Lima belas tahun yang lalu, teleskop terbesar di dunia belum menemukan planet yang mengorbit bintang lain. Saat ini teleskop yang tidak lebih besar dari yang ada di department store terbukti mampu melihat dunia yang sebelumnya tidak dikenal. Sebuah planet yang baru ditemukan terdeteksi oleh teleskop kecil berdiameter 4 inci menunjukkan bahwa kita berada di puncak era baru penemuan planet. Segera, dunia baru mungkin berada pada kecepatan yang semakin cepat, membawa deteksi dunia pertama yang berukuran Bumi satu langkah lebih dekat.
"Penemuan ini menunjukkan bahwa bahkan teleskop sederhana dapat memberikan kontribusi besar untuk pencarian di planet ini," kata Guillermo Torres dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CfA), rekan penulis penelitian ini.
Studi penelitian ini akan diposting online di http://arxiv.org/abs/astro-ph/0408421 dan akan muncul dalam edisi mendatang dari The Astrophysical Journal Letters.
Ini adalah penemuan planet ekstrasurya pertama yang dibuat oleh survei khusus ribuan bintang yang relatif cerah di daerah besar di langit. Itu dibuat menggunakan Trans-Atlantic Exoplanet Survey (TrES), sebuah jaringan teleskop kecil, relatif murah yang dirancang untuk mencari planet-planet yang mengorbit bintang-bintang terang. Sebuah tim ilmuwan yang dipimpin oleh David Charbonneau (CfA / Caltech), Timothy Brown dari Pusat Penelitian Atmosfer Nasional (NCAR) dan Edward Dunham dari Lowell Observatory mengembangkan jaringan TrES. Dukungan awal untuk jaringan TrES datang dari Jet Propulsion Laboratory NASA dan California Institute of Technology.
“Butuh beberapa gelar Ph.D. para ilmuwan bekerja penuh waktu untuk mengembangkan metode analisis data untuk program pencarian ini, tetapi peralatan itu sendiri menggunakan komponen sederhana yang tersedia, ”kata Charbonneau.
Meskipun teleskop kecil dari jaringan TrES membuat penemuan awal, pengamatan lanjutan di fasilitas lain diperlukan. Pengamatan di W.M. Keck Observatory yang, untuk University of California, Caltech, dan NASA, mengoperasikan dua teleskop terbesar di dunia di Hawaii, yang sangat penting dalam mengkonfirmasi keberadaan planet ini.
Planet Shadows
Planet yang baru ditemukan itu adalah raksasa gas seukuran Jupiter yang mengorbit bintang yang terletak sekitar 500 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Lyra. Dunia ini melingkari bintangnya setiap 3,03 hari pada jarak hanya 4 juta mil, jauh lebih dekat dan lebih cepat daripada planet Merkurius di tata surya kita.
Para astronom menggunakan teknik inovatif untuk menemukan dunia baru ini. Itu ditemukan oleh "metode transit," yang mencari kemiringan dalam kecerahan bintang ketika sebuah planet melintas tepat di depan bintang dan melemparkan bayangan. Planet seukuran Jupiter hanya menghalangi 1/100 cahaya dari bintang seperti Matahari, tetapi itu cukup untuk membuatnya dapat dideteksi.
Agar berhasil, pencarian transit harus memeriksa banyak bintang karena kita hanya melihat transit jika sistem planet terletak hampir di garis pandang kita. Sejumlah pencarian transit yang berbeda saat ini sedang berlangsung. Sebagian besar memeriksa area terbatas langit dan fokus pada bintang yang lebih redup karena lebih umum, sehingga meningkatkan kemungkinan menemukan sistem transit. Namun jaringan TrES berkonsentrasi pada pencarian bintang yang lebih terang di petak yang lebih besar dari langit karena planet yang mengorbit bintang terang lebih mudah dipelajari secara langsung.
"Yang harus kita kerjakan hanyalah cahaya yang datang dari bintang," kata Brown. "Jauh lebih sulit untuk belajar apa pun ketika bintang-bintang pingsan."
"Hampir paradoksal bahwa teleskop kecil lebih efisien daripada yang terbesar jika Anda menggunakan metode transit, karena kita hidup di masa ketika para astronom sudah merencanakan teleskop berdiameter 100 meter," kata penulis utama Roi Alonso dari Astrophysical Institute of Canaries (IAC), yang menemukan planet baru.
Planet ekstrasurya yang paling dikenal ditemukan menggunakan "metode Doppler," yang mendeteksi efek gravitasi planet pada bintangnya secara spektroskopi dengan memecah cahaya bintang menjadi warna komponennya. Namun, informasi yang dapat diperoleh tentang sebuah planet menggunakan metode Doppler terbatas. Misalnya, hanya batas bawah untuk massa yang dapat ditentukan karena sudut di mana kita melihat sistem tidak diketahui. Katai coklat dengan massa tinggi yang orbitnya sangat condong ke garis pandang kami menghasilkan sinyal yang sama dengan planet bermassa rendah yang hampir edge-on.
