Sistem planet yang mengorbit bintang yang sangat tenang sangat ideal untuk pencarian kelayakan masa depan – Sains Terkini


Satelit Transit Exoplanet NASA, atau TESS, telah menemukan tiga dunia baru yang termasuk di antara yang terkecil, planet ekstrasurya terdekat yang diketahui hingga saat ini. Planet-planet mengorbit bintang yang hanya berjarak 73 tahun cahaya dan termasuk Bumi-kecil yang super berbatu dan dua sub-Neptunus – planet-planet yang kira-kira berukuran setengah dari raksasa es kita sendiri.

Sub-Neptunus yang terjauh dari bintang tampaknya berada dalam zona "sedang", yang berarti bahwa bagian paling atas dari atmosfer planet ini berada dalam kisaran suhu yang dapat mendukung beberapa bentuk kehidupan. Namun, para ilmuwan mengatakan atmosfir planet ini kemungkinan merupakan perangkap panas ultradense tebal yang membuat permukaan planet terlalu panas untuk menampung air atau kehidupan.

Namun demikian, sistem planet baru ini, yang oleh para astronom dijuluki TOI-270, terbukti memiliki kualitas aneh lainnya. Sebagai contoh, ketiga planet tampaknya memiliki ukuran yang relatif dekat. Sebaliknya, tata surya kita dipenuhi oleh planet-planet ekstrem, dari dunia kecil, bebatuan Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars, hingga Jupiter dan Saturnus yang jauh lebih masif, dan raksasa es yang lebih jauh, Neptunus dan Uranus.

Tidak ada apa pun di tata surya kita yang menyerupai planet perantara, dengan ukuran dan komposisi di suatu tempat di tengah Bumi dan Neptunus. Tapi TOI-270 tampaknya menampung dua planet seperti itu: kedua sub-Neptunus lebih kecil dari Neptunus kita sendiri dan tidak jauh lebih besar dari planet berbatu dalam sistem.

Para astronom percaya bahwa sub-Neptunus TOI-270 mungkin merupakan "mata rantai yang hilang" dalam pembentukan planet, karena mereka berukuran sedang dan dapat membantu para peneliti menentukan apakah planet-planet kecil berbatu seperti Bumi dan lebih masif, dunia yang dingin seperti Neptunus mengikuti formasi yang sama jalan atau berevolusi secara terpisah.

TOI-270 adalah sistem yang ideal untuk menjawab pertanyaan seperti itu, karena bintang itu sendiri berada di dekatnya dan karenanya terang, dan juga sangat tenang. Bintang itu adalah M-dwarf, sejenis bintang yang biasanya sangat aktif, dengan suar yang sering dan badai matahari. TOI-270 tampaknya merupakan kurcaci M-lebih tua yang sejak itu menjadi tenang, memberikan kecerahan yang stabil, di mana para ilmuwan dapat mengukur banyak sifat planet yang mengorbit, seperti massa dan komposisi atmosfernya.

"Ada banyak potongan kecil teka-teki yang dapat kita pecahkan dengan sistem ini," kata Maximilian Günther, seorang postdoc di Institut Kavli untuk Penelitian Astrofisika dan Antariksa MIT dan penulis utama dari studi yang diterbitkan di Astronomi Alam yang merinci penemuan itu. "Anda benar-benar dapat melakukan semua hal yang ingin Anda lakukan dalam ilmu planet ekstrasurya, dengan sistem ini."

Pola planet

Günther dan rekan-rekannya mendeteksi tiga planet baru setelah melihat melalui pengukuran kecerahan bintang yang diambil oleh TESS. Satelit yang dikembangkan MIT menatap bidang langit selama 27 hari pada suatu waktu, memantau ribuan bintang untuk kemungkinan transit – karakteristik penurunan dalam kecerahan yang dapat memberi sinyal sebuah planet sementara memblokir cahaya bintang ketika lewat di depannya.

