Dalam perburuan planet ekstra-surya, para astronom dan penggemar dapat dimaafkan karena sedikit optimis. Dalam upaya menemukan ribuan planet berbatu, raksasa gas, dan benda langit lainnya, apakah terlalu berharap bahwa suatu hari kita akan menemukan analog Bumi yang asli? Bukan hanya planet "mirip Bumi" (yang menyiratkan tubuh berbatu dengan ukuran yang sebanding) tetapi Bumi 2.0 yang sebenarnya?
Ini tentu menjadi salah satu tujuan pemburu planet ekstrasurya, yang mencari sistem bintang terdekat untuk planet-planet yang tidak hanya berbatu, tetapi mengorbit dalam zona layak huni bintang mereka, menunjukkan tanda-tanda atmosfer dan memiliki air di permukaannya. Tetapi menurut sebuah studi baru oleh Alexey G. Butkevich - seorang ahli astrofisika dari Observatorium Pulkovo di St. Petersburg, Rusia - upaya kita untuk menemukan Bumi 2.0 dapat terhambat oleh Bumi itu sendiri!
Penelitian Butkevich, berjudul "Deteksiabilitas Astrometric Exoplanet dan Earth Orbital Motion", baru-baru ini diterbitkan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Demi penelitiannya, Dr. Butkevich meneliti bagaimana perubahan dalam posisi orbit Bumi sendiri dapat membuatnya lebih sulit untuk melakukan pengukuran gerakan bintang di sekitar barycenter sistemnya.
Metode deteksi planet ekstrasurya ini, di mana gerakan bintang di sekitar pusat massa sistem bintang (barycenter), dikenal sebagai Metode Astrometik. Pada dasarnya, para astronom berusaha untuk menentukan apakah kehadiran medan gravitasi di sekitar bintang (yaitu planet) menyebabkan bintang tersebut bergerak bolak-balik. Ini tentu saja berlaku untuk Tata Surya, di mana Matahari kita ditarik bolak-balik di sekitar pusat bersama dengan tarikan semua planetnya.
Di masa lalu, teknik ini telah digunakan untuk mengidentifikasi bintang-bintang biner dengan tingkat presisi yang tinggi. Dalam beberapa dekade terakhir, telah dianggap sebagai metode yang layak untuk berburu planet ekstrasurya. Ini bukan tugas yang mudah karena goyangan agak sulit dideteksi pada jarak yang terlibat. Dan hingga baru-baru ini, tingkat presisi yang diperlukan untuk mendeteksi pergeseran ini berada di ujung sensitivitas instrumen.
Ini berubah dengan cepat, berkat instrumen yang ditingkatkan yang memungkinkan akurasi hingga microarcsecond. Contoh yang baik dari ini adalah pesawat ruang angkasa Gaia ESA, yang digunakan pada tahun 2013 untuk katalog dan mengukur gerakan relatif dari miliaran bintang di galaksi kita. Mengingat bahwa ia dapat melakukan pengukuran pada 10 microarcseconds, diyakini bahwa misi ini dapat melakukan pengukuran astrometrik demi menemukan planet ekstrasurya.
Tapi seperti dijelaskan Butkevich, ada masalah lain dalam hal metode ini. "Model astrometri standar didasarkan pada asumsi bahwa bintang-bintang bergerak seragam relatif terhadap barycentre tata surya," katanya. Tetapi ketika dia melanjutkan untuk menjelaskan, ketika memeriksa efek gerakan orbital Bumi pada deteksi astrometri, ada korelasi antara orbit Bumi dan posisi bintang relatif terhadap sistem barycenternya.
Dengan kata lain, Dr. Butkevich meneliti apakah gerakan planet kita mengelilingi Matahari atau tidak, dan gerakan Matahari di sekitar pusat massanya, dapat memiliki efek pembatalan pada pengukuran paralaks bintang-bintang lain. Ini secara efektif akan membuat setiap pengukuran gerakan bintang, yang dirancang untuk melihat apakah ada planet yang mengorbitnya, secara efektif tidak berguna. Atau seperti yang dikatakan Dr. Butkevich dalam studinya:
"Jelas dari pertimbangan geometris sederhana bahwa dalam sistem seperti itu gerakan orbital bintang host, dalam kondisi tertentu, mungkin secara observasi dekat dengan efek parallactic atau bahkan tidak dapat dibedakan darinya. Ini berarti bahwa gerakan orbital mungkin sebagian atau seluruhnya diserap oleh parameter paralaks. "
Ini akan menjadi benar terutama dari sistem di mana periode orbit sebuah planet adalah satu tahun, dan yang memiliki orbit yang menempatkannya dekat dengan ekliptika Matahari - yaitu seperti orbit Bumi sendiri! Jadi pada dasarnya, para astronom tidak akan dapat mendeteksi Bumi 2.0 menggunakan pengukuran astrometri, karena orbit Bumi sendiri dan goyangan Matahari sendiri akan membuat deteksi mendekati mustahil.
Butkevich menyatakan dalam kesimpulannya:
“Kami menyajikan analisis efek gerakan orbital Bumi pada kemampuan deteksi astrometrik sistem exoplanet. Kami menunjukkan bahwa, jika periode planet mendekati satu tahun dan bidang orbitnya hampir sejajar dengan ekliptika, gerakan orbital host dapat sepenuhnya atau sebagian diserap oleh parameter paralaks. Jika penyerapan penuh terjadi, planet ini secara astrometri tidak terdeteksi. ”
Untungnya, pemburu planet ekstrasurya memiliki banyak metode lain yang juga dipilih, termasuk pengukuran langsung dan tidak langsung. Dan ketika datang untuk melihat planet-planet di sekitar bintang-bintang yang berdekatan, dua yang paling efektif melibatkan pengukuran pergeseran Doppler dalam bintang (alias. Metode Kecepatan Radial) dan turun dalam kecerahan bintang (alias, Metode Transit).
Namun demikian, metode-metode ini menderita karena kekurangannya sendiri, dan mengetahui keterbatasannya adalah langkah pertama dalam menyempurnakannya. Dalam hal itu, penelitian Dr. Butkevich memiliki gema heliosentrisme dan relativitas, di mana kita diingatkan bahwa titik referensi kita sendiri tidak tetap di ruang angkasa, dan dapat memengaruhi pengamatan kita.
Perburuan exoplanet juga diharapkan mendapat manfaat besar dari penyebaran instrumen generasi baru seperti James Webb Space Telescope, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), dan lainnya.
