Teleskop James Webb Buktikan Keberadaan Atmosfer Padat pada Eksoplanet Batuan Ultra Panas TOI-561 b

Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) baru-baru ini menyajikan bukti paling kuat mengenai adanya atmosfer substansial yang mengelilingi eksoplanet batuan bernama TOI-561 b. Penemuan ini sungguh mengguncang paradigma lama yang menyatakan bahwa planet berukuran kecil yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya tidak mungkin mempertahankan lapisan gas akibat radiasi bintang yang intens.

TOI-561 b diklasifikasikan sebagai superbumi ultra panas. Planet ini pertama kali terdeteksi pada tahun 2020 dan diperkirakan merupakan salah satu planet tertua yang pernah ditemukan, dengan usia sekitar 10 miliar tahun. Planet ini memiliki radius sekitar 1,4 kali lipat dari Bumi. Ia mengorbit bintangnya dalam waktu kurang dari 11 jam, menempatkannya dalam kategori langka yang disebut planet dengan periode orbit ultra pendek (USP).

Bintang induk TOI-561 adalah katai oranye, usianya diperkirakan dua hingga tiga kali lipat usia Matahari. Karena jarak orbitnya yang sangat dekat, planet ini mengalami penguncian pasang surut, artinya satu sisi planet selalu menghadap bintangnya secara permanen. Kondisi ini menciptakan perbedaan suhu ekstrem antara sisi siang dan sisi malam.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Johanna Teske dari Laboratorium Bumi dan Planet Institut Carnegie memanfaatkan spektrograf NIRSpec milik JWST. Mereka mengukur suhu sisi siang planet berdasarkan kecerahan inframerah dekatnya. Jika TOI-561 b hanyalah bongkahan batu telanjang, suhu di sisi siangnya seharusnya mencapai sekitar 2700 °C (4900 °F).

Namun, hasil pengamatan yang dilakukan pada Mei 2024 menunjukkan suhu yang jauh lebih rendah, yakni hanya 1800 °C (3200 °F). Perbedaan termal yang tak terduga ini paling baik dijelaskan oleh keberadaan selubung gas yang signifikan dan kaya akan zat volatil. Selubung gas ini berfungsi mendistribusikan kembali panas ke seluruh permukaan planet.

Salah satu rekan penulis, Tim Lichtenberg dari Universitas Groningen, mengemukakan bahwa planet ini mungkin menyerupai 'bola lava basah', yang berarti komposisinya lebih kaya akan zat volatil dibandingkan Bumi. Kepadatan planet yang anomali ini tidak dapat sepenuhnya dijelaskan hanya oleh komposisi internalnya, misalnya memiliki inti besi kecil dan mantel silikat yang kurang padat.

Bintang TOI-561 sendiri tergolong miskin logam. Hal ini mengindikasikan bahwa planet tersebut terbentuk dalam lingkungan kimia yang berbeda dari planet-planet di Tata Surya kita. Para ilmuwan menduga bahwa komposisi planet ini mungkin mewakili tipe planet yang terbentuk ketika alam semesta masih relatif muda.

Menurut Dr. Anjali Piette dari Universitas Birmingham, keberadaan atmosfer sangat krusial untuk menjelaskan semua pengamatan yang ada, terutama karena angin kencang berpotensi memindahkan panas menuju sisi malam. Para peneliti berspekulasi adanya keseimbangan antara lautan magma dan atmosfer, di mana gas terus-menerus dilepaskan dan diserap kembali.

Para peneliti berencana memanfaatkan lebih dari 37 jam data observasi JWST untuk memetakan sirkulasi panas dan memperjelas komposisi atmosfer planet tersebut. Hasil studi ini telah dipublikasikan dalam jurnal The Astrophysical Journal Letters. Nicole Wallack, rekan penulis lainnya, menyatakan bahwa penemuan ini 'membalikkan pandangan umum mengenai planet dengan periode orbit ultra pendek.'