Itu hanya titik kuning terang di bidang berbintik-bintik biru, tetapi gambar planet jauh 51 Eridani b ini membuat para astronom beramai-ramai karena hanya itu: sebuah gambar. Dirilis minggu ini oleh Gemini Planet Imager, pandangan ini memungkinkan kita menatap langsung ke dunia muda seperti Jupiter yang berjarak sekitar 100 tahun cahaya.
Konten terkait
- Dead Star Merobek Tubuh Berbatu Menawarkan Pratinjau Nasib Bumi
- Dimungkinkan untuk Melihat Exoplanet Tanpa Peralatan Schmancy
- Gliese 581g, Exoplanet Pertama Ditemukan Bahwa Mungkin Mampu Menjadi Tuan Rumah Kehidupan, Sebenarnya Tidak Ada
Meskipun ada banyak pengumuman eksoplanet baru dan eksotis, termasuk banyak yang konon mirip Bumi, sebagian besar dunia yang ditemukan di luar tata surya kita hanya terdeteksi melalui cara tidak langsung. Setiap gagasan tentang atmosfer, permukaan, dan kemampuan mereka untuk mendukung kehidupan, untuk saat ini, adalah spekulasi yang terdidik.
Bruce Macintosh di Universitas Stanford dan rekan-rekannya berharap untuk mengubah semua itu. Mereka mendorong batas pengambilan gambar planet dengan Gemini Planet Imager (GPI), sebuah instrumen yang dipasang pada 2013 di teleskop Selatan Gemini di Chili. Sebenarnya melihat cahaya dari seluruh planet memungkinkan para ilmuwan untuk menggali petunjuk kimiawi terhadap komposisi dan suhu, membantu melukiskan gambaran yang lebih jelas tentang dunia alien.
"Pencitraan langsung benar-benar teknik masa depan, " kata rekan penulis studi Sasha Hinkley, seorang astronom di University of Exeter. "Untuk mendapatkan pemahaman tentang seperti apa atmosfer ini, Anda perlu spektroskopi, dan pencitraan langsung cocok untuk itu."
Eksoplanet saat ini biasanya ditemukan dalam satu dari dua cara. Ketika planet bergerak melintasi permukaan bintang inangnya seperti terlihat dari Bumi, ia sedikit mengubah cahaya bintang yang masuk — ini disebut transit. Atau, metode kecepatan radial mencari bintang yang sedikit goyah sebagai respons terhadap tarikan planet yang mengorbit. Bukti tidak langsung semacam itu mencakup hampir 2.000 eksoplanet terkonfirmasi yang ditemukan sejauh ini.
Hanya sekitar selusin exoplanet yang terlihat dalam gambar, dan semua ini adalah dunia gas yang sangat besar yang jauh dari bintang-bintang mereka. Sebagai contoh, pendamping planet untuk GU Piscium, ditemukan pada tahun 2014, adalah 9 hingga 13 kali massa Jupiter dan 2.000 kali lebih jauh dari bintangnya daripada Bumi dari matahari, membutuhkan 163.000 tahun untuk menyelesaikan orbit. Sementara itu, dunia kontroversial Fomalhaut b berada pada orbit yang sangat elips yang membawanya dari 4, 5 miliar mil dari bintangnya menjadi 27 miliar mil.
Bintang GU Piscium dan planetnya, GU Psc b, seperti terlihat dalam gambar gabungan menggunakan inframerah dan data yang terlihat dari teleskop Gemini Selatan dan Teleskop Kanada-Prancis-Hawaii. (Observatorium Gemini) GPI dirancang untuk melihat planet yang lebih kecil dan lebih dekat dengan bintang mereka. Ini menggunakan optik adaptif, di mana motor kecil mengubah permukaan cermin teleskop hingga seribu kali per detik. Perubahan bentuk mengimbangi kekaburan yang terjadi ketika cahaya dari benda yang jauh melewati atmosfer Bumi, membantunya menemukan target yang lebih kecil. Instrumen ini juga memiliki coronagraph, perangkat yang menghalangi cahaya bintang untuk membuatnya lebih mudah untuk melihat planet-planet terdekat.