Tim mengisolasi beberapa sinyal seperti itu dari bintang terdekat, yang terletak 73 tahun cahaya di langit selatan. Mereka menamakan bintang TOI-270, untuk "Objek Ketertarikan TESS" ke-270 yang diidentifikasi hingga saat ini. Para peneliti menggunakan instrumen berbasis darat untuk menindaklanjuti aktivitas bintang, dan mengkonfirmasi bahwa sinyal tersebut adalah hasil dari tiga planet ekstrasurya yang mengorbit: planet b, super-Bumi yang berbatu dengan orbit kira-kira tiga hari; planet c, sub-Neptunus dengan orbit lima hari; dan planet d, sub-Neptunus lain yang sedikit lebih jauh, dengan orbit 11 hari.

Günther mencatat bahwa planet-planet tampaknya sejajar dalam apa yang disebut para astronom sebagai "rantai resonansi," yang berarti bahwa rasio orbitnya dekat dengan bilangan bulat keseluruhan – dalam hal ini, 3: 5 untuk pasangan dalam, dan 2: 1 untuk pasangan terluar – dan oleh karena itu planet-planet berada dalam "resonansi" satu sama lain. Para astronom telah menemukan bintang kecil lainnya dengan formasi planet yang sama resonannya. Dan di tata surya kita sendiri, bulan-bulan Yupiter juga berbaris sejajar satu sama lain.

"Untuk TOI-270, planet-planet ini berbaris seperti mutiara pada seutas tali," kata Günther. "Itu hal yang sangat menarik, karena itu memungkinkan kita mempelajari perilaku dinamis mereka. Dan Anda hampir bisa berharap, jika ada lebih banyak planet, planet berikutnya akan berada di tempat yang lebih jauh, dengan rasio bilangan bulat lain."

"Laboratorium luar biasa"

Penemuan TOI-270 pada awalnya menyebabkan kegemparan dalam tim sains TESS, seperti yang terlihat, dalam analisis pertama, bahwa planet d mungkin terletak di zona layak huni bintang, sebuah wilayah yang akan cukup dingin untuk permukaan planet untuk mendukung air , dan mungkin kehidupan. Tetapi para peneliti segera menyadari bahwa atmosfer planet itu mungkin sangat tebal, dan karena itu akan menghasilkan efek rumah kaca yang intens, menyebabkan permukaan planet terlalu panas untuk dihuni.

Tapi Günther mengatakan ada kemungkinan bagus bahwa sistem tersebut menampung planet-planet lain, lebih jauh dari planet d, yang mungkin berada di dalam zona layak huni. Planet d, dengan orbit 11 hari, berjarak sekitar 10 juta kilometer dari bintang. Günther mengatakan bahwa, mengingat bintang itu kecil dan relatif dingin – sekitar setengah panas dari matahari – zona layak huni dapat berpotensi dimulai sekitar 15 juta kilometer. Tetapi apakah sebuah planet ada di dalam zona ini, dan apakah itu layak huni, tergantung pada sejumlah parameter lainnya, seperti ukurannya, massa, dan kondisi atmosfer.

Untungnya, tim menulis di makalah mereka bahwa "bintang tuan rumah, TOI-270, sangat cocok untuk pencarian kelayakan masa depan, karena sangat tenang." Para peneliti berencana untuk memfokuskan instrumen lain, termasuk James Webb Space Telescope yang akan datang, pada TOI-270, untuk menjabarkan berbagai sifat dari tiga planet, serta mencari planet tambahan di zona layak huni bintang.

"TOI-270 adalah Disneyland sejati untuk sains planet ekstrasurya, dan salah satu sistem utama yang dikembangkan TESS untuk ditemukan," kata Günther. "Ini adalah laboratorium yang luar biasa karena bukan hanya satu, tetapi banyak alasan – itu benar-benar mencentang semua kotak."

Penelitian ini didanai sebagian oleh NASA.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.