Temukan barium pada raksasa gas: tebak elemen di atmosfer planet ekstrasurya

Barium ditemukan di raksasa gas
Tebak elemen di atmosfer planet ekstrasurya

15/10/2022 17:27

Dengan dua planet raksasa yang dipisahkan oleh ratusan tahun cahaya, para peneliti menemukan sesuatu yang tidak terduga: mereka menemukan elemen barium di bagian atas atmosfer. Namun sejauh ini tidak ada penjelasan yang masuk akal tentang bagaimana benda berat itu sampai di sana.

Dua exoplanet WASP-76b dan WASP-121b mengandung elemen berat barium di atmosfer atasnya. Hal ini dibuktikan dengan spektrum resolusi tinggi yang diperoleh di Teleskop Sangat Besar ESO di Chili. Ini adalah elemen terberat yang sejauh ini ditemukan di atmosfer planet di sekitar bintang lain. Dan ini menghadirkan masalah bagi para astronom: dengan gaya gravitasi yang kuat dari dua planet, seharusnya tidak ada materi berat seperti itu di atmosfer, tulis para penemu dalam jurnal tersebut. “Astronomi dan Astrofisika”.

“Barium harus jatuh dari atmosfer atas dengan sangat cepat,” jelas Olivier Demangon dari Universitas Porto di Portugal. “Saat ini, kami tidak tahu mekanisme apa yang menggerakkan elemen ini.”

Kedua planet, yang berjarak 640 dan 860 tahun cahaya dari Bumi, adalah “eksoplanet panas” – planet gas yang ukuran dan massanya mirip dengan Jupiter di tata surya kita. Namun, mereka mengorbit bintang pusatnya dalam orbit yang sangat sempit dengan periode orbit kurang dari dua hari. Karena kedekatan bintang, suhu atmosfer sekitar 2000 ° C.

Planet-planet seperti itu adalah objek yang sangat menarik bagi para astronom. “Karena sebagian besar gas dan sangat panas, ia memiliki atmosfer yang luas, sehingga kita dapat mengamati dan mempelajari atmosfer jauh lebih mudah daripada atmosfer planet yang lebih kecil dan lebih dingin,” kata Demangon. Posisi orbit planet juga membantu peneliti langit dengan pengamatan ini: mereka diorientasikan sedemikian rupa sehingga planet-planet secara teratur lewat di depan bintang pusatnya bila dilihat dari Bumi.

Selama “transit” ini, planet-planet menghalangi sebagian bintang, meredupkan cahayanya – dan gerhana biasa ini membantu penemuan planet. Penting untuk studi seperti Demangeon dan rekan, sebagian kecil dari cahaya bintang bersinar melalui atmosfer masing-masing planet. Di bagian cahaya bintang ini, atmosfer meninggalkan semacam sidik jari: bahan-bahan yang membentuk atmosfer menyerap cahaya bintang pada panjang gelombang yang berbeda.

Keraguan pertama tentang penemuan itu

Para peneliti kemudian dapat menggunakan “garis spektral” ini untuk menentukan bahan apa yang terbuat dari atmosfer planet. Namun, seluruh proses memakan waktu dan rumit. Pertama-tama, spektrometer resolusi tinggi diperlukan, perangkat tambahan khusus pada teleskop yang membagi radiasi menjadi panjang gelombang. Oleh karena itu para astronom harus menghapus semua efek bintang serta atmosfer bumi dari data.

Demangeon dan rekan awalnya dapat mengkonfirmasi sejumlah besar bahan yang telah ditunjukkan oleh pengamatan sebelumnya. Para peneliti juga menemukan kobalt dan strontium. Kemudian mereka menemukan garis spektrum barium – dan awalnya curiga bahwa ini benar-benar berasal dari planet ekstrasurya. “Kami tidak mencari barium, karena kami tidak mengharapkan barium di sana,” kata Azevedo Silva dari Universitas Porto. Hanya setelah pemeriksaan lebih lanjut, para ilmuwan yakin akan penemuan mengejutkan mereka.

Menurut para ilmuwan, penemuan barium di atmosfer dua Jupiter yang panas menunjukkan bahwa unsur-unsur berat ini sering terjadi di atmosfer Jupiter yang sangat panas. Pasti ada arus atmosfer yang sebelumnya tidak diketahui membawa bahan-bahan ini ke atmosfer atas.