James Webb Singkap Cincin Tipis Chariklo dengan Teknik Presisi Tinggi

By Wawan Setiawan, Senin, 30 Januari 2023 | 08:00 WIB
Ilustrasi asteroid Chariklo yang jauh dan dua cincinnya yang padat dan sempit. (ESO / L. Calçada / M. Kornmesser / Nick Risinger)

Nationalgeographic.co.id—Dalam pengamatan presisi tinggi, para ilmuwan menggunakan teknik baru dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA untuk menangkap bayangan cahaya bintang yang dilemparkan oleh cincin tipis Chariklo.

Chariklo adalah benda es kecil, tetapi yang terbesar dari populasi Centaur yang diketahui. Ia terletak lebih dari 1,6 miliar kilometer jauhnya di luar orbit Saturnus. Chariklo hanya berdiameter 250 kilometer atau ~51 kali lebih kecil dari Bumi, dan cincinnya mengorbit pada jarak sekitar 400 kilometer dari pusat tubuhnya.

Kami meminta anggota tim sains yang mengamati Chariklo untuk memberi tahu kami lebih banyak tentang sistem unik ini, teknik okultasi, dan apa yang mereka pelajari dari pengamatan Webb mereka, kata para peneliti.

Webb menangkap spektrum dengan Near-infrared Spectrograph (NIRSpec) dari sistem Chariklo pada 31 Oktober, tak lama setelah okultasi. Spektrum ini menunjukkan bukti yang jelas untuk es air kristal, yang hanya diisyaratkan oleh pengamatan berbasis darat di masa lalu. (NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI))

Pada 2013, Felipe Braga-Ribas dan kolaboratornya, menggunakan teleskop berbasis darat menemukan bahwa Chariklo memiliki sistem dua cincin tipis. Cincin seperti itu diperkirakan hanya ada di sekitar planet besar seperti Jupiter dan Neptunus.

Para astronom telah mengamati sebuah bintang saat Chariklo lewat di depannya, menghalangi cahaya bintang seperti yang telah mereka perkirakan. Para astronom menyebut fenomena ini sebagai okultasi. Yang mengejutkan mereka, bintang itu berkedip berulang kali dua kali sebelum menghilang di belakang Chariklo, dan berkedip dua kali lagi setelah bintang itu muncul kembali. Kedipan itu disebabkan oleh dua cincin tipis - cincin pertama yang pernah terdeteksi di sekitar objek tata surya kecil.

Pablo Santos-Sanz, dari Instituto de Astrofísica de Andalucía di Granada, Spanyol, memiliki program "Target Peluang" yang disetujui (program 1271) untuk mencoba pengamatan okultasi sebagai bagian dari program tata surya Webb Guaranteed Time Observations (GTO) yang dipimpin oleh Heidi Hammel dari Asosiasi Universitas untuk Penelitian Astronomi.

Kurva cahaya okultasi dari Instrumen Near-infrared Camera (NIRCam) Webb pada panjang gelombang 1,5 mikron (F150W) menunjukkan penurunan kecerahan bintang (Gaia DR3 6873519665992128512) saat cincin Chariklo lewat di depannya pada 18 Oktober. (NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI))

Dengan keberuntungan yang luar biasa, mereka menemukan bahwa Chariklo berada di jalur yang tepat untuk peristiwa okultasi semacam itu pada Oktober 2022. Ini adalah percobaan okultasi bintang pertama dengan Webb. Banyak kerja keras dilakukan untuk mengidentifikasi dan menyempurnakan prediksi untuk peristiwa yang tidak biasa ini.

Pada 18 Oktober, peneliti menggunakan instrumen Near-Infrared Camera (NIRCam) milik Webb untuk memantau secara dekat bintang Gaia DR3 6873519665992128512, dan mengamati penurunan kecerahan yang mengindikasikan terjadinya okultasi.

Bayangan yang dihasilkan oleh cincin Chariklo terdeteksi dengan jelas. Ini menunjukkan cara baru menggunakan Webb untuk menjelajahi objek tata surya. Bayangan bintang karena Chariklo sendiri terlacak di luar pandangan Webb. Appulse ini (nama teknis untuk umpan dekat tanpa okultasi) persis seperti yang telah diprediksi setelah manuver lintasan jalur Webb terakhir.

Baca Juga: Singkap Ketajaman Galaksi Phantom yang Spektakuler dengan James Webb

Baca Juga: James Webb Singkap Es Antarbintang Purba, Area Terdingin Alam Semesta

Baca Juga: Planet Ekstrasurya Hasil Pantauan Teleskop James Webb Pertama Kalinya

Baca Juga: Ingin Memberi Nama Planet yang Ditemukan James Webb? Ikuti Ajangnya

Kurva cahaya okultasi Webb, grafik kecerahan objek dari waktu ke waktu, mengungkapkan bahwa pengamatan berhasil! Cincin ditangkap persis seperti yang diperkirakan. Kurva cahaya okultasi menghasilkan ilmu baru yang menarik untuk cincin Chariklo.

"Ketika kami mempelajari lebih dalam data, kami akan mengeksplorasi apakah kami menyelesaikan kedua cincin dengan bersih. Dari bentuk kurva cahaya okultasi cincin, kami juga akan mengeksplorasi ketebalan cincin, ukuran dan warna partikel cincin, dan banyak lagi,” jelas Santos-Sanz. “Kami berharap mendapatkan wawasan tentang mengapa benda kecil seperti ini bisa memiliki cincin, dan mungkin mendeteksi cincin baru yang lebih redup."

Cincin itu mungkin terdiri dari partikel kecil es air yang bercampur dengan material gelap, puing-puing dari benda es yang bertabrakan dengan Chariklo di masa lalu. Chariklo terlalu kecil dan terlalu jauh bahkan untuk Webb secara langsung membayangkan cincin-cincin itu terpisah dari badan utama. Jadi okultasi adalah satu-satunya alat untuk mengkarakterisasi cincin-cincin itu sendiri.