Kerdil coklat - benda-benda bukan-planet-dan-bukan-bintang-itu adalah keanehan menarik yang berjisim terlalu rendah untuk membakar hidrogen, tetapi lebih besar daripada planet. Mereka hanya mengeluarkan sedikit cahaya, sehingga sulit untuk dikesan, membuat para saintis tidak yakin berapa banyak dari mereka di luar sana di galaksi kita.
Tetapi ahli astronomi telah mengawasi satu kerdil coklat tertentu yang disebut WISE 0855. Hanya 7.2 tahun cahaya dari Bumi, ia adalah objek paling sejuk di luar Sistem Suria kita dan hampir tidak dapat dilihat pada panjang gelombang inframerah. Tetapi dengan beberapa teknik pemerhatian spektroskopi yang licik, para astronom kini telah menentukan bahawa objek ini mempunyai beberapa ciri menarik: suasananya penuh dengan awan wap air. Ini adalah kali pertama awan air dikesan di luar Sistem Suria kita.
"Lima kali lebih lemah daripada objek lain yang dikesan dengan spektroskopi darat pada panjang gelombang ini," kata Andrew Skemer, penolong profesor astronomi dan astrofizik di UC Santa Cruz dan pengarang pertama pada kertas WISE 0855 yang diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters ( kertas boleh didapati di arXiv di sini). "Sekarang kita mempunyai spektrum, kita benar-benar dapat mulai memikirkan apa yang sedang terjadi dalam objek ini. Spektrum kami menunjukkan bahawa WISE 0855 didominasi oleh wap air dan awan, dengan penampilan keseluruhan yang sangat mirip dengan Musytari. "
Nama penuh kerdil coklat ini adalah WISE J085510.83-071442.5, tetapi kami ada di antara rakan-rakan, jadi pendeknya W0855. Ia mempunyai kira-kira lima kali jisim Musytari dan merupakan kerdil coklat terdingin yang pernah dikesan, dengan suhu rata-rata sekitar 250 darjah Kelvin, atau minus 10 darjah F, minus 20 C. Itu menjadikannya sedingin Jupiter, yaitu 130 darjah Kelvin.
"WISE 0855 adalah peluang pertama kami untuk mengkaji objek massa planet ekstrasolar yang hampir sedingin gergasi gas kita sendiri," kata Skemer.
Skemer dan pasukannya menggunakan teleskop Gemini-Utara di Hawaii dan Spectrograph Gemini Near Infrared untuk memerhatikan WISE 0855 lebih dari 13 malam selama kira-kira 14 jam. Skemer adalah sebahagian daripada pasukan yang mengkaji objek ini pada tahun 2014 menemui petunjuk sementara awan air berdasarkan data fotometrik yang sangat terhad. Skemer mengatakan bahawa mendapatkan spektrum (yang memisahkan cahaya dari objek ke panjang gelombang komponennya) adalah satu-satunya cara untuk mengesan komposisi molekul objek ini.
Sebuah video mengenai penemuan dan kajian 2014 WISE 0855:
WISE 0855 terlalu samar untuk spektroskopi konvensional pada panjang gelombang optik atau jarak dekat inframerah, tetapi pasukan itu menyahut cabaran dan melihat pelepasan haba dari objek pada panjang gelombang dalam tingkap sempit sekitar 5 mikron.
"Saya rasa semua orang dalam pasukan penyelidik benar-benar percaya bahawa kita bermimpi untuk berfikir bahawa kita dapat memperoleh spektrum kerdil coklat ini kerana cahaya termalnya sangat lemah," kata Skemer. WISE 0855, begitu sejuk dan pingsan sehingga banyak ahli astronomi menyangka akan bertahun-tahun sebelum spektrum dapat diperoleh. "Saya fikir kita harus menunggu sehingga Teleskop Angkasa James Webb beroperasi untuk melakukan ini," kata Skemer.
Pemandangan spektroskopi ini memberikan gambaran mengenai persekitaran suasana WISE 0855. Dengan data yang ada, para penyelidik kemudian mengembangkan model atmosfera kimia keseimbangan untuk kerdil coklat pada suhu 250 darjah Kelvin dan mengira spektrum yang dihasilkan dengan andaian yang berbeza, termasuk model yang berawan dan bebas awan. Model-model tersebut meramalkan spektrum yang dikuasai oleh ciri-ciri yang dihasilkan dari wap air, dan model yang mendung menghasilkan yang paling sesuai dengan ciri-ciri dalam spektrum WISE 0855.
Walaupun spektrum objek ini sangat mirip dengan Musytari, WISE 0855 nampaknya mempunyai suasana yang kurang bergelora.
"Spektrum ini membolehkan kita menyelidiki sifat dinamik dan kimia yang telah lama dipelajari di atmosfer Musytari, tetapi kali ini di dunia ekstrasur," kata Skemer.
Para saintis mengatakan WISE 0855 lebih mirip dengan Musytari daripada mana-mana eksoplanet yang belum dijumpai, yang sangat menarik kerana misi Juno baru sahaja memulakan penjelajahannya di dunia gergasi. Musytari, bersama dengan planet gas lain di Sistem Suria kita, semuanya mempunyai awan dan ribut, walaupun awan Musytari terutama terbuat dari amonia dengan awan tingkat bawah mungkin mengandung air. Salah satu tujuan Juno adalah menentukan kelimpahan air global di Musytari.
Sumber: UC Santa Cruz, Gemini
