Info Astronomy - Diluncurkan pada 25 Desember 2021 kemarin, Teleskop Antariksa James Webb (Webb) baru akan mulai beroperasi pada Juni 2022 mendatang. Dengan teknologinya, ia akan menjadi teleskop yang dapat diandalkan untuk meneliti planet asing. Seberapa hebat sih teknologinya?
Salah satu target penelitian Webb untuk planet asing adalah TRAPPIST-1, sebuah sistem planet ekstrasurya yang terdiri dari tujuh planet berbatu seukuran Bumi yang mengitari bintang katai merah bersuhu sangat rendah. Tiga dari tujuh planet di sistem TRAPPIST-1 diketahui berada dalam zona laik huni bintangnya, zona di mana suhu permukaan planet mampu menopang air dalam wujud cair!
Namun, berada di zona laik huni bukan berarti planet-planet ini mampu menopang kehidupan seperti yang kita kenal. Kelaikhunian suatu planet tergantung pada beberapa indikator — atau yang disebut "biomarker" dalam astronomi.
Nah, indikator yang paling penting dari biomarker ini adalah komposisi atmosfer planet (jika memang planetnya memiliki atmosfer), yang harus memiliki jumlah yang signifikan dari metana, oksigen, uap air, karbon dioksida, dan gas lainnya dalam proporsi yang sama dengan yang ada di Bumi (karena sejauh ini kehidupan yang kita tahu hanya eksis di Bumi).
Menemukan biomarker atmosfer ini adalah salah satu tugas yang akan coba dilakukan dengan Webb. Nah, bagaimana kita bisa menggunakan Webb untuk menganalisis atmosfer planet-planet ini? Bukan kah mereka semua berjarak sangat jauh?
Jawabannya ternyata berasal dari bintang induknya.
Jadi, ketika sebuah planet asing sedang lewat di depan bintang induknya dalam pandangan dari kita, kita dapat menggunakan teleskop yang cukup sensitif untuk mendeteksi seberapa banyak cahaya dari bintang induknya itu yang terhalang oleh planet dan atmosfernya sebelum mencapai kita.
Cahaya dari bintang induknya ini dikenal sebagai spektrum. Dengan menggunakan teleskop khusus yang disebut teleskop spektrometer, kita dapat menganalisis spektrum cahaya bintang induknya berdasarkan panjang gelombang tertentu untuk melihat sinyal mana yang lebih redup dibandingkan saat planetnya sedang tidak transit. Hingga akhirnya, kita dapat mengetahui jenis gas apa saja yang paling mungkin terdapat di atmosfer planetnya. Teknik ini disebut spektroskopi transit.
Meskipun mungkin tampak berteknologi tinggi, spektroskopi transit pertama kali digunakan melalui teleskop antariksa Hubble pada tahun 2002, dan telah umum digunakan selama lebih dari satu dekade terakhir dengan berbagai instrumen pengamatan.
Namun, kalau teknologi ini sudah digunakan bertahun-tahun, mengapa sejauh ini kita belum menemukan planet yang benar-benar dapat menopang kehidupan di luar sana? Apa yang istimewa dari Webb sehingga hanya ia yang dapat menganalisis atmosfer planet asing untuk mengetahui kelaikhuniannya?
Ternyata, menganalisis spektroskopi transit saja belum cukup. Para astronom juga perlu untuk bisa mengamati planetnya secara langsung. Selama ini, dengan teknologi yang ada, para astronom kesulitan untuk melihat planetnya karena berukuran kecil jika dibandingkan dengan bintang induknya.
Di sini lah Webb hadir.
Webb merupakan teleskop terbesar yang akan mengamati alam semesta lewat panjang gelombang inframerah. Panjang gelombang yang satu ini sangat istimewa karena para astronom dapat "menembus" debu dan gas di galaksi yang selama ini menghalangi pandangan mereka terhadap planet-planet asing.
Itulah juga mengapa Webb ditempatkan sangat jauh dari Bumi, yakni di titik Lagrange 2, sekitar 1,5 juta kilometer dari Bumi. Posisi orbit ini dipilih agar Webb selalu terjaga suhunya tetap dingin, mengingat ia mengamati semesta lewat inframerah yang sangat sensitif terhadap panas.
Kombinasi letak orbit Webb dan instrumen canggihnya memberikan teleskop antariksa termutakhir buatan umat manusia ini sensitivitas inframerah yang lebih besar dan lebih baik daripada teleskop-teleskop sebelumnya, yang akan memungkinkannya mengkarakterisasi atmosfer sistem planet ekstrasurya, bahkan yang berukuran kecil seperti Bumi, untuk pertama kalinya dalam sejarah.
Kelak jika Webb dapat memastikan bahwa planet ekstrasurya yang diamatinya memiliki atmosfer seperti Bumi, ini akan menjadi penelitian pertama yang mengungkap adanya planet asing di luar sana yang berpotensi mampu menopang kehidupan, bahkan mungkin kehidupannya sendiri yang kita tidak pernah bayangkan wujudnya.
Sumber:
- https://www.scientificamerican.com/article/this-report-could-make-or-break-the-next-30-years-of-u-s-astronomy/
- https://nexsci.caltech.edu/workshop/2016/Deming_Sagan.pdf
- https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-s-webb-will-seek-atmospheres-around-potentially-habitable-exoplanets
- https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/how-does-nasa-s-webb-telescope-stay-cool-in-chamber-a
Sumber Jurnal:
- Gialluca, Megan T., dkk. (2021) “Characterizing Atmospheres of Transiting Earth-like Exoplanets Orbiting M Dwarfs with James Webb Space Telescope.” Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 133(1023), 054401. doi:10.1088/1538-3873/abf367.
- Rieke, G. H., dkk (2015). “The Mid-Infrared Instrument for the James Webb Space Telescope, I: Introduction.” Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 127(953), 584–594. doi:10.1086/682252
- Seager, Sara, Deming, D. (2010). “Exoplanet Atmospheres.” Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 48(1), 631–672. doi:10.1146/annurev-astro-081309-130837