Para astronom telah membuat penemuan inovatif menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb: deteksi pertama gas hidrogen sulfida yang terkonfirmasi di atmosfer tiga exoplanet masif yang mengorbit bintang HR 8799. Temuan ini memberikan bukti penting tentang bagaimana raksasa gas ini terbentuk, menunjukkan bahwa mereka mengumpulkan material padat pada awal perkembangannya—sebuah proses yang dapat menjelaskan pembentukan planet di seluruh alam semesta.
Sistem HR 8799: Laboratorium Unik
HR 8799 merupakan bintang yang relatif muda, baru berusia 30 juta tahun, terletak sekitar 129 tahun cahaya di konstelasi Pegasus. Berbeda dengan kebanyakan exoplanet yang terdeteksi secara tidak langsung, empat planet yang mengorbit HR 8799 (b, c, d, dan e) terlihat langsung melalui teleskop canggih. Super-Jupiter ini berkisar antara lima hingga sepuluh kali massa Jupiter dan mengorbit pada jarak yang sangat jauh dari bintangnya—sekitar 15 kali lebih jauh dari jarak Bumi dari Matahari.
Sistem ini penting karena merupakan satu-satunya sistem yang saat ini diketahui menampung empat raksasa gas raksasa. Penemuan ini menimbulkan pertanyaan mendasar tentang bagaimana sistem tersebut terbentuk, mengingat sebagian besar sistem eksoplanet lain yang diamati memiliki pendamping yang lebih sedikit atau lebih kecil.
Belerang sebagai Indikator Kunci Formasi Padat
Tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Jean-Baptiste Ruffio dari Universitas California, San Diego, menggunakan sensitivitas luar biasa Webb untuk menganalisis komposisi atmosfer planet c, d, dan e. Temuan kuncinya? Kehadiran gas hidrogen sulfida (H₂S).
Mengapa belerang penting? Tidak seperti karbon atau oksigen, yang dapat berasal dari gas dan bahan padat dalam piringan planet, belerang pada jarak tertentu dari bintang pasti berasal dari bahan padat. Belerang fase gas tidak akan bertahan pada suhu ini. Artinya, planet-planet tersebut mengumpulkan belerang dalam bentuk padat selama pembentukannya.
“Tidak mungkin planet-planet ini mengumpulkan belerang sebagai gas,” Dr. Jerry Xuan, peneliti pascadoktoral di UCLA dan Caltech, menjelaskan.
Tim mengembangkan teknik analisis data baru untuk mengekstraksi sinyal lemah dari pengamatan Webb, mengingat planet tersebut sekitar 10.000 kali lebih redup daripada bintangnya.
Tren Universal dalam Komposisi Planet
Rasio sulfur terhadap hidrogen, serta karbon dan oksigen, jauh lebih tinggi di planet ekstrasurya ini dibandingkan di HR 8799 itu sendiri. Hal ini menunjukkan perbedaan komposisi yang jelas antara planet dan bintang induknya.
Menariknya, pola pengayaan unsur berat yang sama juga diamati di Jupiter dan Saturnus di Tata Surya kita. Hal ini menunjukkan bahwa planet-planet di sistem yang berbeda mungkin terbentuk dengan kecenderungan yang sama untuk mengakumulasi unsur-unsur berat dalam proporsi yang kira-kira sama.
“Tidak mudah untuk menjelaskan pengayaan karbon, oksigen, belerang, dan nitrogen yang seragam di Jupiter, namun fakta bahwa kita melihat hal ini di sistem yang berbeda menunjukkan bahwa ada sesuatu yang universal yang terjadi dalam pembentukan planet,” kata Dr.
Implikasi Masa Depan bagi Pencarian Planet Mirip Bumi
Metode yang digunakan dalam penelitian ini—yang memisahkan planet dari bintangnya secara visual dan spektral—akan sangat penting untuk penelitian planet ekstrasurya di masa depan. Meskipun saat ini terbatas pada raksasa gas, seiring dengan kemajuan teleskop, para ilmuwan mengantisipasi penerapan teknik ini untuk mempelajari planet mirip Bumi secara mendetail.
Pencarian analogi Bumi masih menjadi tujuan jangka panjang, dan para ilmuwan memperkirakan dibutuhkan waktu puluhan tahun sebelum mereka mendapatkan spektrum planet mirip Bumi dan mulai mencari potensi tanda biologis di atmosfernya. Namun, temuan ini menandai langkah signifikan menuju tujuan akhir tersebut.
Kesimpulannya, deteksi hidrogen sulfida di atmosfer gas raksasa HR 8799 menegaskan bahwa planet-planet ini terbentuk dari akresi material padat, sehingga semakin menambah bukti adanya pola universal dalam pembentukan planet. Terobosan ini memberikan wawasan berharga untuk pencarian planet ekstrasurya di masa depan, membawa kita lebih dekat untuk memahami keragaman sistem planet di luar sistem planet kita.
