Upaya WFIRST Dalam Menemukan Planet Terbuka – Pada tahun 2025, teleskop NASA generasi berikutnya, Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), akan terbang ke luar angkasa dan bergabung dalam pencarian planet ekstrasurya. Di antara teleskop 2,4 meter (8 kaki), 18 detektor, kamera 300 megapiksel, dan kecepatan survei luar biasa yang ditawarkan, WFIRST akan dapat memindai area langit seratus kali lebih besar daripada Teleskop Luar Angkasa Hubble.
Selain sensitivitas tinggi dan rangkaian instrumen canggih, WFIRST juga akan mengandalkan teknik yang dikenal sebagai Gravitational Microlensing untuk mencari dan mengkarakterisasi planet ekstrasurya. Ini pada dasarnya adalah versi skala kecil dari teknik pelensaan gravitasi, di mana gaya gravitasi benda besar antara pengamat dan target digunakan untuk memfokuskan dan memperbesar cahaya yang berasal dari sumber yang jauh. pokerasia
Sampai saat ini, sebagian besar planet ekstrasurya telah ditemukan menggunakan Metode Transit (alias. Transit Fotometri), di mana lintasan sebuah planet di depan bintang (mis. Transit) menghasilkan penurunan berkala dalam kecerahan yang dapat diukur. Sementara WFIRST akan memantau penurunan ini juga dalam kecerahan, WFIRST juga akan memantau lonjakan periodik dalam cahaya yang dihasilkan oleh peristiwa mikro. www.mrchensjackson.com
Metode Microlensing
Seperti Gravitational Lensing (GL), peristiwa-peristiwa ini diprediksi oleh Teori Relativitas Umum Einstein, yang menyatakan bahwa lengkungan ruangwaktu menjadi berubah dengan adanya gaya gravitasi yang dihasilkan oleh benda besar. Sedangkan GL bergantung pada galaksi dan kluster galaksi, microlensing bergantung pada penyelarasan kebetulan antara dua bintang yang jauh saat mereka melayang di luar angkasa.
Setiap kali dua bintang sejajar dekat dari titik pandang kita di Bumi, cahaya dari bintang yang lebih jauh melengkung saat bergerak melewati ruang-waktu yang keliru dari bintang yang lebih dekat. Jika penyejajaran sangat dekat, stat yang lebih dekat akan memiliki efek “lensa” di mana ia memperbesar cahaya yang datang dari bintang latar belakang. Demikian pula, planet-planet yang mengorbit bintang latar memiliki efek lensa kecil juga yang akan mengungkapkan banyak tentang planet itu sendiri.
Karena bagaimana mereka bergantung pada keberpihakan perubahan, peristiwa microlensing adalah kejadian yang jarang terjadi dibandingkan dengan transit. Tetapi dengan kemampuannya untuk memindai area langit yang jauh lebih luas daripada teleskop ruang angkasa sebelumnya, WFIRST akan memiliki peluang yang jauh lebih baik untuk mendeteksi peristiwa-peristiwa ini. Seperti David Bennett, yang memimpin kelompok microlensing gravitasi di Goddard Space Flight Center NASA, menjelaskan:
“Sinyal mikro dari planet kecil jarang dan singkat, tetapi mereka lebih kuat dari sinyal dari metode lain. Karena ini adalah acara satu-dalam-sejuta, kunci WFIRST menemukan planet bermassa rendah adalah dengan mencari ratusan juta bintang. ”
Selain itu, microlensing adalah metode yang lebih baik untuk menemukan planet yang mengorbit di dalam dan di luar zona layak huni bintang masing-masing (HZ). Misalnya, peristiwa microlensing yang disebabkan oleh planet yang mengorbit dapat memungkinkan para astronom untuk menempatkan batasan ketat pada massa dan jarak planet dari bintang inangnya – sedangkan Metode Transit baik untuk mengukur ukuran dan periode orbit planet, tetapi tidak pada massa atau jaraknya.
