James Webb menemukan bukti kuat bahwa planet berbatu 55 Cancri e memiliki atmosfer

Setelah sebelumnya menemukan atmosfer di sekitar puluhan planet gas raksasa di luar tata surya kita, kini akhirnya ada bukti yang cukup meyakinkan mengenai atmosfer di sekitar planet ekstrasurya berbatu: 55 Cancri e.

Hal ini diumumkan oleh tim peneliti internasional, termasuk ilmuwan dari Observatorium Leiden dan SRON. Temuan mereka muncul di jurnal minggu ini alam.

Sekitar 55 Cancri E
Artikel penelitiannya adalah tentang 55 Kankri E. Planet ini terletak sekitar 41 tahun cahaya dari Bumi, dan mengorbit bersama empat planet lainnya mengelilingi bintang mirip matahari Cancri. 55 Cancri e kira-kira dua kali ukuran Bumi, namun sedikit lebih padat dari planet kita. Artinya, planet ini dapat dianggap sebagai salah satu Bumi super. Planet-planet ini lebih besar dari Bumi, tetapi lebih kecil dari Neptunus dan kemungkinan komposisinya mirip dengan planet berbatu di tata surya kita.

Penutupan orbit
55 Cancri e dekat dengan bintang induknya, yang berarti bintang tersebut sangat panas dan kemungkinan besar memiliki permukaan cair. Bayangkan permukaan ini sebagai lautan magma yang mengalir. Orbit yang dekat ini juga dapat memastikan bahwa planet tersebut memiliki sisi siang dan sisi malam, dengan sisi siang selalu mengarah ke bintang induk dan sisi malam selalu menjauhi bintang induk.

Suasana?
55 Cancri e sebenarnya ditemukan pada tahun 2011. Sejak itu, para peneliti pun bertanya-tanya apakah planet ekstrasurya ini memiliki atmosfer. Hal ini tidak terbukti dengan sendirinya, dan tentunya tidak jika kita mempertimbangkan keadaan di mana 55 Cancri E berada; Ini sepertinya tidak terlalu berguna untuk menjaga suasana. Sebab, seperti disebutkan sebelumnya, jarak 55 Cancri e dengan bintang induknya, sekitar 25 kali lebih dekat dibandingkan jarak Merkurius ke Matahari. Akibatnya, planet ini tidak hanya memiliki suhu yang sangat tinggi, tetapi juga terus-menerus dibombardir oleh radiasi dan angin matahari dari bintang induknya.

James Webb
Namun pengukuran baru yang dilakukan oleh Teleskop James Webb kini secara kuat menunjukkan bahwa kondisi ini tidak dapat mencegah 55 Cancri e memiliki atmosfer. Para peneliti sampai pada kesimpulan ini setelah menggunakan James Webb untuk mengukur cahaya inframerah 4 hingga 12 mikron yang berasal dari 55 Cancri e saat planet tersebut mengorbit bintang induknya. Para peneliti sangat tertarik pada kecerahan saat planet berada di belakang bintang induknya, dan faktanya, mereka hanya mengukur kecerahan bintang induknya. Mereka kemudian juga mengukur kecerahan saat planet tersebut berada di sebelah bintang induknya, atau kecerahan bintang induk dan planet secara bersamaan. Dengan mengurangi kecerahan yang diukur ketika jaraknya 55 Cancri e di belakang bintang induknya dan kecerahan yang diukur ketika jaraknya 55 Cancri e di sebelah bintang induknya, para peneliti dapat menentukan jumlah cahaya inframerah dengan panjang gelombang berbeda yang datang dari sisi siang hari. dari bintang induknya. Planet, hitung.

Energi termal
Para peneliti menemukan indikasi pertama bahwa 55 Cancri e memiliki atmosfer ketika mereka memeriksa pengukuran suhu berdasarkan energi panas yang dipancarkan dalam bentuk cahaya inframerah. Hal ini menunjukkan bahwa suhu siang hari adalah sekitar 1540°C. Ini adalah suhu yang tinggi, namun tidak setinggi yang diperkirakan para peneliti jika 55 Cancri e tidak memiliki atmosfer (besar). Dalam skenario ini, menurut perhitungan mereka, suhu siang hari seharusnya mencapai 2.200 derajat Celcius. Fakta bahwa suhu lebih rendah di sisi siang hari menunjukkan adanya atmosfer di mana energi didistribusikan dari sisi siang hari (panas) ke sisi malam (dingin). Atmosfer kemungkinan besar kaya akan bahan-bahan yang mudah menguap.

Karbon monoksida atau karbon dioksida
Keberadaannya juga didukung oleh pengukuran lain yang dilakukan Webb. “Kami melihat bukti penurunan spektrum antara 4 dan 5 mikron,” kata peneliti Aaron Bello-Aroff. “Lebih sedikit cahaya yang mencapai teleskop. Hal ini menunjukkan adanya atmosfer yang mengandung karbon monoksida atau karbon dioksida, yang menyerap cahaya ini.”

Teleskop Luar Angkasa Spitzer sebelumnya telah memeriksa 55 Cancri e dan secara khusus mempertanyakan apakah planet ekstrasurya ini memiliki atmosfer. Pengamatan menunjukkan adanya atmosfer luas yang terdiri dari bahan-bahan yang mudah menguap. Namun data Spitzer juga dapat diterjemahkan dengan cara lain. Dalam skenario alternatif ini, 55 Cancri e terlihat kosong, kecuali lapisan tipis batuan yang menguap – kaya akan unsur-unsur seperti silikon, besi, aluminium, dan kalsium. Mengingat keadaan yang dialami 55 Cancri-E, hal ini tentu saja bukan skenario yang tidak terbayangkan; Planet ini sangat panas sehingga sebagian batuan cair di permukaannya diperkirakan akan menguap. Pengukuran baru Webb lebih jelas dalam hal ini. Penurunan spektrum yang nyata antara 4 dan 5 mikron tidak dapat dilihat di planet yang tidak memiliki atmosfer atau atmosfer yang hanya terdiri dari batuan yang menguap. Dengan kata lain, semuanya menunjukkan bahwa 55 Cancri E memiliki getaran yang nyata.

Diduga 55 Cancri e tidak dilahirkan dengan suasana tersebut, melainkan sedikit banyak menciptakannya sendiri. Hal ini karena gas – mungkin karbon monoksida dan karbon dioksida – muncul dari interior planet. “Lava dapat menyimpan air dan karbon dioksida dalam jumlah besar,” kata peneliti Christian van Bochem. “Jadi menurut kami lautan lava dapat bertindak sebagai reservoir dan terus memasok gas ke atmosfer.”