Konsep artis mengenai dunia TRAPPIST-1, berdasarkan data yang ada mengenai ciri-ciri planet.
(Imej: © NASA / JPL-Caltech)
Yang terbesar di dunia dalam sistem tujuh planet TRAPPIST-1 menawarkan suasana yang telah berkembang dari masa ke masa, dan bukannya yang terbentuk dengannya.
Pemerhatian yang dibuat dengan Teleskop Angkasa Hubble NASA mendedahkan bahawa atmosfer planet ini berbeza dari persekitarannya yang baru lahir, yang bermaksud kemungkinan besar dunia berbatu serupa dengan yang lain dalam sistem.
"Suasana ini bukanlah suasana yang dilahirkan," kata Hannah Wakeford, seorang penyelidik di Institut Sains Teleskop Angkasa di Baltimore, Maryland, kepada Space.com. Suasana kelahiran akan kaya dengan hidrogen, yang tidak dilihat oleh para penyelidik. Sebaliknya, "ia telah diubah oleh proses yang berbeza," kata Wakeford. Aktiviti atmosfera dan geologi dapat memainkan peranan penting dalam perubahan tersebut. [Jelajah Exoplanet: Temui 7 Planet Saiz Bumi TRAPPIST-1]
Wakeford dan rakannya menggunakan Hubble untuk mempelajari TRAPPIST-1 g, planet keenam dari bintang. Mereka sebelumnya telah memeriksa atmosfer dari lima planet pertama, yang dikenal pasti dengan huruf b hingga f, dan mendapati bahawa kelima planet tersebut kekurangan atmosfer hidrogen besar yang menunjukkan raksasa gas, menjadikannya lebih cenderung berbatu. Kajian mereka sebelumnya tidak cukup tepat untuk menentukan sama ada TRAPPIST-1 g membawa suasana asalnya atau tidak.
"G adalah tanda tanya terakhir dalam hal itu," kata Wakeford. "Sama seperti saudara-saudaranya, ini tidak mengandungi suasana purba. Ia mempunyai suasana yang berkembang."
Dia menyampaikan hasilnya pada bulan Januari pada pertemuan musim sejuk Persatuan Astronomi Amerika di Seattle.
"Garam dan lada"
Pada tahun 2016, ahli astronomi di Planet Transit dan Teleskop Kecil Planetesimals Chile (TRAPPIST) mengumumkan penemuan tiga planet di sekitar bintang redup TRAPPIST-1. Empat lagi dunia dijumpai dalam setahun, menjadikan jumlahnya tujuh. Semua planet terletak di zon bintang yang dapat dihuni, wilayah di mana air cair seharusnya dapat bertahan di permukaan planet. Hanya 40 tahun cahaya dari Bumi, TRAPPIST-1 mengandungi paling banyak planet yang diketahui berada dalam zon satu bintang.
TRAPPIST-1 g adalah yang terbesar di dunia, dengan anggaran meletakkannya sekitar 1.1 kali jisim Bumi.
Sekiranya planet-planet itu adalah raksasa gas, mereka akan mengekalkan atmosfera asli yang kaya dengan hidrogen. Sebaliknya, dunia berbatu mempunyai kekuatan untuk mengubah suasananya. Pergerakan karbon dapat memainkan peranan penting dalam suasana yang berkembang. Melma mantel magma memerangkap karbon di bawah permukaan. Semasa magma bergerak ke arah permukaan, tekanan yang menurun membolehkan karbon keluar dalam bentuk gas. Di Bumi, karbonat yang terperangkap dilepaskan sebagai karbon dioksida, gas rumah hijau yang membolehkan planet kita tumbuh lebih panas dengan memerangkap haba dari matahari. Penyelidikan yang lalu menunjukkan bahawa dunia seperti Marikh dan bulan juga dapat menjebak bahan kaya karbon, serta unsur-unsur lain, dan melepaskannya ke atmosfer dalam bentuk gas.
