Para ilmuwan telah menemukan bahwa sebuah planet yang berpotensi layak huni telah kehilangan atmosfernya, sebuah proses yang pada akhirnya dapat membuat dunia, Trappist-1e, tidak dapat dihuni. Abstraksi tersebut tampaknya disebabkan oleh arus listrik yang muncul saat planet bergerak mengelilingi bintang induk katai merahnya.
Ini merupakan penemuan penting karena sistem Trappist-1, di mana planet ekstrasurya ini mengorbit bintang katai merah kecil, telah menjadi salah satu target utama pencarian kehidupan di luar angkasa. Dari tujuh dunia berbatu yang mirip Bumi dalam sistem tersebut, setidaknya tiga berada di zona layak huni, yaitu wilayah di sekitar bintang yang tidak terlalu panas atau terlalu dingin untuk memungkinkan sebuah planet menyokong air dalam bentuk cair.
Namun, planet tanpa atmosfer tidak dapat menampung air dalam bentuk cair, meskipun berada di zona layak huni, yang juga dikenal sebagai “zona Goldilocks”. Hal ini menunjukkan bahwa meskipun Trappist-1e mungkin berada di zona layak huni katai merah Trappist-1, yang terletak 40 tahun cahaya dari Bumi, kelayakhuniannya mungkin akan cepat berlalu.
Fenomena yang sama yang mempengaruhi atmosfer Trappist-1e juga dapat mempengaruhi atmosfer planet lain di zona layak huni ini, yang merupakan kabar buruk bagi kemungkinan ditemukannya kehidupan di sistem ini.
Terkait: Exoplanet TRAPPIST-1 tampaknya tidak memiliki atmosfer, dan kebenarannya mungkin tersembunyi di dalam bintangnya, ungkap Teleskop Luar Angkasa James Webb
Metode untuk menghilangkan atmosfer planet ekstrasurya
Trappist-1e kira-kira seukuran Bumi, namun memiliki massa sekitar 0,7 kali massa planet kita. Ini adalah planet keempat dari bintangnya, dan ia berputar pada jarak hanya 0,028 kali jarak antara Bumi dan Matahari, dan menyelesaikan satu revolusi hanya dalam 6,1 hari Bumi.
Meski begitu, karena Trappist-1 jauh lebih kecil dan lebih dingin dibandingkan Matahari, zona layak huninya jauh lebih dekat ke permukaannya dibandingkan zona layak huni bintang kita. Oleh karena itu, tampaknya bukan radiasi dari katai merah yang mengikis atmosfer TRAPPIST-1e, melainkan angin partikel bermuatan yang berasal dari bintang yang disebut “angin bintang”.
“Kami mengamati bagaimana cuaca luar angkasa berubah di seluruh orbit planet, dengan TRAPPIST-1e bergerak sangat cepat di antara kondisi dan tekanan angin bintang yang sangat berbeda, yang menyebabkan semacam kompresi dan relaksasi medan magnet planet,” kata Cecilia Garafo, dari tim. Seorang anggota dan ahli astrofisika di Harvard dan Smithsonian mengatakan kepada Space.com. “Ini menghasilkan arus listrik yang kuat di lapisan atas atmosfer – ionosfer – yang memanaskan atmosfer seperti pemanas listrik.”
Bumi juga mengalami perubahan angin matahari, yang menyebabkan kenaikan serupa di atmosfer kita, jelas Jarrafo. Perbedaannya adalah panas yang dirasakan TRAPPIST-1e 100.000 kali lebih kuat dibandingkan panas yang dirasakan Bumi akibat angin matahari. Hal ini karena Trappist-1e bergerak cepat di sekitar bintangnya, dan gerakan tersebut mendorong arus ionosfer kuat yang menghilangkan dan menghasilkan panas yang hebat, yang oleh tim disebut sebagai “pemanasan Joule yang diarahkan oleh tegangan”.
Meskipun tim memperkirakan efek ini akan terjadi pada tahun 2017, para peneliti terkejut dengan betapa kuatnya efek yang mereka temukan sekarang.
“Kekuatan TRAPPIST-1e mungkin sangat kuat sehingga panasnya menguapkan atmosfer bagian atas,” kata Jarrafo. “Selama jutaan tahun, planet ini bisa kehilangan seluruh atmosfernya karena fenomena ini.”
Penelitian tim menunjukkan bahwa ada lebih dari dua cara sebuah planet kehilangan atmosfernya.
Ofer Cohen, anggota tim dan peneliti di Lowell Space Science and Technology Center, mengatakan kepada Space.com bahwa hilangnya atmosfer eksoplanet biasanya dianggap didorong oleh beberapa proses eksternal. Ini termasuk radiasi kuat dari bintang, yang dapat menyebabkan atmosfer memanas dan lepas, atau partikel bermuatan dalam angin bintang yang menghempaskan planet-planet, sehingga menyebabkan efek pengupasan yang kuat.
