Teleskop James Webb Mendeteksi Metana di Atmosfer Eksoplanet TOI‑199b

Hal yang membuat TOI‑199b unik adalah suhunya. Dengan suhu kesetimbangan sekitar 350 Kelvin (sekitar 170–180°F atau sekitar 80–82°C), planet ini dikategorikan sebagai gas raksasa dengan suhu sedang (temperate gas giant).

Sebagian besar penelitian atmosfer eksoplanet sebelumnya berfokus pada dua kategori ekstrem:

• Hot Jupiters – planet raksasa yang sangat dekat dengan bintang sehingga suhunya sangat tinggi.
• Gas raksasa dingin – seperti Jupiter dan Saturnus di tata surya kita yang berada jauh dari Matahari dan sangat dingin.

TOI‑199b berada di antara dua kategori tersebut. Karena periode orbitnya lebih panjang dan transitnya jarang terjadi, planet seperti ini lebih sulit dipelajari—itulah sebabnya ia menjadi target penting untuk pengujian teori atmosfer planet.

Cara JWST mendeteksi metana

Penemuan ini menggunakan teknik yang disebut spektroskopi transmisi. Saat sebuah planet melintas di depan bintangnya, sebagian kecil cahaya bintang melewati atmosfer planet sebelum mencapai teleskop.

Molekul di atmosfer menyerap panjang gelombang cahaya tertentu. Pola penyerapan ini meninggalkan "sidik jari" spektral yang bisa digunakan ilmuwan untuk mengidentifikasi gas yang ada di atmosfer tersebut.

Untuk TOI‑199b, para peneliti menggunakan instrumen NIRSpec JWST dalam mode G395M dan mengamati satu kali peristiwa transit planet. Dari spektrum transmisi yang dihasilkan, mereka mengidentifikasi panjang gelombang yang diserap oleh atmosfer planet.

Analisis statistik dari spektrum tersebut memberikan bukti kuat adanya metana (CH₄) di atmosfer planet melalui model pemodelan atmosfer (atmospheric retrieval).

Gas lain yang juga diperiksa

Selain metana, para ilmuwan juga mencari jejak beberapa molekul lain yang biasanya ditemukan pada atmosfer planet raksasa kaya hidrogen, antara lain:

• Uap air (H₂O)
• Amonia (NH₃)
• Hidrogen sianida (HCN)
• Karbon dioksida (CO₂)
• Karbon monoksida (CO)

Dalam data yang tersedia, metana menjadi sinyal paling jelas, sementara molekul lain belum terdeteksi secara pasti. Menariknya, tidak adanya sinyal kuat dari karbon monoksida atau karbon dioksida membantu ilmuwan mempersempit kemungkinan komposisi kimia dan tingkat “metallicity” atmosfer planet tersebut.

Mengapa penemuan ini penting

Gas raksasa dengan suhu sedang merupakan kategori yang masih jarang dipelajari dalam penelitian eksoplanet. Planet‑planet ini biasanya memiliki orbit lebih jauh dan periode orbit lebih lama dibanding hot Jupiter, sehingga transitnya lebih jarang terlihat dari Bumi.

Dengan mempelajari TOI‑199b, para peneliti bisa:

• Menguji model kimia atmosfer pada suhu yang lebih rendah
• Memahami bagaimana metana terbentuk dan bertahan dalam atmosfer kaya hidrogen
• Membandingkan atmosfer planet panas dengan planet raksasa yang lebih sejuk

Hasil ini menunjukkan bahwa JWST mampu mempelajari komposisi atmosfer planet raksasa dengan suhu sedang, bukan hanya target yang sangat panas dan mudah diamati.

Membuka jendela baru untuk mempelajari planet raksasa

TOI‑199b berada lebih dari 330 tahun cahaya dari Bumi, namun sensitivitas JWST memungkinkan ilmuwan mendeteksi molekul di atmosfernya dari jarak yang sangat jauh.

Dengan semakin banyaknya planet raksasa temperatur sedang yang diamati di masa depan, para astronom dapat membandingkan “sidik jari kimia” atmosfernya. Data ini akan membantu memperbaiki model tentang pembentukan planet dan evolusi atmosfer di seluruh galaksi.

Karena itu, TOI‑199b kini menjadi semacam titik acuan awal—menunjukkan bahwa studi atmosfer mendalam juga memungkinkan untuk eksoplanet yang lebih sejuk dan memiliki periode orbit lebih panjang.