Ada jenis planet ekstrasurya yang kadang-kadang disebut para astronom sebagai planet permen kapas, atau super-kepulan. Mereka misterius, karena massa mereka tidak cocok dengan jari-jari mereka yang sangat besar. Dua karakteristik tersebut menyiratkan sebuah planet dengan kepadatan yang sangat rendah.
Di Tata Surya kita, tidak ada yang seperti mereka, dan menemukannya di tata surya yang jauh telah membingungkan. Sekarang sepasang astronom mungkin sudah mengetahuinya.
Para astronom adalah Anthony Piro dari Carnegie University dan Shreyas Vissapragada, di Caltech. Makalah mereka berjudul "Menjelajahi Apakah Puff-Super dapat Dijelaskan sebagai Exoplanet Dering." Itu diterbitkan dalam The Astronomical Journal.
"Kami mulai berpikir, bagaimana jika planet-planet ini tidak lapang seperti permen kapas," kata Piro dalam siaran pers. "Bagaimana jika super-puff tampak begitu besar karena sebenarnya dikelilingi oleh cincin?"
Pemburu planet telah menemukan lebih dari 4.000 exoplanet yang dikonfirmasi. Dengan pengamatan yang cermat, para astronom dapat membatasi karakteristik planet ekstrasurya seperti kepadatan, massa, ukuran, dan bahkan jika mereka berada di zona layak huni bintang mereka. Tetapi tidak ada cara nyata untuk menentukan apakah objek yang jauh ini memiliki cincin.
Akan mengejutkan jika tidak ada yang melakukannya. Semua raksasa gas dan raksasa es di Tata Surya kita memiliki cincin, meskipun hanya Saturnus yang mudah dilihat.
Sebagian besar exoplanet ditemukan dengan metode transit. Itu melibatkan mengamati planet dengan hati-hati saat melewati antara bintang inangnya dan kita. Berdasarkan kemiringan kecil di bawah cahaya bintang penyebab transit planet, para astronom dapat mendeteksi sebuah planet. Ini juga bagaimana mereka menentukan karakteristik lain sebuah planet, bersama dengan menyaksikan bintang bergoyang sebagai respons terhadap gerakan planet.
Tetapi metode transit tidak dapat memberi tahu para astronom jika sebuah planet memiliki cincin. Dalam eksperimen pemikiran, para astronom bertanya-tanya seperti apa planet seperti Saturnus bagi pengamat yang jauh.
"Kami mulai bertanya-tanya, jika Anda melihat kembali kami dari dunia yang jauh, apakah Anda akan mengenali Saturnus sebagai planet berdering, atau akankah itu tampak seperti planet bengkak bagi astronom alien?" Vissapragada bertanya.
Dalam makalah mereka, para peneliti mengatakan, "Contoh yang berguna untuk dipertimbangkan adalah Saturnus: dirata-rata sepanjang musim, jika pengamat eksternal mengukur ukuran Saturn dalam perjalanan tanpa memperhitungkan cincin, mereka akan meremehkan kepadatan sebenarnya dengan sekitar dua faktor."
Mereka membangun eksperimen pikiran itu dengan eksperimen atau simulasi yang sebenarnya. Para peneliti mensimulasikan sebuah planet cincin yang lewat di depan Matahari, dan seperti apa rasanya astronom yang jauh dengan instrumen pengamat yang kuat. Mereka juga mempelajari jenis-jenis material dalam cincin yang akan memengaruhi pengamatan.
Hasilnya beragam. Menurut pekerjaan mereka, cincin dapat menjelaskan beberapa planet kepulan, tetapi tidak semuanya. Dalam makalah mereka, mereka berkata, “Kami menemukan bahwa penjelasan ini bekerja untuk beberapa super-puff, tetapi bagi yang lain mengalami kesulitan.” Bagian dari penjelasan untuk hasil ini termasuk spektra planet puff tanpa fitur.