Sensus Planet Ekstrasurya
Dikombinasikan dengan banyak penemuan yang dibuat oleh NASA Kepler dan Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) misi, WFIRST akan menyelesaikan sensus pertama yang berisi exoplanet dengan berbagai massa dan orbit, yang memungkinkan para astronom untuk mempersempit pencarian dunia yang layak huni. Kata Matthew Penny, asisten profesor di Louisiana State University yang memimpin penelitian untuk memprediksi kemampuan survei microlensing WFIRST:
“Mencoba menafsirkan populasi planet saat ini seperti mencoba menafsirkan gambar dengan setengahnya tertutup. Untuk memahami sepenuhnya bagaimana sistem planet terbentuk, kita perlu menemukan planet dari semua massa di semua jarak. Tidak ada satu teknik yang bisa melakukan ini, tetapi survei microlensing WFIRST, dikombinasikan dengan hasil dari Kepler dan TESS, akan mengungkapkan jauh lebih banyak gambar.
“Survei microlensing WFIRST tidak hanya akan memajukan pemahaman kita tentang sistem planet, itu juga akan memungkinkan sejumlah besar penelitian lain tentang variabilitas 200 juta bintang, struktur dan pembentukan Bima Sakti dalam, dan populasi lubang hitam dan lainnya. benda gelap, padat yang sulit atau tidak mungkin dipelajari dengan cara lain. ”
Tidak seperti survei sebelumnya, WFIRST akan menjelajahi wilayah galaksi yang belum dicari secara sistematis – yang mencakup pusat galaksi kita, tempat sebagian besar bintang di Bimasakti berada. Karena kemampuannya dalam pencitraan inframerah, WFIRST akan dapat melihat melalui gas dan debu yang menutupi teleskop dari mempelajari planet-planet di wilayah tengah yang ramai.
Selain itu, survei WFIRST juga akan jauh lebih ambisius daripada pendahulunya. Antara 2009 dan 2018, Kepler mencari 100 derajat persegi langit dan melacak 100.000 bintang pada jarak sekitar 1000 tahun cahaya. Saat ini, TESS sedang memindai seluruh langit dan melacak 200.000 bintang pada jarak sekitar 100 tahun cahaya.
WFIRST akan mencari area langit berukuran hanya 3 derajat persegi tetapi akan mengikuti 200 juta bintang pada jarak sekitar 10.000 tahun cahaya. Dikombinasikan dengan James Webb Space Telescope (JWST), observatorium infra merah generasi baru, studi tentang exoplanet akan memasuki hyperdrive!
Dunia yang Akrab dan Eksotis
“Berusaha menafsirkan populasi planet saat ini seperti mencoba menafsirkan gambar dengan setengahnya tertutup,” kata Matthew Penny, asisten profesor fisika dan astronomi di Universitas Negeri Louisiana di Baton Rouge yang memimpin penelitian untuk memprediksi kemampuan survei microlensing WFIRST. “Untuk sepenuhnya memahami bagaimana sistem planet terbentuk, kita perlu menemukan planet dari semua massa di semua jarak. Tidak ada satu teknik yang bisa melakukan ini, tetapi survei microlensing WFIRST, dikombinasikan dengan hasil dari Kepler dan TESS, akan mengungkapkan jauh lebih banyak gambar. “
Lebih dari 4.000 exoplanet yang dikonfirmasi telah ditemukan sejauh ini, tetapi hanya 86 yang ditemukan melalui microlensing. Teknik-teknik yang biasa digunakan untuk menemukan dunia lain condong ke planet yang cenderung sangat berbeda dari yang ada di tata surya kita. Metode transit, misalnya, paling baik dalam menemukan planet-planet berukuran Neptunus yang memiliki orbit jauh lebih kecil daripada planet Merkurius. Untuk tata surya seperti milik kita, studi transit dapat melewatkan setiap planet.
Survei microlensing WFIRST akan membantu kami menemukan analog ke setiap planet di tata surya kita kecuali Merkurius, yang orbitnya kecil dan massa rendahnya bergabung untuk meletakkannya di luar jangkauan misi. WFIRST akan menemukan planet-planet yang merupakan massa Bumi dan bahkan lebih kecil – mungkin bahkan bulan-bulan besar, seperti bulan Ganymede di Jupiter.
WFIRST juga akan menemukan planet dalam kategori yang kurang dipelajari. Microlensing paling cocok untuk menemukan dunia dari zona layak huni bintang mereka dan lebih jauh. Ini termasuk raksasa es, seperti Uranus dan Neptunus di tata surya kita, dan bahkan planet-planet jahat – dunia yang bebas berkeliaran di galaksi yang tidak terikat dengan bintang mana pun.
