Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA mengungkapkan alam semesta dengan kejernihan yang spektakuler dan belum pernah terjadi sebelumnya. Visi inframerah ultratajam observatorium telah menembus debu kosmis untuk menerangi beberapa struktur paling awal di alam semesta. Bersama dengan pembibitan bintang dan pembentukan planet yang sebelumnya juga tidak terlihat. Bahkan mengintai galaksi berputar yang terletak ratusan juta tahun cahaya jauhnya.
Selain melihat lebih jauh ke alam semesta daripada sebelumnya, Webb akan menangkap pandangan paling komprehensif dari objek di galaksi kita sendiri, yaitu beberapa dari 5.000 planet yang telah ditemukan di Bimasakti.
Para astronom memanfaatkan presisi penguraian cahaya teleskop untuk memecahkan kode atmosfer yang mengelilingi beberapa dunia terdekat ini. Sifat-sifat atmosfernya dapat memberikan petunjuk tentang bagaimana sebuah planet terbentuk dan apakah ia menyimpan tanda-tanda kehidupan atu tidak.
Akan tetapi, sebuah studi baru MIT menunjukkan bahwa alat yang biasanya digunakan para astronom untuk memecahkan kode sinyal berbasis cahaya mungkin tidak cukup baik untuk secara akurat menafsirkan data teleskop baru. Secara khusus, model opasitas—alat yang memodelkan bagaimana cahaya berinteraksi dengan materi sebagai fungsi dari sifat materi—mungkin perlu penyetelan ulang yang signifikan agar sesuai dengan ketepatan data Webb, kata para peneliti.
Bagaimana jika model ini tidak disempurnakan? Maka para peneliti memperkirakan bahwa sifat-sifat atmosfer planet, seperti suhu, tekanan, dan komposisi unsurnya, dapat berubah menurut urutan besarnya.
"Ada perbedaan yang signifikan secara ilmiah antara senyawa seperti air yang hadir pada 5 persen versus 25 persen, yang model saat ini tidak dapat membedakannya," kata rekan pemimpin studi Julien de Wit, asisten profesor di Departemen Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences (EAPS) MIT.
"Saat ini, model yang kami gunakan untuk mendekripsi informasi spektral tidak setara dengan presisi dan kualitas data yang kami miliki dari teleskop James Webb," tambah mahasiswa pascasarjana EAPS Prajwal Niraula. "Kami perlu meningkatkan permainan kami dan mengatasi masalah opacity bersama-sama."
De Wit, Niraula, dan rekan-rekan mereka telah menerbitkan hasil studi mereka tersebut di jurnal Nature Astronomy pada 15 September dengan judul "The impending opacity challenge in exoplanet atmospheric characterization." Tim penulis termasuk ahli spektroskopi Iouli Gordon, Robert Hargreaves, Clara Sousa-Silva, dan Roman Kochanov dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Opasitas adalah ukuran seberapa mudah foton melewati material. Foton dengan panjang gelombang tertentu dapat melewati suatu bahan, diserap, atau dipantulkan kembali. Ini tergantung pada apakah dan bagaimana mereka berinteraksi dengan molekul tertentu dalam suatu bahan. Interaksi ini juga tergantung pada suhu dan tekanan material.
Model opasitas bekerja berdasarkan berbagai asumsi tentang bagaimana cahaya berinteraksi dengan materi. Para astronom menggunakan model ini untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu dari suatu material. Mengingat spektrum cahaya yang dipancarkan material tersebut. Dalam konteks eksoplanet, model opasitas dapat memecahkan kode jenis dan kelimpahan bahan kimia di atmosfer planet. Berdasarkan cahaya dari planet yang ditangkap oleh teleskop.
De Wit mengatakan bahwa model opasitas mutakhir saat ini, ia umpamakan dengan alat terjemahan bahasa klasik. Model tersebut telah melakukan pekerjaan yang layak dalam memecahkan kode data spektral yang diambil oleh instrumen seperti yang ada di Teleskop Luar Angkasa Hubble.
"Sejauh ini, ‘Batu Rosetta’ ini baik-baik saja," kata de Wit. "Tapi sekarang kita akan ke tingkat berikutnya dengan presisi Webb, proses terjemahan kita akan mencegah kita menangkap seluk-beluk penting, seperti yang membuat perbedaan antara planet yang layak huni atau tidak."
Dia dan rekan-rekannya mengajukan beberapa ide tentang cara meningkatkan model opasitas yang ada. Termasuk kebutuhan akan lebih banyak pengukuran laboratorium dan perhitungan teoretis. Hal ini bertujuan untuk menyempurnakan asumsi model tentang bagaimana cahaya dan berbagai molekul berinteraksi, serta kolaborasi lintas disiplin, dan khususnya antara astronomi dan spektroskopi.
"Ada begitu banyak yang bisa dilakukan jika kita tahu dengan sempurna bagaimana cahaya dan materi berinteraksi," kata Niraula. "Kami tahu itu cukup baik di sekitar kondisi Bumi. Akan tetapi segera setelah kita pindah ke berbagai jenis atmosfer, banyak hal berubah, dan itu banyak data, dengan kualitas yang meningkat kita sangat berisiko salah untuk menafsirkan."
0 Comments