Dikenal juga sebagai kerdil merah, kerdil M seperti TRAPPIST-1 membentuk populasi bintang tertinggi di galaksi. Beberapa kajian menunjukkan tiga dari setiap empat bintang mungkin kerdil M. Bintang-bintang yang berumur panjang lebih sejuk dan malap daripada bintang-bintang seperti matahari, tetapi bintang-bintang itu juga sangat aktif, menyiram planet mereka dalam radiasi yang dibawa oleh suar dan letusan yang kuat. [Cara Mengenal Jenis Bintang Terpisah (Infografik)]
Suhu sejuk mereka juga boleh menyebabkan masalah dalam mencari kehidupan. Kerdil M massa rendah dapat membanggakan awan dan bahkan wap air di atmosfera mereka, seperti planet terbesar. Molekul-molekul ini dapat membuat isyarat palsu bagi para astronom yang cuba mengkaji atmosfer dunia yang mengorbitnya.
Ketika planet melintasi bintang dan Bumi, para astronom dapat mempelajari aliran cahaya melalui langit untuk membuka beberapa misteri atmosfer planet. Kerana mereka membawa molekul air, kerdil M dapat menjadikan prosesnya lebih mencabar; sukar untuk menentukan sama ada isyarat yang menunjukkan kehadiran air berasal dari planet atau bintang.
"Kerana bintang mempunyai ciri-ciri ini di dalamnya, ini berarti ukuran yang anda buat, anda tidak dapat memastikan 100 peratus bahawa bukan bintang yang anda ukur," kata Wakeford. "Anda harus dapat menolak kehadiran dan kesan bintang pada planet-planet ini."
Untuk membantu mengatasi kekacauan, Wakeford dan rakannya mengembangkan kaedah untuk menghilangkan pencemaran luar biasa. Pertama, mereka melakukan kajian mendalam mengenai TRAPPIST-1, memeriksa bagaimana suhu bintang berubah di lokasi yang berbeza.
"Bintang itu sendiri adalah campuran dari tiga jenis suhu yang berbeza," kata Wakeford. Secara amnya, bintangnya agak sejuk, dengan sepertiga daripadanya ditutup di tempat yang sedikit lebih panas iaitu 2.726 darjah Celsius (4,940 darjah Fahrenheit). Kurang dari 3 peratus bintang ditutup dengan tempat yang sangat panas pada suhu 5,526 C (9,980 F).
Ini kerana TRAPPIST-1 diliputi oleh bintik bintang yang dikatakan Wakeford lebih kecil dan lebih malap daripada yang terdapat di bawah sinar matahari kita.
"Pembahagian [tempat] seperti garam dan lada - ia hanya dilihat di seluruh tempat dan diedarkan secara merata," kata Wakeford.
Dengan mengkaji bintang sebagai planet individu dalam sistemnya yang melewati antara Bumi dan Bumi, para astronom dapat memeriksa bagaimana suhu dari bintang itu berubah.
"Kita sebenarnya dapat menggunakan planet ini sebagai penyiasat sifat suhu bintang," kata Wakeford.
Dengan maklumat yang ada, para astronom kemudian memeriksa atmosfer planet itu sendiri, yakin bahawa mereka dapat menjelaskan isyarat molekul yang berasal dari bintang. Mereka dapat mengesampingkan atmosfer hidrogen yang besar dan bengkak di sekitar g yang akan menunjukkan bahawa ia adalah gergasi gas dan bukannya dunia berbatu yang udaranya telah diubah oleh proses geologi dan atmosfera.
"Itu benar-benar membawa kepada sifat terestrial planet ini," kata Wakeford.
Pasukan ini juga menggunakan ukuran mereka untuk mengira radius planet pada 1.124 kali radius Bumi, memberikan kepadatan tepat di bawah planet kita. Ini sesuai dengan TRAPPIST-1 g: Ini adalah dunia yang berbatu.
Dengan ketinggian enam planet, para astronom berharap dapat mengalihkan perhatian mereka ke objek ketujuh dan terakhir, TRAPPIST-1 h. Mereka merancang untuk mengkaji planet ini pada musim panas 2019.
"Akan sangat menggembirakan untuk menerapkan kaedah ini lagi, bukan hanya untuk melihat apa yang dibuat planet ini tetapi untuk melihat bagaimana bintang itu berubah dan mempengaruhi planet ini," kata Wakeford.
Selanjutnya, proses yang mereka jalankan untuk memisahkan pencemaran wap air dari TRAPPIST-1 juga dapat diterapkan pada pengamatan kerdil M lain.
Penyelidikan ini diterbitkan pada akhir 2018 dalam Jurnal Astronomi.
