Tim astronom Eropa [1] telah menemukan planet paling terang yang diketahui mengorbit bintang selain matahari ("planet ekstrasurya").
Planet ekstrasurya yang baru mengorbit bintang terang mu Arae yang terletak di konstelasi Altar selatan. Ini adalah planet kedua yang ditemukan di sekitar bintang ini dan menyelesaikan revolusi penuh dalam 9,5 hari.
Dengan massa hanya 14 kali massa Bumi, planet baru ini terletak di ambang planet berbatu terbesar yang mungkin, menjadikannya objek yang mungkin mirip Bumi super. Uranus, planet terkecil dari planet raksasa Tata Surya memiliki massa serupa. Namun Uranus dan planet ekstrasurya yang baru sangat berbeda jaraknya dari bintang induknya sehingga formasi dan struktur mereka cenderung sangat berbeda.
Penemuan ini dimungkinkan oleh akurasi spektrograf HARPS yang belum pernah terjadi sebelumnya pada teleskop 3,6 m ESO di La Silla, yang memungkinkan kecepatan radial diukur dengan presisi yang lebih baik dari 1 m / s. Ini adalah demonstrasi lain yang jelas dari kepemimpinan Eropa di bidang penelitian planet ekstrasurya.
Mesin berburu planet yang unik
Sejak deteksi pertama pada tahun 1995 dari sebuah planet di sekitar bintang 51 Peg oleh Michel Mayor dan Didier Queloz dari Observatorium Jenewa (Swiss), para astronom telah belajar bahwa Tata Surya kita tidak unik, karena lebih dari 120 planet raksasa yang mengorbit bintang lain ditemukan kebanyakan oleh survei kecepatan radial (lih. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01, dan ESO PR 03/03).
Metode pengamatan mendasar ini didasarkan pada deteksi variasi dalam kecepatan bintang pusat, karena perubahan arah tarikan gravitasi dari planet ekstrasurya (yang tidak terlihat) saat mengorbit bintang. Evaluasi variasi kecepatan yang diukur memungkinkan untuk menyimpulkan orbit planet, khususnya periode dan jarak dari bintang, serta massa minimum [2].
Pencarian terus menerus untuk exoplanet membutuhkan instrumentasi yang lebih baik dan lebih baik. Dalam konteks ini, ESO tidak diragukan lagi mengambil kepemimpinan dengan spektograf HARPS baru (Pencari Planet Kecepatan Radial Akurasi Tinggi) dari teleskop 3,6 m di Observatorium La Silla ESO (lihat ESO PR 06/03). Ditawarkan pada bulan Oktober 2003 kepada komunitas penelitian di negara-negara anggota ESO, instrumen unik ini dioptimalkan untuk mendeteksi planet-planet di orbit di sekitar bintang-bintang lain ("planet ekstrasurya") dengan cara pengukuran kecepatan (radial) yang akurat dengan ketepatan tak tertandingi 1 meter per detik .
HARPS dibangun oleh Konsorsium Eropa [3] bekerja sama dengan ESO. Sudah sejak awal operasinya, telah menunjukkan efisiensinya yang sangat tinggi. Dibandingkan dengan CORALIE, spektrograf optimis perburuan planet terkenal lainnya yang dipasang pada teleskop Swiss-Euler 1,2-m di La Silla (cf ESO PR 18/98, 12/99, 13/00), waktu pengamatan yang khas telah berkurang oleh faktor seratus dan keakuratan pengukuran telah meningkat dengan faktor sepuluh.
Perbaikan ini telah membuka perspektif baru dalam pencarian planet ekstra-surya dan telah menetapkan standar baru dalam hal ketepatan instrumental.
Sistem planet di sekitar mu Arae
Bintang mu Arae berjarak sekitar 50 tahun cahaya. Bintang mirip matahari ini terletak di konstelasi selatan Ara (Altar) dan cukup terang (magnitudo 5) untuk diamati dengan mata tanpa bantuan.
