Planet ekstrasurya super bengkak yang aneh menampung ‘molekul termometer’ yang langka

Para astronom telah menemukan molekul langka yang sensitif terhadap suhu yang biasanya dikaitkan dengan bintang di atmosfer sebuah planet ekstrasurya untuk pertama kalinya.

A lire en complémentPendaftaran properti di kota Mumbai kemungkinan akan meningkat 26 persen pada bulan Agustus menjadi 10.800 unit: Knight Frank

Kromium hidrida “molekul termometer” berlimpah dalam kisaran suhu sempit antara 1.700 derajat Fahrenheit hingga 3.140 derajat Fahrenheit (926 hingga 1.730 derajat Celcius). Ia ditemukan di atmosfer planet ekstrasurya “Jupiter panas” WASP-17b, yang mengorbit bintang tipe F yang terletak sekitar 1.250 tahun cahaya dari Bumi.

Penemuan logam hidrida – logam yang terikat pada hidrogen untuk membentuk senyawa baru – di atmosfer planet asing dapat memungkinkan para ilmuwan mengukur suhu dunia di luar tata surya dengan cara baru.

A découvrir égalementRibuan berbaris di Yerusalem ketika mantan pejabat Israel memohon Netanyahu untuk menghentikan perombakan undang-undang

“Molekul kromium hidrida sangat sensitif terhadap suhu,” kata penulis utama penelitian Laura Flagg, rekan peneliti di Cornell University di New York, dalam sebuah pernyataan. “Pada suhu yang lebih panas, Anda hanya melihat kromium saja. Dan pada suhu yang lebih rendah, kromium berubah menjadi zat lain. Jadi hanya ada kisaran suhu tertentu di mana kromium hidrida terlihat dalam jumlah besar.”

Terkait: 10 penemuan planet ekstrasurya yang menakjubkan

Memanggang marshmellow kosmik

Ditemukan pada tahun 2010, WASP-17b sudah dikenal sebagai planet ekstrasurya yang luar biasa dan ekstrem sebelum tim menemukan kromium hidrida di atmosfernya. Jupiter yang panas terletak hanya 4,3 juta mil (6,9 juta kilometer) dari bintang induknya, begitu dekat sehingga ia menyelesaikan orbitnya hanya dalam 3,4 hari Bumi.

Kedekatannya dengan bintang induknya, yang disebut WASP-17, menyebabkan suhu ekstrem di Jupiter yang panas sekitar 2.060 derajat Fahrenheit (1.130 derajat Celcius), sebagaimana dikonfirmasi oleh Flagg dan timnya. Suhu tersebut tepat untuk menampung molekul kromium hidrida.

Suhu ekstrim WASP -17b mempunyai konsekuensi lain: menyebabkan atmosfer raksasa gas tersebut “mengembang”.

Artinya, meski massanya kurang dari setengah massa Jupiter, Wasp-17b 1,5 kali lebih lebar dari planet terbesar di tata surya kita. Hal ini membuat Wasp-17b memiliki kepadatan sekitar 13% dari kepadatan Jupiter, atau sekitar 0,17 gram per sentimeter kubik.

Sebagai perbandingan, marshmallow memiliki massa jenis 0,21 gram per sentimeter kubik. Jadi WASP-17b, salah satu exoplanet paling ringan yang pernah ditemukan, sebenarnya kurang padat dibandingkan marshmallow.

Berburu sidik jari kromium

Tim astronom melihat kromium hidrida di atmosfer WASP-17b saat menggunakan spektroskopi resolusi tinggi. Unsur dan senyawa kimia menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, meninggalkan ciri khasnya dalam spektrum cahaya yang berasal dari bintang, yang dapat dinilai dengan spektroskopi.

Flagg dan rekan-rekannya membandingkan spektrum cahaya yang berasal dari sebuah bintang ketika planet-planet yang mengorbit berada di sisinya dengan spektrum yang datang dari bintang ketika planet tersebut transit, atau melintasi, wajahnya. Dalam kasus kedua ini, cahaya dari bintang harus melintasi atmosfer planet yang transit, sehingga tim dapat menemukan sidik jari yang tidak terdapat dalam spektrum cahaya yang dikumpulkan dari bintang saja. Hal ini memberi tahu tim unsur dan senyawa mana yang ada di atmosfer planet.

“Resolusi spektral yang tinggi berarti kita memiliki informasi panjang gelombang yang sangat tepat,” kata Flagg. “Kami bisa mendapatkan ribuan garis yang berbeda. Kami menggabungkannya menggunakan berbagai metode statistik, menggunakan templat – perkiraan gambaran spektrumnya – dan kami membandingkannya dengan data, lalu kami mencocokkannya. Jika cocok, ada sinyal.

“Kami mencoba semua templat yang berbeda, dan dalam kasus ini, templat kromium hidrida menghasilkan sinyal.”

Kromium jarang ditemukan, bahkan pada suhu yang “benar”, yang berarti Flagg dan rekannya memerlukan data yang sangat sensitif untuk mengonfirmasi keberadaannya. Hal ini diwujudkan dalam bentuk pengamatan WASP-17b dan bintangnya yang dilakukan oleh instrumen GRACES (kependekan dari “Gemini Remote Access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph”) di observatorium Maunakea Hawaii pada bulan Maret 2022. Tim tersebut memperkuat data GRACES menggunakan data yang dikumpulkan di 2017, yang tidak dimaksudkan untuk berburu logam hidrida.

“Sebagian data kami untuk makalah ini adalah data lama yang berada di ujung kumpulan data,” lanjut Flagg. “Kamu tidak akan mencarinya.”

Dia sekarang bermaksud untuk berburu logam hidrida di atmosfer planet ekstrasurya lain, dengan dugaan bahwa bukti tersebut mungkin telah dikumpulkan tetapi sejauh ini mungkin telah terlewatkan.

“Saya berharap makalah ini akan mendorong peneliti lain untuk melihat data mereka untuk kromium hidrida dan hidrida logam lainnya,” kata Flagg. Mudah-mudahan, kita akan mendapatkan lebih banyak data yang cocok untuk mencari kromium hidrida dan pada akhirnya membangun ukuran sampel untuk mencari tren.”

Penelitian tim dipublikasikan bulan ini di The Astrophysical Journal Letters.