1 week ago
15
Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) mengungkap detail atmosfer SIMP 0136, objek kosmik yang mungkin merupakan planet liar atau katai coklat.(NASA)
DENGAN menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), para astronom mengamati atmosfer sebuah objek kosmik yang bisa jadi merupakan planet liar atau "bintang gagal." Apa pun itu, dunia ini mengembara di alam semesta tanpa bintang induk.
Objek kosmik yatim piatu ini, atau "objek bermassa planet yang mengambang bebas," diberi nama SIMP 0136 dan melayang di alam semesta sekitar 20 tahun cahaya dari Bumi, tanpa jangkar bintang. SIMP 0136 memiliki massa sekitar 13 kali massa Jupiter, tetapi ukurannya hampir sama dengan raksasa gas di tata surya kita. Ditemukan pada 2003, SIMP 0136 berputar sangat cepat sehingga satu hari di dunia liar ini hanya berlangsung sekitar 2,4 jam di Bumi.
Ada kemungkinan SIMP 0136 bukanlah sebuah planet, melainkan sebuah "katai coklat" hampir sama dengan massa SIMP 0136. Karena SIMP 0136 cukup terang untuk objek bermassa planet yang terisolasi dan cahayanya tidak terkontaminasi cahaya bintang induk, objek ini menjadi target menarik bagi para astronom.
Sebelum JWST mengamati objek ini, berbagai instrumen berbasis darat serta teleskop luar angkasa Hubble dan Spitzer telah menelitinya. Namun, penelitian-penelitian tersebut meninggalkan beberapa teka-teki mengenai SIMP 0136.
Para astronom sebelumnya menemukan SIMP 0136 mengalami fluktuasi kecerahan. Mereka menyimpulkan bahwa perubahan ini tidak bisa hanya disebabkan oleh awan di dunia seukuran Jupiter, melainkan melibatkan kombinasi kompleks faktor atmosfer.
Dengan menggunakan JWST, tim ilmuwan berhasil memantau cahaya inframerah dari SIMP 0136 selama dua kali rotasi penuh, mengamati variasi pada lapisan awan, suhu, dan bahkan kandungan kimianya. Banyak detail yang sebelumnya tersembunyi kini berhasil terungkap.
"Hujan Pelangi yang Tak Terlihat"
Mengamati SIMP 0136 dengan JWST selama dua rotasi memungkinkan tim menggunakan spektrograf inframerah-dekat (NIRSpec) serta instrumen inframerah-menengah (MIRI). Ini memungkinkan mereka mengumpulkan data dalam berbagai panjang gelombang cahaya inframerah.
Hasilnya adalah ratusan kurva cahaya yang sangat rinci yang menunjukkan bagaimana setiap panjang gelombang cahaya inframerah berubah dalam kecerahan seiring dengan rotasi SIMP 0136.
"Melihat spektrum penuh dari objek ini berubah dalam hitungan menit sungguh luar biasa," kata Johanna Vos, peneliti utama tim dari Trinity College Dublin. "Sebelumnya, kami hanya memiliki sedikit potongan spektrum inframerah dekat dari Hubble, dan beberapa pengukuran kecerahan dari Spitzer."
Para peneliti menemukan bahwa cahaya inframerah dari SIMP 0136 memiliki pola kurva cahaya yang berbeda, beberapa panjang gelombang semakin terang, sementara yang lain meredup; sisanya tetap tidak berubah.
Mereka menyimpulkan ada berbagai faktor yang mempengaruhi variasi ini.
"Bayangkan kita mengamati Bumi dari kejauhan. Jika kita melihat setiap warna secara terpisah, kita akan melihat pola berbeda yang memberi tahu kita sesuatu tentang permukaan dan atmosfernya, bahkan jika kita tidak dapat melihat fitur individu," kata Philip Muirhead, anggota tim studi dari Boston University.
"Warna biru akan meningkat saat lautan berotasi ke arah pandangan kita. Perubahan warna coklat dan hijau akan menunjukkan sesuatu tentang tanah dan vegetasi."
Untuk memahami apa yang menyebabkan variasi cahaya di SIMP 0136, tim mengembangkan model atmosfer guna menentukan wilayah mana di atmosfer yang bertanggung jawab atas panjang gelombang cahaya tertentu.
"Panjang gelombang yang berbeda memberikan informasi tentang kedalaman yang berbeda di atmosfer," kata McCarthy. "Kami mulai menyadari panjang gelombang yang memiliki bentuk kurva cahaya paling mirip juga menyelidiki kedalaman yang sama, yang memperkuat gagasan mereka disebabkan oleh mekanisme yang sama."
Satu kelompok panjang gelombang inframerah berasal dari lapisan atmosfer dalam SIMP 0136, di mana tim menduga terdapat awan besi yang bercak-bercak. Kelompok panjang gelombang lain tampaknya berasal dari lapisan atmosfer lebih tinggi yang mengandung awan silikat.
Kelompok panjang gelombang terakhir diyakini berasal dari bagian atas atmosfer, yang berkaitan dengan suhu SIMP 0136. Area yang lebih terang mungkin berhubungan dengan aurora yang telah terdeteksi di sekitar SIMP 0136 dalam gelombang radio.
Alternatifnya, area terang ini bisa jadi akibat gas panas yang bergerak naik melalui atmosfer SIMP 0136.
Namun, masih ada kurva cahaya yang diamati JWST yang tidak bisa dijelaskan oleh awan atau suhu objek ini.
Hal ini bisa disebabkan kandungan karbon dalam atmosfer SIMP 0136, di mana kantong karbon dioksida dan karbon monoksida berputar masuk dan keluar dari jangkauan JWST. Penjelasan lain mungkin adalah reaksi kimia yang menyebabkan perubahan dalam atmosfer SIMP 0136.
"Kami belum benar-benar memecahkan teka-teki kimia ini, tetapi hasil ini sangat menarik karena menunjukkan bahwa kelimpahan molekul seperti metana dan karbon dioksida dapat berubah dari satu tempat ke tempat lain dan seiring waktu," kata Vos. "Jika kita mengamati sebuah eksoplanet dan hanya mendapatkan satu pengukuran, kita harus mempertimbangkan bahwa itu mungkin tidak mewakili keseluruhan planet." (Space/Z-2)