Mu Arae sudah diketahui memiliki planet seukuran Jupiter dengan periode orbit 650 hari. Pengamatan sebelumnya juga mengisyaratkan kehadiran rekan lain (planet atau bintang) yang jauh lebih jauh.
Pengukuran baru yang diperoleh oleh para astronom pada objek ini, dikombinasikan dengan data dari tim lain mengkonfirmasi gambar ini. Tetapi seperti yang dikatakan oleh Fran? Ois Bouchy, anggota tim, “Pengukuran HARPS yang baru tidak hanya mengonfirmasi apa yang sebelumnya kami yakini ketahui tentang bintang ini, tetapi juga menunjukkan bahwa ada planet tambahan pada orbit pendek. Dan planet baru ini tampaknya merupakan yang terkecil yang ditemukan di sekitar bintang selain matahari. Ini membuat mu Arae sistem planet yang sangat menarik. "
Selama 8 malam di bulan Juni 2004, mu Arae berulang kali diamati dan kecepatan radialnya diukur oleh HARPS untuk mendapatkan informasi tentang interior bintang. Ini disebut teknik astero-seismologi (lihat ESO PR 15/01) mempelajari gelombang akustik kecil yang membuat permukaan bintang berdenyut masuk dan keluar secara berkala. Dengan mengetahui struktur internal bintang, para astronom bertujuan untuk memahami asal-usul jumlah unsur-unsur berat yang tidak biasa diamati di atmosfer bintangnya. Komposisi kimia yang tidak biasa ini dapat memberikan informasi unik untuk sejarah pembentukan planet.
Kata Nuno Santos, anggota tim lainnya: "Yang mengejutkan kami, analisis pengukuran baru ini mengungkapkan variasi kecepatan radial dengan periode 9,5 hari di atas sinyal osilasi akustik!"
Penemuan ini dimungkinkan berkat banyaknya pengukuran yang diperoleh selama kampanye astero-seimologi.
Sejak tanggal ini, bintang, yang juga merupakan bagian dari program survei konsorsium HARPS, secara teratur dipantau dengan strategi pengamatan yang cermat untuk mengurangi "kebisingan seismik" bintang.
Data baru ini mengkonfirmasi baik amplitudo dan periodisitas variasi kecepatan radial yang ditemukan selama 8 malam di bulan Juni. Para astronom hanya memiliki satu penjelasan meyakinkan untuk sinyal periodik ini: sebuah planet kedua mengorbit mu Arae dan menyelesaikan revolusi penuh dalam 9,5 hari.
Tapi ini bukan satu-satunya kejutan: dari amplitudo kecepatan radial, yaitu ukuran goyangan yang disebabkan oleh tarikan gravitasi planet pada bintang, para astronom mendapatkan massa untuk planet yang hanya 14 kali massa Bumi. ! Ini tentang massa Uranus, planet terkecil dari planet raksasa di tata surya.
Planet luar yang baru ditemukan itu membuat rekor baru di planet terkecil yang ditemukan di sekitar bintang bertipe matahari.
Di perbatasan
Massa planet ini menempatkannya di perbatasan antara planet (batu) dan planet raksasa seperti bumi.
Karena model pembentukan planet saat ini masih jauh dari mampu menjelaskan semua keragaman menakjubkan yang diamati di antara planet-planet ekstrasurya yang ditemukan, para astronom hanya dapat berspekulasi tentang sifat sebenarnya dari objek yang ada. Dalam paradigma pembentukan planet raksasa saat ini, sebuah inti terbentuk pertama kali melalui pertambahan "planetesimal" yang solid. Begitu inti ini mencapai massa kritis, gas terakumulasi dalam mode "pelarian" dan massa planet meningkat dengan cepat. Dalam kasus ini, fase selanjutnya ini tidak mungkin terjadi karena jika tidak, planet ini akan menjadi jauh lebih masif. Lebih jauh lagi, model terbaru menunjukkan bahwa migrasi memperpendek waktu pembentukan, tidak mungkin bahwa objek yang sekarang telah bermigrasi dalam jarak yang jauh dan tetap dengan massa sekecil itu.