“Dalam hal ini, pemanasan dan hilangnya atmosfer semata-mata didorong oleh pergerakan cepat planet ini. Jadi, planet ini akan kehilangan atmosfernya hanya dengan bergerak,” kata Cohen. “Seolah-olah kita terlalu malas untuk membersihkan salju dari atap mobil kita, dan kita mulai mengemudi, berharap udara yang bergerak di sekitar mobil akan bekerja untuk kita dan menghilangkan salju – setidaknya itulah yang kita lakukan. di wilayah Boston.
“Saya pikir sangat keren bahwa planet dapat melakukan hal tersebut dengan atmosfernya.”
Bagaimana dengan planet Trappist-1 lainnya?
Di Bumi, magnetosfer melindungi atmosfer kita dengan mengalihkan partikel bermuatan ke garis medan magnet dan keluar dari planet kita. Mars, yang tidak memiliki medan magnet yang kuat, atmosfernya terkikis oleh angin matahari dan radiasi matahari yang keras. Faktanya, Planet Merah mungkin kehilangan airnya ke luar angkasa sebagai akibatnya.
Trappist-1e juga diperkirakan memiliki magnetosfer, namun hasil ini menunjukkan bahwa magnetosfer mungkin tidak cukup untuk mencegah hilangnya atmosfer.
“Biasanya, medan magnet sebuah planet bertindak seperti gelembung pelindung, namun di sekitar TRAPPIST-1e, gelembung tersebut terganggu,” kata Garaffo. “Medan magnet planet terhubung dengan medan magnet bintang, menciptakan jalur yang memungkinkan partikel-partikel bintang mengenai bintang. planet secara langsung.” “Hal ini tidak hanya mengikis atmosfer, namun juga memanaskannya secara signifikan, membuat TRAPPIST-1e dan tetangganya rentan kehilangan seluruh atmosfernya.”
Trappist-1e adalah planet keempat dari bintang katai merah yang terletak di jantung sistem planet dunia berbatu yang menakjubkan ini. Para astronom sebelumnya telah menemukan bahwa Trappist-1b, planet ekstrasurya yang paling dekat dengan bintang tersebut, tampaknya telah kehilangan atmosfernya.
Tim percaya bahwa pemanasan Joule yang disebabkan oleh potensi listrik juga dapat mempengaruhi Trappist-1f dan Trappist-1g, sehingga menghilangkan atmosfer mereka juga, meskipun pada tingkat yang lebih rendah dibandingkan dengan Trappist-1e. Hal ini karena, pada jarak masing-masing 0,038 dan 0,04683 kali jarak antara Bumi dan Matahari dari bintangnya, planet-planet ini bergerak lebih lambat melalui angin bintang katai merah dibandingkan Trappist-1e.
“Planet yang dekat dengan TRAPPIST-1 akan mengalami nasib yang lebih ekstrem, dan planet yang lebih jauh darinya akan mengalami nasib yang sedikit lebih baik,” kata Jarrafo. “Saya membayangkan semua planet Trappist-1 akan kesulitan mempertahankan atmosfer apa pun.”
Temuan tim ini bisa mempunyai implikasi di luar sistem Trappist-1 serta pencarian exoplanet yang layak huni dan kehidupan di luar tata surya. Mereka menunjukkan bahwa planet ekstrasurya yang dekat dengan bintang induknya kemungkinan besar akan kehilangan atmosfernya meskipun berada dalam zona layak huni bintang tersebut.
Hasilnya juga dapat membantu menyarankan bintang mana yang mungkin menampung planet-planet yang mengandung molekul yang mengindikasikan keberadaan kehidupan: biomarker.
“Penelitian kami menunjukkan bahwa bintang induk bermassa rendah mungkin bukan yang paling menjanjikan untuk menampung planet yang memiliki atmosfer,” Jarravo menyimpulkan. “Mengidentifikasi bintang induk yang dapat mendukung planet layak huni dan memantau transit atmosfer tersebut menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb dan observatorium masa depan, serta membangun teknologi untuk menafsirkan hasil tersebut dalam bentuk biomarker.”
Penelitian tim ini dipublikasikan pada 16 Februari Jurnal Astrofisika.
“Pakar bir seumur hidup. Penggemar perjalanan umum. Penggemar media sosial. Pakar zombie. Komunikator.”
More Stories
Para astronom memecahkan misteri ledakan dramatis FU Orionis pada tahun 1936
Studi tersebut menemukan bahwa paparan cahaya dikaitkan dengan keterampilan kognitif yang lebih tajam
Pada Kamis malam, SpaceX menargetkan peluncuran roket Cape ke-33 pada tahun 2024