin petunjuk tentang gas yang dapat menandakan aktivitas biologis. “Yang kami inginkan adalah Bumi,” kata Macintosh.
