Para astronom telah menemukan gas fosfin di atmosfer kerdil cokelat Wolf 1130C menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb. Penemuan ini, yang dipimpin oleh peneliti di University of California San Diego, menantang ekspektasi karena fosfin tidak ada di objek serupa. Deteksi ini dapat mengungkap wawasan tentang kimia fosfor di lingkungan rendah logam.
Fosfin (PH3), gas yang sangat beracun dan mudah meledak yang mengikat fosfor dengan hidrogen, adalah salah satu elemen esensial untuk kehidupan di Bumi dan potensi biosignature untuk kehidupan anaerobik. Ia terjadi secara alami di atmosfer Jupiter dan Saturnus serta dari bahan organik yang membusuk di Bumi, tetapi sulit ditemukan di eksoplanet dan kerdil cokelat meskipun ada prediksi teoretis.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Profesor Astronomi dan Astrofisika di University of California San Diego, Adam Burgasser, mendeteksi fosfin di atmosfer kerdil cokelat kuno dan dingin Wolf 1130C. Temuan ini diterbitkan di jurnal Science pada 2025 (DOI: 10.1126/science.adu0401). Menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), instrumen pertama yang mampu menganalisis secara rinci objek redup dan suhu rendah seperti itu, para peneliti mengamati sinyal inframerah kuat dari fosfin.
Wolf 1130C adalah bagian dari sistem tiga bintang yang berjarak 54 tahun cahaya di rasi bintang Cygnus, mengorbit sepasang biner: bintang merah dingin (Wolf 1130A) dan kerdil putih padat (Wolf 1130B). Kerdil cokelat ini, kadang disebut 'bintang gagal', memiliki jauh lebih sedikit logam—elemen lebih berat dari hidrogen dan helium—daripada Matahari, menjadikannya laboratorium kunci untuk kimia kosmik primitif.
Kejutan terletak pada ketiadaan fosfin dari kerdil cokelat lain dan eksoplanet raksasa gas yang diamati oleh JWST. "Sebelum JWST, fosfin diharapkan melimpah di atmosfer eksoplanet dan kerdil cokelat, mengikuti prediksi teoretis berdasarkan pencampuran turbulen yang kita ketahui ada di sumber-sumber ini," kata penulis bersama Sam Beiler, seorang sarjana pascadoktor di Trinity College Dublin. "Setiap pengamatan yang kami dapatkan dengan JWST telah menantang prediksi teoretis—itu hingga kami mengamati Wolf 1130C."
Asisten Profesor Eileen Gonzales dari San Francisco State University menggunakan pemodelan pengambilan atmosfer untuk mengonfirmasi kelimpahan fosfin sekitar 100 bagian per miliar. Satu hipotesis mengaitkan ini dengan atmosfer yang miskin logam yang kekurangan oksigen yang cukup untuk mengikat fosfor, memungkinkan pembentukan fosfin dengan hidrogen yang melimpah. Yang lain menyarankan produksi lokal dari kerdil putih Wolf 1130B melalui peristiwa nova masa lalu, yang bisa memperkaya lingkungan dengan fosfor.
Program tim, Arcana of the Ancients, menargetkan kerdil cokelat tua dan miskin logam untuk menguji kimia atmosfer. "Memahami masalah dengan fosfin adalah salah satu tujuan pertama kami," catat Burgasser. Pengamatan JWST mendatang pada objek serupa akan menguji ide-ide ini. Karya ini, didukung oleh NASA/STScI (NAS 5-03127 dan AR-2232) dan Heising-Simons Foundation, dapat memberi informasi tentang asal-usul fosfor di galaksi dan perannya di atmosfer planet, membantu pencarian kehidupan di luar Bumi.