“Ketika para astronom menemukan sebuah planet yang transit, kita tahu bahwa orbitnya pada dasarnya adalah ujung-atas, sehingga kita dapat menghitung massa pastinya. Dari jumlah cahaya yang dibloknya, kita belajar ukuran fisiknya. Dalam satu contoh, kami bahkan dapat mendeteksi dan mempelajari atmosfer planet raksasa, "kata Charbonneau.
Tersangka Sortasi
Survei TrES meneliti sekitar 12.000 bintang di 36 derajat persegi langit (luas setengah ukuran mangkuk Biduk). Roi Alonso, seorang mahasiswa pascasarjana Brown, mengidentifikasi 16 kandidat yang mungkin untuk transit di planet ini. “Survei TrES memberi kami daftar awal tersangka kami. Kemudian, kami harus melakukan banyak pengamatan lanjutan untuk menghilangkan penipu, ”kata rekan penulis Alessandro Sozzetti (University of Pittsburgh / CfA).
Setelah menyusun daftar kandidat pada akhir April, para peneliti menggunakan teleskop di CfA's Whipple Observatory di Arizona dan Oak Ridge Observatory di Massachusetts untuk mendapatkan pengamatan fotometrik (kecerahan) tambahan, serta pengamatan spektroskopi yang menghilangkan bintang biner yang gerhana.
Dalam waktu dua bulan, tim telah memusatkan perhatian pada kandidat yang paling menjanjikan. Pengamatan spektroskopi resolusi tinggi oleh Torres dan Sozzetti menggunakan waktu yang disediakan oleh NASA pada teleskop Keck I berdiameter 10 meter di Hawaii.
"Tanpa pekerjaan lanjutan ini, survei fotometrik tidak dapat memberi tahu kandidat mana yang benar-benar planet. Bukti puding adalah orbit untuk bintang induknya, dan kami mendapatkannya menggunakan metode Doppler. Itulah sebabnya pengamatan Keck terhadap bintang ini sangat penting dalam membuktikan bahwa kami telah menemukan sistem planet yang benar, ”kata rekan penulis David Latham (CFA).
Sangat Normal
Planet ini, yang disebut TrES-1, sangat mirip dengan Jupiter dalam massa dan ukuran (diameter). Ini kemungkinan merupakan raksasa gas yang terutama terdiri dari hidrogen dan helium, unsur paling umum di alam semesta. Tetapi tidak seperti Yupiter, ia mengorbit sangat dekat dengan bintangnya, memberinya suhu sekitar 1500 derajat F.
Para astronom sangat tertarik pada TrES-1 karena strukturnya sangat sesuai dengan teori, berbeda dengan planet transit pertama yang ditemukan, HD 209458b. Dunia yang terakhir mengandung massa yang sama dengan TrES-1, namun berukuran sekitar 30% lebih besar. Bahkan kedekatannya dengan bintangnya dan panas yang menyertainya tidak menjelaskan ukuran sebesar itu.
“Menemukan TrES-1 dan melihat betapa normalnya itu membuat kami curiga bahwa HD 209458b adalah planet` aneh ', ”kata Charbonneau.
TrES-1 mengorbit bintangnya setiap 72 jam, menempatkannya di antara sekelompok planet serupa yang dikenal sebagai "Jupiters panas." Dunia seperti itu kemungkinan terbentuk jauh lebih jauh dari bintang-bintang mereka dan kemudian bermigrasi ke dalam, menyapu planet-planet lain dalam prosesnya. Banyaknya sistem planet yang mengandung Jupiters yang panas mengindikasikan bahwa tata surya kita mungkin tidak biasa karena sejarahnya yang relatif tenang.
Orbit dekat TrES-1 dan riwayat migrasi membuatnya tidak mungkin memiliki bulan atau cincin. Namun demikian, para astronom akan terus memeriksa sistem ini dengan cermat karena pengamatan fotometrik yang tepat dapat mendeteksi bulan atau cincin jika ada. Selain itu, pengamatan spektroskopi yang terperinci dapat memberikan petunjuk tentang keberadaan dan komposisi atmosfer planet ini.
Makalah yang menggambarkan hasil ini ditulis oleh: Roi Alonso (IAC); Timothy M. Brown (NCAR); Guillermo Torres dan David W. Latham (CfA); Alessandro Sozzetti (Universitas Pittsburgh / CFA); Georgi Mandushev (Lowell), Juan A. Belmonte (IAC); David Charbonneau (CfA / Caltech); Hans J. Deeg (IAC); Edward W. Dunham (Lowell); Francis T. O'Donovan (Caltech); dan Robert Stefanik (CFA).
Pengumuman bersama ini dikeluarkan secara bersamaan oleh CfA, IAC, NCAR, University of Pittsburgh, dan Lowell Observatory.
W. Keck Observatory dioperasikan oleh Asosiasi California untuk Penelitian di Astronomi, kemitraan ilmiah dari California Institute of Technology, University of California, dan National Aeronautics and Space Administration.
Berkantor pusat di Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) adalah kolaborasi bersama antara Smithsonian Astrophysical Observatory dan Harvard College Observatory. Para ilmuwan CFA, diorganisasikan ke dalam enam divisi penelitian, mempelajari asal usul, evolusi, dan nasib akhir alam semesta.
Sumber Asli: Rilis Berita Harvard CfA