Dalam hal ini, GPI memandang bintang Eridani 51 dan dapat melihat sebuah planet yang mengorbit di sekitar 13 Unit Astronomi, lebih dari dua kali jarak antara Jupiter dan matahari kita. Suhu permukaan planet itu sekitar 800 derajat Fahrenheit. Panas sekali karena sistem bintang baru berusia 20 juta tahun, dan planet ini masih berpendar dengan panasnya formasi. Tim juga dapat melihat bahwa atmosfernya sebagian besar adalah metana, seperti halnya Jupiter.
Mempelajari gambar dunia seperti 51 Eridani b dapat membantu memecahkan misteri pembentukan planet, catat Macintosh. "Pada usia 20 juta tahun, itu masih 'mengingat' prosesnya, " katanya. Satu pertanyaan besar adalah apakah planet seukuran Yupiter mempercepat dengan cepat — dalam skala ribuan tahun — atau apakah itu proses yang lebih lambat dan stabil dari jutaan atau puluhan juta tahun. Karena Yupiter sangat besar dan menghabiskan banyak massa, mencari tahu bagaimana jadinya dan bagaimana tipikal itu dapat mempengaruhi model bagaimana jenis planet lain terbentuk.
Walaupun pencitraan langsung dapat memberi kesan ukuran, ia tidak sebagus menilai massa sebuah planet, dan ia belum dapat menyelesaikan apa pun yang jauh lebih kecil daripada Jupiter kita sendiri kecuali jika bintang itu relatif redup dan planet ini luar biasa terang. "Ini tidak akan membuatmu menjadi planet berbatu, " kata Macintosh. "Itu untuk generasi [teleskop] selanjutnya."
Sementara itu, GPI dan instrumen terkait, Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research (SPHERE) di Very Large Telescope di Chile, sedang menyempurnakan teknik ini dan mencari lebih banyak dunia baru yang siap untuk closeup mereka.
Sementara GPI hanya melihat dalam inframerah, SPHERE juga akan melihat bintang-bintang terdekat untuk melihat apakah ia dapat menyelesaikan planet dalam cahaya tampak, kata Julien Girard, staf operasi astronom di VLT. Ia tidak akan dapat melihat Bumi lain — itu kemungkinan besar merupakan pekerjaan untuk teleskop luar angkasa — tetapi itu akan membuktikan bahwa menyelesaikan planet seperti itu adalah mungkin, terutama karena teknologi masa depan mencapai kontras yang lebih baik dalam cahaya yang mencapai detektor teleskop, kata Girard. .
Hinkley, bagaimanapun, berpikir ada peluang bagus bahwa teleskop generasi berikutnya di darat mungkin menjadi yang pertama untuk mengambil gambar sebuah planet berbatu. "Teleskop sangat besar yang online dalam sepuluh tahun atau lebih, kelas 30- dan 40 meter, mungkin melakukannya, " katanya.
Menuju tahap itu mungkin tergantung pada peningkatan optik adaptif, tetapi itu mungkin juga berarti berfokus pada coronagraph dan meningkatkan kemampuan untuk memblokir cahaya bintang, kata Ben Montet, Ph.D. kandidat di Pusat Astrofisika di Harvard. "Tantangannya bukanlah membayangkan hal yang samar, tetapi menghalangi hal yang terang di sebelahnya, " katanya.
Saat perbaikan yang diharapkan ini mulai daring, sistem bintang terdekat seperti Tau Ceti, yang mirip dengan matahari kita dan hanya berjarak 11 tahun cahaya, akan menjadi kandidat yang baik untuk mengintip. "Ini adalah salah satu hal pertama yang saya inginkan untuk mengarahkan teleskop saya, " kata Hinkley.
