Bagaimana Sinar-X Mengungkapkan Tempat yang Aman bagi Kehidupan

Para astronom menggunakan Chandra dan XMM-Newton untuk mengevaluasi apakah bintang-bintang terdekat memancarkan tingkat radiasi yang konsisten dengan exoplanet yang dapat dihuni.

Penelitian ini bertujuan untuk membantu memprioritaskan bintang untuk pencitraan terperinci dengan teleskop masa depan, dengan fokus pada bintang yang tingkat radiasinya dapat mendukung atmosfer planet yang mendukung kehidupan.

Menjelajahi Kelayakan Huni Eksoplanet dengan Teleskop Canggih

Menggunakan NASAObservatorium Sinar-X Chandra milik ESA danBadan Antariksa Eropa's) XMM-Newton, para astronom tengah mempelajari apakah bintang-bintang di dekatnya dapat menjadi tempat tinggal bagi eksoplanet yang dapat dihuni, berdasarkan apakah planet-planet tersebut memancarkan radiasi yang dapat menghancurkan kondisi potensial bagi kehidupan seperti yang kita ketahui. Jenis penelitian ini akan membantu memandu pengamatan dengan teleskop generasi berikutnya yang bertujuan untuk menciptakan citra pertama planet-planet mirip Bumi.

Sebuah tim peneliti mempelajari bintang-bintang yang cukup dekat dengan Bumi sehingga teleskop masa depan dapat mengambil gambar planet-planet di zona yang disebut zona layak huni, yang didefinisikan sebagai orbit di mana planet-planet dapat memiliki air cair di permukaannya.

Menganalisis Potensi Kelayakhunian Melalui Radiasi Bintang

Citra planet apa pun akan berupa satu titik cahaya dan tidak akan secara langsung memperlihatkan fitur permukaan seperti awan, benua, dan lautan. Namun, spektrumnya — jumlah cahaya pada panjang gelombang yang berbeda — akan mengungkapkan informasi tentang komposisi permukaan dan atmosfer planet.

Ada beberapa faktor yang memengaruhi apa yang membuat sebuah planet cocok untuk kehidupan seperti yang kita ketahui. Salah satu faktor ini adalah jumlah sinar-X dan sinar ultraviolet berbahaya yang diterimanya dari bintang induknya, yang dapat merusak atau bahkan menghilangkan atmosfer planet tersebut.

Metodologi Penelitian dan Observasi Stellar

“Tanpa mengidentifikasi sinar-X dari bintang induknya, kita kehilangan elemen kunci dalam menentukan apakah sebuah planet benar-benar layak huni atau tidak,” kata Breanna Binder dari California State Polytechnic University di Pomona, yang memimpin penelitian tersebut. “Kita perlu melihat jenis dosis sinar-X yang diterima planet-planet ini.”

Binder dan rekan-rekannya mulai dengan membuat daftar bintang-bintang yang cukup dekat dengan Bumi sehingga teleskop berbasis darat dan antariksa masa depan dapat mengambil gambar planet-planet di zona layak huni. Teleskop-teleskop masa depan ini termasuk Habitable Worlds Observatory dan teleskop-teleskop sangat besar berbasis darat.

Temuan dan Implikasi bagi Penemuan Exoplanet di Masa Depan

Berdasarkan pengamatan sinar-X dari beberapa bintang ini menggunakan data dari Chandra dan XMM-Newton, tim Binder menyelidiki bintang mana yang dapat menampung planet dengan kondisi yang mendukung pembentukan dan perkembangan kehidupan.

Tim tersebut mempelajari seberapa terang bintang tersebut dalam sinar-X, seberapa energik sinar-X tersebut, dan seberapa banyak dan seberapa cepat keluaran sinar-X berubah, misalnya, karena flare. Sinar-X yang lebih terang dan lebih energik dapat menyebabkan lebih banyak kerusakan pada atmosfer planet yang mengorbit.

Mengoptimalkan Pemilihan Target untuk Teleskop Generasi Berikutnya

“Kami telah mengidentifikasi bintang-bintang yang lingkungan radiasi sinar-X zona layak huninya mirip atau bahkan lebih ringan daripada lingkungan tempat Bumi berevolusi,” kata Sarah Peacock, salah satu penulis studi dari University of Maryland, Baltimore County. “Kondisi seperti itu mungkin memainkan peran penting dalam mempertahankan atmosfer yang kaya seperti yang ditemukan di Bumi.”

Para peneliti menggunakan data yang tersedia di arsip dari pengamatan Chandra selama hampir 10 hari dan pengamatan XMM selama sekitar 26 hari untuk memeriksa perilaku sinar-X dari 57 bintang terdekat, beberapa di antaranya memiliki planet yang diketahui. Sebagian besar planet ini adalah planet raksasa seperti JupiterBahasa Indonesia: Saturnatau Neptunussementara hanya segelintir planet atau kandidat planet yang mungkin memiliki massa kurang dari dua kali massa Bumi.

Kemungkinan ada lebih banyak planet yang mengorbit bintang-bintang dalam sampel tersebut, terutama yang ukurannya mirip dengan Bumi, yang belum terdeteksi sejauh ini. Studi transit, yang mencari penurunan kecil dalam cahaya saat planet-planet lewat di depan bintang-bintang mereka dari sudut pandang kita, melewatkan banyak planet karena geometri khusus yang diperlukan untuk menemukannya. Ini berarti peluang mendeteksi planet yang transit dalam sampel bintang yang sangat kecil itu rendah; hanya satu planet ekstrasurya dalam sampel yang diambil melalui transit.

Teknik utama lainnya untuk mendeteksi planet adalah melalui deteksi getaran pada bintang yang disebabkan oleh planet yang mengorbitnya, dan teknik ini sangat sensitif untuk menemukan planet raksasa yang relatif dekat dengan bintang induknya.

“Kami tidak tahu berapa banyak planet mirip Bumi yang akan ditemukan dalam gambar dengan teleskop generasi berikutnya, tetapi kami tahu bahwa waktu yang dihabiskan untuk mengamatinya akan sangat berharga dan sangat sulit diperoleh,” kata salah satu penulis Edward Schwieterman dari University of California, Riverside. “Data sinar-X ini membantu menyempurnakan dan memprioritaskan daftar target dan dapat memungkinkan gambar pertama planet mirip Bumi diperoleh dengan lebih cepat.”

Hasil ini dipresentasikan pada pertemuan ke-244 American Astronomical Society di Madison, Wisconsin.

Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall milik NASA mengelola program Chandra. Pusat Sinar-X Chandra milik Smithsonian Astrophysical Observatory mengelola sains dari Cambridge, Massachusetts, dan operasi penerbangan dari Burlington, Massachusetts.