Dalam makalah mereka, penulis mengatakan, “Di sini kami mempertimbangkan apakah mereka <puff planet> dapat memiliki jari-jari besar yang disimpulkan karena mereka pada kenyataannya cincin. Ini secara alami akan menjelaskan mengapa super-puff sejauh ini hanya menunjukkan spektrum transit tanpa sifat. ” Biasanya sebuah planet ekstrasurya akan memiliki spektrum, tetapi dengan cincin, tidak ada.
Para penulis melanjutkan: “Kami menemukan bahwa hipotesis ini dapat bekerja dalam beberapa kasus tetapi tidak semua. Kedekatan super-puff dengan bintang induknya memerlukan cincin dengan komposisi berbatu daripada es. " Itu pada gilirannya menempatkan batas pada jari-jari cincin itu sendiri.
Dan batas pada jari-jari berarti cincin dapat menjelaskan beberapa planet puff, tetapi tidak semuanya. Menurut makalah itu, "membuatnya sulit untuk menjelaskan ukuran besar Kepler 51b, 51c, 51d, dan 79d kecuali cincinnya terbuat dari bahan berpori." Ketiga planet Kepler 51 semuanya adalah planet kepulan, dan mereka adalah tiga dengan kepadatan paling rendah. Faktanya, meskipun mereka semua planet seukuran Jupiter, massa mereka hanya beberapa kali lebih besar dari Bumi.
Dalam siaran pers, co-penulis Piro menjelaskannya dengan cara ini: "Planet-planet ini cenderung mengorbit dekat dengan bintang inangnya, yang berarti bahwa cincin harus berbatu, bukan es. Tapi jari-jari cincin batu hanya bisa sebesar itu, kecuali batu itu sangat keropos, jadi tidak setiap super-puff akan cocok dengan kendala ini. ”
Bahan yang membentuk cincin berbatu hanya bisa sangat padat, dan hanya bisa membuat cincin dengan ukuran tertentu. Jika terlalu padat, dan terlalu jauh dari planet ini, ia akan bergabung menjadi satelit.
Pasangan peneliti mengatakan bahwa setidaknya tiga planet puff yang diamati kemungkinan dapat dijelaskan oleh cincin: Kepler 87c dan 177c serta HIP 41378f. Kepler 87c sama besar dengan Neptunus, namun hanya sekitar 6,4 kali lebih besar dari Bumi. Dua lainnya dalam daftar mereka memiliki perbedaan serupa antara ukuran dan massa.
Sayangnya, seperti banyak masalah dalam astronomi, kami tidak memiliki kekuatan pengamatan untuk mengetahui apakah penelitian ini akurat. Pengamatan di darat mendekati target yang cerah, tetapi bintang tuan rumah untuk planet puff yang dikenal terlalu redup. (Satu-satunya pengecualian adalah HIP 41278 f, yang diumumkan sebagai planet kepulan baru ketika pasangan penulis menyelesaikan makalah ini.) Juga seperti masalah lain dalam astronomi, kita harus menunggu James Webb Space Telescope untuk menjelaskan masalah. Tidak ada fasilitas pengamatan saat ini yang mampu mendeteksi cincin di sekitar exoplanet.
Jika salah satu dari exoplanet ini dipastikan memiliki cincin, itu akan menjadi perkembangan penting. Saya akan memberi para astronom pemahaman yang jauh lebih baik tentang bagaimana sistem planet terbentuk, dan bagaimana mereka berevolusi.
Lebih:
- Siaran Pers: Bagaimana Jika Planet “Kapas Permen” Misterius Sebenarnya Adalah Cincin Olahraga?
- Makalah Penelitian: Menjelajahi Apakah Puff Super dapat Dijelaskan sebagai Exoplanet Dering
- Majalah Luar Angkasa: Apakah "Alien Megastructure" di sekitar Bintang Tabby Sebenarnya Raksasa Gas Bercahaya?