Karena itu, objek ini kemungkinan adalah sebuah planet dengan inti berbatu (bukan es) yang dikelilingi oleh selubung gas kecil (dengan urutan sepersepuluh massa total) dan karenanya akan memenuhi syarat sebagai "Bumi super".
Prospek Lebih Lanjut
Konsorsium HARPS, yang dipimpin oleh Michel Mayor (Observatorium Jenewa, Swiss), telah diberikan 100 malam pengamatan per tahun selama periode 5 tahun di teleskop ESO 3,6 m untuk melakukan salah satu pencarian sistematis yang paling ambisius untuk exoplanet yang sejauh ini dilaksanakan. di seluruh dunia. Untuk tujuan ini, konsorsium berulang kali mengukur kecepatan ratusan bintang yang mungkin mengandung sistem planet.
Deteksi planet cahaya baru ini setelah kurang dari 1 tahun beroperasi menunjukkan potensi luar biasa dari HARPS untuk mendeteksi planet berbatu pada orbit pendek. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa kinerja yang dicapai dengan HARPS memungkinkan deteksi planet "telluric" besar dengan hanya beberapa kali massa Bumi. Kemampuan seperti itu merupakan peningkatan besar dibandingkan dengan survei planet sebelumnya. Deteksi objek berbatu tersebut memperkuat minat deteksi transit di masa depan dari ruang angkasa dengan misi seperti COROT, Eddington dan KEPLER yang harus dapat mengukur radiusnya.
Informasi lebih lanjut
Penelitian yang dijelaskan dalam siaran pers ini telah diserahkan untuk publikasi ke jurnal astrofisika terkemuka "Astronomi dan Astrofisika". Pracetak tersedia sebagai file postscript di http://www.oal.ul.pt/~nuno/.
Catatan
[1]: Tim ini terdiri dari Nuno Santos (Centro de Astronomia e Astrofisica da Universidade de Lisboa, Portugal), Fran? Ois Bouchy dan Jean-Pierre Sivan (Laboratoire d'astrophysique de Marseille, Prancis), Walikota Michel, Francesco Pepe , Didier Queloz, St? Phane Udry, dan Christophe Lovis (Observatoire de l'Universit? De Gen? Ve, Swiss), Sylvie Vauclair, Michael Bazot (Toulouse, Prancis), Gaspare Lo Curto dan Dominique Naef (ESO), Xavier Delfosse (LAOG, Grenoble, Prancis), Willy Benz dan Christoph Mordasini (Physikalisches Institut der Universit? T Bern, Swiss), dan Jean-Louis Bertaux (Layanan d'Aronomie de Verri? Re-le-Buisson, Paris, Prancis) .
[2] Keterbatasan mendasar dari metode kecepatan radial adalah tidak diketahui kecenderungan orbit planet yang hanya memungkinkan penentuan batas massa yang lebih rendah untuk planet ini. Namun, pertimbangan statistik menunjukkan bahwa dalam kebanyakan kasus, massa sebenarnya tidak akan jauh lebih tinggi dari nilai ini. Satuan massa untuk exoplanet yang digunakan dalam teks ini adalah 1 massa Jupiter = 22 massa Uranus = 318 massa Bumi; 1 massa Uranus = 14,5 massa Bumi.
[3] HARPS telah dirancang dan dibangun oleh konsorsium lembaga penelitian internasional, yang dipimpin oleh Observatoire de Genve (Swiss) dan termasuk Observatoire de Haute-Provence (Prancis), Physikalisches Institut der Universit? T Bern (Swiss), Layanan d'Aeronomie (CNRS, Prancis), serta ESO La Silla dan ESO Garching.
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
