Mengumpulkan maklumat terperinci mengenai exoplanet sangat sukar. Tetapi sekarang pasukan yang menggunakan teknologi canggih di Keck Observatory telah melakukan lompatan besar dalam pemerhatian eksoplanet dan telah mengesan air di atmosfer planet yang berjarak 179 tahun cahaya.
Sistem suria di tengah-tengah ini menampilkan bintang yang disebut HR 8799, dan planet-planetnya: HR 8799 b, c, d, dan e. Sistem ini berjarak 179 tahun cahaya di buruj Pegasus. Bintang itu sendiri adalah bintang urutan utama berusia 30 juta tahun. Ini terkenal kerana beberapa sebab, termasuk sifat bintangnya yang ganjil. Tetapi penting untuk alasan penting lain. Pada tahun 2008, para saintis mengumumkan bahawa mereka telah secara langsung mengamati tiga eksoplanet di sekitar bintang - HR 8799b, c, dan d - menggunakan teleskop Keck dan Gemini. Kemudian pada tahun 2010 mereka mengumumkan penemuan planet keempat, HR 8799 e.
Pengumuman terbaru ini berdasarkan karya awal dari tahun 2008, dan ahli astronomi di sebalik kajian ini menyebut pengumuman terbaru sebagai 'batu loncatan' dalam perjalanan ke imej eksoplanet yang lebih baik dan lebih baik.
Pemerhatian baru adalah HR 8799 c, pertama kali diperhatikan pada tahun 2008. Ini adalah planet gas gergasi muda sekitar 7 kali jisim Musytari yang mengorbit bintangnya setiap 200 tahun. Pemerhatian langsung yang baru dicitrakan ini mengesahkan adanya air di atmosfera, dan mengesahkan kekurangan metana.
"Teknologi jenis inilah yang ingin kita gunakan di masa depan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di planet seperti Bumi." - Dimitri Mawet, penulis kajian, Caltech dan JPL.
Pemerhatian baru ini timbul dari gabungan kuat dua teknologi teleskop di Keck. Yang pertama ialah optik adaptif. Optik adaptif mengatasi kesan kabur dari atmosfera Bumi. Yang kedua adalah spektrometer pada teleskop Keck 2 yang disebut Spectrograph Cryogenic Echelle Near-Infrared (NIRSPEC), spektrometer resolusi tinggi yang berfungsi dalam cahaya inframerah.
"Jenis teknologi ini adalah persis apa yang ingin kita gunakan di masa depan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di planet seperti Bumi. Kami belum sampai di sana tetapi kami bergerak maju, "kata Dimitri Mawet, seorang profesor astronomi di Caltech dan seorang saintis penyelidikan di JPL, yang dikendalikan oleh Caltech untuk NASA, dan pengarang bersama kajian yang membentangkan penemuan ini.
Penemuan baru itu diterbitkan dalam Jurnal Astronomi. Penulis utama adalah Ji Wang, bekas sarjana pasca doktoral di Caltech dan kini menjadi penolong profesor di Ohio State University.
Sejauh ini, para astronom telah membuat gambar secara langsung lebih daripada selusin eksoplanet. Sistem HR 8799 adalah sistem multi-planet pertama yang digambarkan secara langsung. Tetapi gambar hanya langkah pertama dalam kajian ini.
Setelah diambil, gambar boleh dianalisis untuk komposisi kimia di atmosferanya. Di sinilah spektroskopi masuk. Dalam kes ini, kemampuan NIRSPEC yang disempurnakan adalah kunci.
NIRSPEC adalah instrumen pada teleskop Keck 2 yang beroperasi di jalur L inframerah. L-band adalah sejenis cahaya inframerah dengan panjang gelombang sekitar 3,5 mikrometer, dan wilayah spektrum dengan banyak cap jari kimia terperinci. "Jalur L telah banyak diabaikan sebelumnya kerana langit lebih terang pada panjang gelombang ini," kata Mawet. "Sekiranya anda adalah orang asing dengan mata yang disetel dengan band L, anda akan melihat langit yang sangat cerah. Sukar untuk melihat eksoplanet melalui cadar ini. "
Dengan menggabungkan spektrum L-band dengan optik adaptif, mereka mengatasi kesukaran memerhatikan planet yang cahaya hampir tenggelam oleh bintangnya. Mereka dapat membuat pengukuran tepat planet ini, mengesahkan adanya air dan ketiadaan metana.
"Sekarang, dengan Keck, kita sudah dapat belajar tentang fizik dan dinamika planet eksotik gergasi ini, yang tidak seperti planet sistem suria kita sendiri," kata Wang.
"Kami sekarang lebih yakin tentang kekurangan metana di planet ini," kata Wang. "Ini mungkin disebabkan percampuran di atmosfer planet. Metana, yang kita harapkan berada di permukaan, dapat dicairkan jika proses perolakan membawa lapisan planet yang lebih dalam yang tidak memiliki metana. "
Pasukan Mawet sudah bersiap sedia untuk instrumen berikutnya dan terbaru di Keck Observatory. Ia disebut KPIC, (Keck Planet Imager and Characterizer). KPIC akan menggunakan optik adaptif dan spektroskopi, tetapi untuk kesan yang lebih baik. Dengan KPIC, ahli astronomi akan dapat membayangkan planet yang lebih samar, dan lebih dekat dengan bintangnya daripada HR 8799c.
Dan masa depan lebih cerah untuk pengimejan exoplanet. Teknologi di sebalik optik adaptif dan spektroskopi yang membantu menggambarkan planet ini akan digunakan pada teleskop masa depan kita.
"KPIC adalah batu loncatan untuk instrumen Teleskop Tiga Puluh Meter masa depan kami," kata Mawet. "Buat masa ini, kami mempelajari banyak cara mengenai pelbagai cara planet-planet di alam semesta kita terbentuk."
- Siaran Akhbar: Batu loncatan Exoplanet
- Kertas Penyelidikan: Mengesan Air di Suasana HR 8799 c dengan Spektroskopi Penyebaran Tinggi L-band Dibantu oleh Optik Adaptive
- Entri Wikipedia: HR 8799
- Kertas Penyelidikan: Pengimejan Langsung Pelbagai Planet Mengorbit Bintang HR 8799
- Balai Cerap Keck: Instrumentasi Teleskop
