Hubble mendeteksi uap air di atmosfer sebuah planet ekstrasurya kecil

Dunia beruap bisa jadi merupakan contoh planet kaya air di seluruh galaksi kita

Pencarian kehidupan di luar angkasa berjalan seiring dengan pencarian air di planet yang mengorbit bintang lain. Air adalah salah satu molekul paling umum di alam semesta, dan semua kehidupan di bumi memerlukannya. Air bertindak sebagai pelarut dengan melarutkan zat dan memungkinkan reaksi kimia utama dalam sel hewan, tumbuhan, dan mikroba. Ini jauh lebih baik daripada cairan lainnya.

Para astronom terheran-heran saat menemukan bukti adanya uap air di exoplanet. Target terbarunya adalah planet GJ 9827d, yang mungkin memiliki atmosfer kaya air di sekitarnya. Planet ini hanya berukuran dua kali diameter Bumi, dan bisa menjadi contoh potensi dunia yang kaya air di tempat lain di galaksi kita. Namun tidak berencana membeli properti di GJ 9827d. Planet ini sama panasnya Venuspada 800 derajat F. Hal ini menjadikannya dunia yang sangat beruap.

Ini adalah hasil karya seniman dari planet ekstrasurya GJ 9827d, planet ekstrasurya terkecil yang uap airnya terdeteksi di atmosfernya. Planet ini bisa menjadi contoh planet potensial dengan atmosfer kaya air di tempat lain di galaksi kita. Planet yang kira-kira dua kali diameter Bumi ini mengorbit bintang katai merah GJ 9827. Ada dua planet dalam pada sistem di sebelah kiri. Bintang-bintang latar belakang digambar karena dapat dilihat dengan mata telanjang ketika melihat kembali ke arah Matahari kita. Matahari terlalu redup untuk dilihat. Bintang biru di kanan atas adalah Regulus; Bintang kuning di tengah bawah adalah Denebola; Bintang biru di kanan bawah adalah paku. Konstelasi Leo di sebelah kiri, dan konstelasi Virgo di sebelah kanan. Kedua konstelasi tersebut terdistorsi dari pandangan kita terhadap Bumi dari jarak 97 tahun cahaya. Kredit gambar: NASA, ESA, Leah Hostak (STScI), Ralph Crawford (STScI)

Teleskop Luar Angkasa Hubble menemukan uap air di atmosfer sebuah planet ekstrasurya kecil

Para astronom yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA telah mengamati planet ekstrasurya terkecil di mana uap air terdeteksi di atmosfer. GJ 9827d, dengan diameter kira-kira dua kali diameter Bumi, dapat menjadi contoh planet potensial dengan atmosfer kaya air di tempat lain di galaksi kita.

“Ini akan menjadi pertama kalinya kami dapat secara langsung menunjukkan melalui deteksi atmosfer bahwa planet-planet dengan atmosfer kaya air ini sebenarnya bisa ada di sekitar bintang lain,” kata anggota tim Björn Beneke, dari Trottier Institute for Exoplanet Research di Universitas Montreal. . “Ini adalah langkah penting untuk menentukan prevalensi dan keragaman atmosfer di planet berbatu.”

“Keberadaan air di planet sekecil ini adalah penemuan bersejarah,” tambah peneliti utama Laura Kreidberg dari Institut Astronomi Max Planck di Heidelberg, Jerman. “Ini semakin dekat untuk mengkarakterisasi dunia yang benar-benar mirip Bumi.”

Studi tentang atmosfer planet

Namun, masih terlalu dini untuk mengetahui apakah Hubble telah mengukur sejumlah kecil uap air menggunakan spektroskopi di atmosfer yang kaya akan hidrogen, atau apakah atmosfer planet ini sebagian besar terdiri dari air, yang tertinggal setelah atmosfer menguap. hidrogen/helium di bawah radiasi bintang. .

“Program pengamatan kami, yang dipimpin oleh peneliti utama Ian Crosfield dari Universitas Kansas di Lawrence, Kansas, dirancang khusus dengan tujuan tidak hanya mendeteksi molekul di atmosfer planet, namun juga mencari uap air secara spesifik. menarik, apakah uap airnya dominan atau sedikit Menggolongkan “Dalam atmosfer yang didominasi oleh hidrogen,” kata penulis utama makalah tersebut, Pierre-Alexis Roy dari Trottier Institute for Exoplanet Research di Universitas Montreal.

