Sains Exoplanet: James Webb Menghadapi Era Baharu  

Pengesanan pertama karbon dioksida dalam atmosfera a planet di luar sistem suria, imej pertama sebuah exoplanet by JWST, imej pertama an exoplanet pernah diambil pada panjang gelombang inframerah dalam, pengesanan pertama awan silikat dalam atmosfera pendamping jisim planet…., Teleskop Angkasa James Webb (JWST) sedang memulakan era baharu dalam kajian exoplanet. 

Kajian tentang exoplanets (iaitu, planet di luar sistem suria) dalam sistem bintang bintang dalam galaksi (termasuk dalam galaksi kita galaksi rumah Milky Way) memegang kunci kepada usaha untuk seperti bumi yang boleh dihuni planet dengan persekitaran dan keadaan yang kondusif untuk menyokong kehidupan. Exoplanet adalah tumpuan dalam pencarian tandatangan hidupan luar bumi. Beberapa dekad pemikiran berikutan paradoks Fermi (1950) dan persamaan Drake (1961), exoplanet sains nampaknya semakin mendapat tempat sekarang. Lebih 5000 exoplanets termasuk di galaksi di luar rumah kita galaksi, telah pun dikesan dan senarai itu semakin meningkat.  

JWST, yang baru-baru ini mula beroperasi sebagai Balai Cerap Inframerah berasaskan jarak yang ditugaskan pada jarak 1 juta batu dari Bumi sedang mengatasi had pengukuran fotometri teleskop optik secara besar-besaran dan nampaknya akan memulakan era baharu dalam kajian exoplanets dan seterusnya ke arah usaha untuk didiami planet dalam galaksi rumah dan seterusnya.  

Satu perkembangan terkini yang dilaporkan dalam pracetak pada 24^th Ogos 2022 ialah pengesanan definitif pertama karbon dioksida (CO₂) dalam suasana an exoplanet. WASP-39b ialah gergasi gas panas. Kajian terdahulu menggunakan teleskop optik telah menunjukkan kehadiran CO₂ tetapi pemerhatian spektroskopi penghantaran diperolehi dengan JWST mengesahkan kehadiran CO₂ dalam suasana ini exoplanet¹. Kerana ini exoplanet ialah gergasi gas panas, kehadiran CO₂ mencadangkan pembentukan atmosfera primer melalui pengayaan logam iaitu, bahagian unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium semakin meningkat. Selain CO₂, suasana ini exoplanet juga harus mempunyai air, CO, dan H₂S. Kehadiran CO₂ dalam atmosfera sekunder daratan exoplanet adalah juga penting walaupun ini tidak berlaku dengan WASP-39b.  

Pengesanan definitif pertama CO₂ dengan cepat diikuti oleh laporan (pada 31^st Ogos 2022) imej pertama an exoplanet diambil oleh JWST, dan imej pertama an exoplanet pernah diambil pada panjang gelombang inframerah dalam melebihi 5 μm. Ini dilakukan melalui pemerhatian koronagrafi ke atas exoplanet, HIP 65426 b, menggunakan JWSTKamera Inframerah Dekat (NIRCam) dan Instrumen Inframerah Pertengahan (MIRI). Imej-imej daripada exoplanet HIP 65426 b agak tajam yang mengesahkannya JWST boleh imej eksoplanet secara terus dengan lebih terperinci untuk pemahaman yang lebih baik tentang sistem planet yang jauh².  

Satu lagi perkembangan dilaporkan pada 1^st September 2022 ialah spektrum kesetiaan tertinggi setakat ini a planet-objek jisim, VHS 1256 b yang diperhatikan dengan JWST Mod NIRSpec IFU dan MIRI MRS. Air, metana, karbon monoksida, karbon dioksida, natrium, dan kalium diperhatikan dalam spektrum. Selanjutnya, pasukan penyelidik secara langsung mengesan awan silikat dalam atmosfera VHS 1256 b, yang merupakan pengesanan pertama sedemikian untuk planet-sahabat jisim³. 

Alat yang digunakan dalam kajian ini, ihsan JWST, membuka pintu untuk penemuan baharu tentang eksoplanet di rumah galaksi dan seterusnya.

*** 

Rujukan:  

1. Siaran Awal Komuniti Exoplanet Transit JWST Sains/Ilmu Pasukan et al 2022. Pengenalpastian karbon dioksida dalam atmosfera eksoplanet. Dihantar pada 24 Ogos 2022. Pra-cetak di arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.11692  

2. Carter, AL et al. 2022. Program Sains Keluaran Awal JWST untuk Pemerhatian Langsung Sistem Eksoplanet I: Pengimejan Kontras Tinggi Exoplanet HIP 65426 b dari 2-16 μm. Pracetak di arXiv. Dihantar pada 31 Ogos 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2208.14990  

3. Miles, BE et al. 2022. Program Sains Keluaran Awal JWST untuk Pemerhatian Langsung Sistem Eksoplanet II: A Spektrum 1 hingga 20 Mikron dari Planetary-Jisim Companion VHS 1256-1257 b. Pracetak di axRiv. Dihantar pada 1 September 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2209.00620  

***