Ahli astronomi telah mendapat gambaran paling jelas setakat ini tentang permukaan sebuah eksoplanet - planet di luar sistem suria kita - terima kasih kepada Teleskop Angkasa James Webb milik NASA.
Penemuan Eksoplanet LHS 3844 b
Webb mengumpul data mengenai eksoplanet berbatu dengan diameter kira-kira 30 peratus lebih besar daripada Bumi yang menunjukkan ia adalah dunia tandus dan tanpa udara yang permukaannya mungkin menyerupai Mercury, planet paling dalam dalam sistem suria kita. Ketiadaan atmosfera yang boleh dikesan dan suhu ekstremnya - panas membara di satu sisi dan sejuk beku di sisi lain - menjadikannya tidak boleh dihuni.
Planet ini dipanggil LHS 3844 b, atau Kua'kua, perkataan untuk rama-rama dalam bahasa orang asli yang dituturkan di Costa Rica. Ia mengorbit bintang yang lebih kecil dan kurang bercahaya daripada matahari, terletak kira-kira 49 tahun cahaya dari Bumi. Satu tahun cahaya adalah jarak yang dilalui cahaya dalam setahun, iaitu 9.5 trilion km.
"Planet ini bukan tempat yang menyenangkan," kata ahli astronomi Laura Kreidberg, pengarah urusan Institut Astronomi Max Planck di Jerman dan pengarang kanan kajian yang diterbitkan minggu ini dalam jurnal Nature Astronomy. "Ia adalah batu tandus yang neraka - lebih menyerupai Mercury berbanding Bumi. Tiada kesan atmosfera. Sebaliknya, kita melihat permukaan gelap, mungkin sudah tua. Bayangkan batu kosong yang meluncur di angkasa selama berbilion tahun. Anda tidak mahu pergi ke sana," kata Kreidberg.
Permukaan Purba dan Proses Geologi
Pemerhatian menunjukkan permukaan planet purba yang dilitupi regolit gelap - bahan berbatu longgar dan hancur yang menutupi batuan dasar pejal, lahir daripada berbilion tahun hantaman berterusan oleh sinaran bintang dan hentaman mikrometeorit.
Webb, yang dilancarkan pada 2021 dan mula beroperasi pada 2022, telah membolehkan kemajuan revolusioner dalam pemahaman tentang eksoplanet. Keupayaan pemerhatian inframerahnya yang mantap telah membantu membezakan komposisi kimia dan dinamik dalaman atmosfera eksoplanet, malah menunjukkan jenis awan yang ada.
Webb kini membolehkan ahli astronomi mengkaji secara langsung geologi dan komposisi permukaan eksoplanet, kata ahli astronomi dan pengarang utama kajian Sebastian Zieba dari Pusat Astrofizik, Harvard & Smithsonian di Massachusetts. "Itu sangat mencabar sebelum Teleskop Angkasa James Webb. Oleh itu, ini juga meletakkan Bumi dan sistem suria secara keseluruhan dalam konteks yang lebih besar, membolehkan kita memeriksa sama ada proses atau komposisi permukaan yang biasa dalam sistem suria adalah umum di sekeliling bintang lain juga," kata Zieba.
"Ia seperti kita tiba-tiba membersihkan cermin mata kita dan dapat melihat planet dengan jelas buat pertama kali," tambah Kreidberg.
Ciri Orbit dan Suhu Ekstrem
Bintang yang diorbit oleh Kua'kua adalah jenis biasa yang dipanggil kerdil merah. Jisimnya kira-kira 15 peratus daripada matahari dan kecerahannya kira-kira 0.3 peratus. Kua'kua terletak sangat dekat dengan bintang, mengorbitnya sekali setiap 11 jam. Ia juga 'terkunci pasang surut,' bermakna satu sisi sentiasa menghadap bintang dan sisi lain sentiasa membelakangi, seperti bulan terhadap Bumi.
Permukaan 'sisi siang' planet - sentiasa dipanggang oleh bintang - adalah kira-kira 725 darjah Celsius. Tiada haba yang dapat dikesan di 'sisi malam' planet.
Webb membolehkan penyelidik mengesan cahaya - khususnya kawasan inframerah spektrum elektromagnet - yang datang terus dari permukaan planet. "Batuan yang berbeza mempunyai cap jari spektrum yang berbeza, sama seperti atmosfera. Batuan gunung berapi gelap seperti basalt sepadan dengan pemerhatian kami jauh lebih baik daripada batuan kaya silika yang lebih cerah seperti granit," kata Zieba.
Permukaan Mercury dan bulan didominasi basalt. "Di Bumi, pembentukan granit yang meluas dikaitkan dengan air dan tektonik plat," kata Zieba, merujuk kepada proses geologi di planet kita yang melibatkan pergerakan perlahan plat besar yang membentuk permukaan Bumi. "Jadi jika anda pernah mengenal pasti permukaan seperti granit pada eksoplanet, itu tidak (secara automatik) bermakna kehidupan, tetapi ia akan menunjukkan sejarah geologi yang lebih seperti Bumi berbanding permukaan lain."
Satu lagi kemungkinan yang sepadan dengan pemerhatian adalah permukaan pejal batuan gunung berapi yang agak baru, tetapi penyelidik mencari gas berkaitan gunung berapi seperti sulfur dioksida dan tidak menjumpainya.
Tanpa atmosfera, terdapat sedikit perlindungan daripada sinaran bintang atau zarah bercas dari bintang dan tiada peluang untuk air cair, yang dianggap asas untuk kehidupan. "Jadi secara keseluruhan, ini hampir pasti bukan dunia yang boleh dihuni," kata Zieba.