“Sampai saat ini, kami belum bisa mendeteksi secara langsung atmosfer planet sekecil itu. Kami perlahan-lahan memasuki sistem ini sekarang,” tambah Beinecke. “Pada titik tertentu, ketika kami mempelajari planet-planet kecil, pasti ada transisi di mana tidak ada lagi hidrogen.” “Di dunia kecil ini, mereka memiliki atmosfer yang mirip dengan Venus (didominasi oleh karbon dioksida).”

Karena planet ini sama panasnya dengan Venus, dengan suhu 800 derajat Fahrenheit, dunia ini pasti tidak ramah dan beruap jika atmosfernya sebagian besar terdiri dari uap air.

Implikasi dan penelitian masa depan

Saat ini, tim memiliki dua kemungkinan. Salah satu skenarionya adalah planet ini masih bergantung pada atmosfer yang kaya hidrogen dan berisi air, sehingga menjadikannya sebagai planet muda.Neptunus. Alternatifnya, ini bisa menjadi versi yang lebih hangat JupiterEuropa, yang mengandung air dua kali lebih banyak daripada bumi di bawah keraknya. “Planet GJ 9827d bisa jadi setengah air dan setengah batu. Akan ada banyak uap air di atas benda berbatu yang lebih kecil,” kata Beinecke.

Jika planet tersebut memiliki sisa atmosfer yang kaya air, maka planet tersebut pasti terbentuk jauh dari bintang induknya, yang suhunya dingin dan air tersedia dalam bentuk es, dibandingkan dengan lokasinya saat ini. Dalam skenario ini, planet akan bermigrasi lebih dekat ke bintang dan menerima lebih banyak radiasi. Hidrogen telah dipanaskan dan keluar, atau masih dalam proses keluar dari gravitasi planet yang lemah. Teori alternatifnya adalah planet ini terbentuk di dekat bintang panas, dengan jejak air di atmosfernya.

Program Hubble mengamati planet ini selama 11 transit – peristiwa di mana planet melintas di depan bintangnya – yang berjarak lebih dari tiga tahun. Selama transit, cahaya bintang disaring melalui atmosfer planet dan memiliki ciri spektral molekul air. Jika terdapat awan di planet ini, maka awan tersebut berada cukup rendah di atmosfer sehingga tidak sepenuhnya mengaburkan pandangan Hubble terhadap atmosfer, dan Hubble dapat menyelidiki uap air di atas awan.

“Mengamati air adalah pintu gerbang untuk menemukan hal-hal lain,” kata Thomas Green, ahli astrofisika di University of California, California. NASAPusat Penelitian Ames di Silicon Valley, California. “Penemuan Hubble ini membuka pintu bagi studi masa depan terhadap jenis planet ini dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb. Dengan pengamatan inframerah tambahan, Teleskop Luar Angkasa James Webb dapat melihat lebih banyak lagi, termasuk molekul pembawa karbon seperti karbon monoksida, karbon dioksida, dan karbon monoksida. metana. Setelah kita memiliki inventaris total unsur-unsur suatu planet, kita dapat membandingkannya dengan bintang yang mengorbitnya dan memahami bagaimana planet itu terbentuk.

GJ 9827d ditemukan oleh Teleskop Luar Angkasa Kepler NASA pada tahun 2017. Ia menyelesaikan orbitnya di sekitar bintang katai merah setiap 6,2 hari. Bintang GJ 9827 terletak 97 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Pisces.

Referensi: “Penyerapan air dalam spektrum transmisi filter Waterworld GJ 9827d” oleh Pierre-Alexis Roy, Björn Beneke, Caroline Piollet, Michael A. Julie Santiago, Ian JM Crosfield, Caroline V. Morley, Laura Krydberg, Thomas Michal Evans, Jonathan Brand, Simon DeLisle, Thomas B. Hijau, Kevin K. Hardegree-Ullman, Travis Barman, Jesse L. Christiansen, Diana Dragomir, Jonathan J. Fortney, Andrew W. Howard, Molly R. Kozirek, dan Joshua D. Lothringer, 12 September 2023, itu Surat Jurnal Astrofisika.
doi: 10.3847/2041-8213/acebf0

itu Teleskop Luar Angkasa Hubble Ini adalah proyek kerjasama internasional antara NASA dan Badan Antariksa Eropa. Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, mengoperasikan teleskop tersebut. Institut Sains Teleskop Luar Angkasa (STScI) di Baltimore, Maryland, melakukan operasi sains di Hubble dan Webb. STScI dioperasikan untuk NASA oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian Astronomi, di Washington, DC