Mengatur waktu bayangan dari planet ekstrasurya yang berpotensi dihuni membuka jalan untuk mencari kehidupan asing

Ternyata Hidup Manusia Di Dunia Hanya 1,5 Jam Waktu Akhirat (Juni 2019).

Anonim

Sekelompok peneliti dari National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), Universitas Tokyo, dan Pusat Astrobiologi antara lain telah mengamati transit planet ekstrasolar yang berpotensi seperti Bumi yang dikenal sebagai K2-3d menggunakan instrumen MuSCAT di Okayama. Astrophysical Observatory teleskop 188 cm. Transit adalah fenomena di mana planet lewat di depan bintang induknya, menghalangi sedikit cahaya dari bintang, seperti bayangan planet. Sementara transit sebelumnya telah diamati untuk ribuan planet ekstrasolar lainnya, K2-3d adalah penting karena ada kemungkinan bahwa itu mungkin memiliki kehidupan ekstraterestrial.

Dengan mengamati transitnya dengan tepat menggunakan teleskop generasi berikutnya, seperti TMT, para ilmuwan berharap dapat mencari atmosfer planet untuk molekul yang berkaitan dengan kehidupan, seperti oksigen.

Dengan hanya pengamatan teleskop ruang angkasa sebelumnya, bagaimanapun, para peneliti tidak dapat menghitung periode orbit planet secara tepat, yang membuat memprediksi waktu yang tepat dari transit masa depan lebih sulit. Kelompok riset ini telah berhasil mengukur periode orbit planet dengan presisi tinggi sekitar 18 detik. Ini sangat meningkatkan akurasi perkiraan untuk waktu transit di masa mendatang. Jadi sekarang para peneliti akan tahu persis kapan harus menonton untuk transit menggunakan teleskop generasi berikutnya. Hasil penelitian ini merupakan langkah penting menuju pencarian kehidupan di luar bumi di masa depan.

K2-3d

K2-3d adalah planet ekstrasolar sekitar 150 tahun cahaya yang ditemukan oleh misi NASA K2 ("cahaya kedua" Kepler dari teleskop) (Catatan 1). Ukuran K2-3d adalah 1, 5 kali ukuran Bumi. Planet ini mengorbit bintang induknya, yang berukuran setengah dari Matahari, dengan periode sekitar 45 hari. Dibandingkan dengan Bumi, planet ini mengorbit dekat dengan bintang induknya (sekitar 1/5 dari jarak Bumi-Matahari). Tapi, karena suhu bintang induk lebih rendah daripada Matahari, perhitungan menunjukkan bahwa ini adalah jarak yang tepat bagi planet untuk memiliki iklim yang relatif hangat seperti Bumi. Ada kemungkinan bahwa air cair bisa ada di permukaan planet, meningkatkan kemungkinan menggiurkan kehidupan di luar bumi.

Orbit K2-3d sejajar sehingga seperti yang terlihat dari Bumi, ia melintas (lewat di depan) bintang induknya. Hal ini menyebabkan, pendek, penurunan berkala dalam kecerahan bintang, karena planet menghalangi sebagian cahaya bintang. Penyelarasan ini memungkinkan para peneliti untuk menyelidiki komposisi atmosfer planet-planet ini dengan pengukuran yang tepat dari jumlah cahaya bintang yang diblokir pada panjang gelombang yang berbeda.

Sekitar 30 planet berpotensi layak huni yang juga memiliki orbit transit ditemukan oleh misi Kepler NASA, tetapi sebagian besar planet ini mengorbit lebih redup, bintang yang lebih jauh. Karena lebih dekat ke Bumi dan bintang induknya lebih terang, K2-3d adalah kandidat yang lebih menarik untuk studi tindak lanjut yang terperinci (Lihat Gambar 2). Penurunan kecerahan bintang induk yang disebabkan oleh transit K2-3d kecil, hanya 0, 07%. Namun, diharapkan bahwa generasi teleskop besar berikutnya (Catatan 2) akan dapat mengukur bagaimana penurunan kecerahan ini bervariasi dengan panjang gelombang, memungkinkan penyelidikan terhadap komposisi atmosfer planet. Jika kehidupan di luar bumi ada pada K2-3d, para ilmuwan berharap dapat mendeteksi molekul yang terkait dengannya, seperti oksigen, di atmosfer.

Pengamatan MuSCAT dan Transit Ephemeris Improvement

Periode orbital K2-3d adalah sekitar 45 hari. Karena periode survei misi K2 hanya 80 hari untuk setiap area langit, peneliti hanya bisa mengukur dua transit dalam data K2. Ini tidak cukup untuk mengukur periode orbit planet secara tepat, jadi ketika para peneliti mencoba memprediksi waktu transit masa depan, menciptakan sesuatu yang disebut "transit ephemeris, " ada ketidakpastian dalam waktu yang diprediksi. Ketidakpastian ini tumbuh lebih besar ketika mereka mencoba memprediksi lebih jauh ke masa depan. Oleh karena itu, observasi transit tambahan awal dan penyesuaian ke ephemeris diperlukan sebelum peneliti kehilangan jejak transit. Karena pentingnya K2-3d, Teleskop Luar Angkasa Spitzer mengamati dua transit segera setelah penemuan planet, sehingga totalnya menjadi empat transit. Namun, penambahan bahkan pengukuran transit tunggal lebih jauh di masa depan dapat membantu menghasilkan ephemeris yang meningkat secara signifikan.

Menggunakan Okayama 188-cm Reflector Telescope dan instrumen pengamatan terbaru MuSCAT, tim mengamati transit K2-3d untuk pertama kalinya dengan teleskop berbasis darat. Meskipun penurunan kecerahan 0, 07% mendekati batas apa yang dapat diamati dengan teleskop berbasis darat, kemampuan MuSCAT untuk mengamati tiga band panjang gelombang secara bersamaan meningkatkan kemampuannya untuk mendeteksi transit. Dengan menganalisa kembali data dari K2 dan Spitzer dalam kombinasi dengan pengamatan baru ini, para peneliti telah sangat meningkatkan ketepatan ephemeris, menentukan periode orbital planet ini dalam waktu sekitar 18 detik (1/30 dari ketidakpastian awal). Ephemeris transit yang diperbaiki ini (Gambar 3) memastikan bahwa ketika generasi teleskop besar berikutnya datang online, mereka akan tahu kapan tepatnya untuk menonton transit. Dengan demikian hasil penelitian ini membantu membuka jalan bagi survei kehidupan di luar bumi masa depan.

Pekerjaan masa depan

Misi NASA K2 akan berlanjut hingga setidaknya Februari 2018, dan diperkirakan akan menemukan planet yang lebih layak huni seperti K2-3d. Selanjutnya, penerus K2, Satelit Survei Satelit Transitlanet (TESS), akan diluncurkan pada bulan Desember 2017. TESS akan mensurvei seluruh langit selama dua tahun, dan diperkirakan akan mendeteksi ratusan planet kecil seperti K2-3d dekat Tata Surya kita. Untuk mengkarakterisasi 'Bumi Kedua' menggunakan teleskop besar generasi berikutnya, penting untuk mengukur ephemerides dan karakteristik planet dengan pengamatan transit tambahan menggunakan teleskop berbasis darat berukuran sedang. Tim akan terus menggunakan MuSCAT untuk penelitian yang berkaitan dengan pencarian masa depan kehidupan di luar bumi.

menu
menu