Penemuan planet ekstra solar telah meletup dalam beberapa tahun terakhir. Sebenarnya, pada 1 Ogos 2017, ahli astronomi telah mengenal pasti 3.639 eksoplanet dalam 2.729 sistem planet dan 612 sistem planet berganda. Dan sementara kebanyakannya telah ditemui oleh Kepler - yang telah mengesan sejumlah 5,017 calon dan mengesahkan adanya 2,494 eksoplanet sejak 2009 - instrumen lain juga memainkan peranan penting dalam penemuan ini.
Ini termasuk Teleskop Angkasa Hubble, yang dalam beberapa tahun terakhir telah didedikasikan untuk pengesanan atmosfer di sekitar planet yang jauh. Baru-baru ini, ia digunakan dalam tinjauan yang menghasilkan bukti terkuat setakat ini untuk keberadaan stratosfer - lapisan atmosfer di mana suhu meningkat dengan ketinggian - di sekitar gergasi gas yang terletak kira-kira 900 tahun cahaya dari Sistem Suria kita.
Kajian yang berjudul "Exoplanet raksasa gas ultrahot dengan stratosfer", baru-baru ini muncul dalam jurnal Alam semula jadi. Diketuai oleh Thomas Evans, Felo Penyelidik dari Kumpulan Astrofizik di University of Exeter, pasukan itu bergantung pada data yang disediakan oleh Teleskop Angkasa Hubble NASA untuk mengkaji planet yang dikenali sebagai WASP-121b, gergasi gas yang mengorbit bintang putih-putih yang sedikit lebih besar daripada kita sendiri.
Planet itu sendiri mempunyai kira-kira 1.2 kali jisim Musytari, memiliki radius sekitar 1.9 kali dari Musytari, dan mempunyai tempoh orbit hanya 1.3 hari. Ini disebabkan jaraknya yang dekat dengan matahari, yang menjadikannya "Hot Jupiter". Sebenarnya, jika eksoplanet ini lebih dekat dengan bintangnya, dianggarkan graviti WASP-121 akan mula merobeknya.
Kedekatan ini juga yang sangat memanaskan atmosfer planet, mendorong suhu hingga 2,500 ° C (4,600 ° F). Sebagai Mark Marley, seorang penyelidik di Pusat Penyelidikan Ames NASA dan pengarang bersama kajian itu, menunjukkan dalam kenyataan akhbar NASA:
"Hasil ini menarik kerana ia menunjukkan bahawa sifat umum dari kebanyakan atmosfer dalam sistem suria kita - stratosfer yang hangat - juga dapat dijumpai di atmosfera exoplanet. Kita sekarang dapat membandingkan proses di atmosfera eksoplanet dengan proses yang sama yang berlaku dalam keadaan yang berbeza dalam sistem suria kita sendiri. "
Walaupun Hubble telah menemui kemungkinan tanda-tanda stratosfer di sekitar WASP-33b dan Jupiters panas lain pada masa lalu, kajian baru ini menunjukkan bukti terkuat setakat ini untuk keberadaan stratosfer eksoplanet. Sebabnya ada kaitan dengan data spektrografi yang diperoleh oleh Hubble dari atmosfer WASP-121b, yang menunjukkan adanya wap air - yang pertama adalah yang berkaitan dengan panas-Musytari.
Seperti yang dijelaskan oleh Tom Evans - juga Felo Penyelidik di University of Exeter dan penulis utama di atas kertas - penemuan ini mengesahkan sesuatu yang disyaki oleh ahli astronomi selama beberapa waktu. "Model teoritis telah menyarankan stratosfera dapat menentukan kelas planet ultra panas yang berbeza, dengan implikasi penting bagi fizik dan kimia atmosfera mereka," katanya. "Pemerhatian kami menyokong gambar ini."
Untuk mengkaji stratosfer WASP-121b, pasukan bergantung pada data spektroskopi yang dikumpulkan oleh Hubble's Wide Field Camera 3. Setelah menganalisis panjang gelombang yang berbeza yang merupakan sebahagian dari penahan cahaya WASP-121b, mereka menyatakan bahawa panjang gelombang tertentu bersinar agak terang di jalur inframerah. Ini, mereka menyimpulkan, disebabkan oleh adanya wap air di puncak atmosfer planet.
"Pelepasan cahaya dari air berarti suhu meningkat dengan tinggi," kata Tiffany Kataria, salah seorang penulis bersama dalam kajian dari Laboratorium Jet Propulsion NASA. "Kami teruja untuk menerokai sejauh mana tingkah laku ini berterusan dengan pemerhatian Hubble yang akan datang."
Di luar menjadi kes yang paling meyakinkan sejauh mana eksoplanet mempunyai stratosfer, WASP-121b juga menarik kerana betapa panasnya Musytari panas ini. Berdasarkan data mereka, pasukan menyimpulkan bahawa suhu di atmosfer meningkat dengan ketinggian - ciri khas stratosfera. Dalam stratosfera Bumi, proses ini didorong oleh ozon, yang memerangkap sinar ultraviolet Matahari dan menaikkan suhu molekul sekitarnya.
Walau bagaimanapun, suhu stratosfera Bumi tidak melebihi 270 K (-3 ° C; 26.6 ° F). Apabila seseorang mempertimbangkan Planet Suria lain yang juga mempunyai stratosfera - seperti Titan bulan Saturnus, yang mengalami pemanasan kerana interaksi sinaran suria, zarah bertenaga dan metana - suhu tidak berubah lebih dari 56 ° C (100 ° F). Tetapi dalam kes WASP-121b, suhu di stratosfera meningkat sekitar 560 ° C (1,000 ° F).
Bahkan Venus, planet terpanas di Sistem Suria, tidak dapat menandinginya! Di "Sister Planet" Bumi, suhu tetap stabil sekitar 735 K (462 ° C; 863 ° F), yang cukup panas untuk mencairkan timbal. Tetapi pada WASP-121b, suhu mencecah empat kali lebih tinggi! Ini bermaksud atmosfera planet ini cukup panas untuk mencairkan keluli tahan karat dan logam lain - seperti berilium, platinum dan zirkonium.
Pada masa ini, saintis tidak mengetahui bahan kimia apa yang mendorong kenaikan suhu ini. Beberapa kemungkinan telah dicadangkan, seperti vanadium oksida dan titanium oksida. Bukan hanya sebatian ini yang dipercayai umum bagi kerdil coklat (alias "bintang gagal", yang mempunyai banyak persamaan dengan raksasa gas), mereka juga memerlukan suhu terpanas yang mungkin untuk menjaga mereka dalam keadaan gas.
Bagaimanapun, gergasi gas yang jauh ini terbukti menjadi kajian kes yang menarik. Di masa depan, penyelidikan mengenai ini dan "Jupiter super panas" lain mungkin akan mencabar dan memperluas pemahaman kita sekarang tentang bagaimana bentuk dan tingkah laku atmosfera dari masa ke masa.
