Ilustrasi artis tentang planet berbatu di sekitar M dwarf Gliese 876. Kredit gambar: NSF. Klik untuk memperbesar.
Mengambil langkah besar ke depan dalam pencarian planet mirip Bumi di luar tata surya kita sendiri, tim astronom telah mengumumkan penemuan planet ekstrasurya terkecil yang terdeteksi. Sekitar tujuh setengah kali lebih masif dari Bumi, dengan radius sekitar dua kali lipat, itu mungkin planet berbatu pertama yang ditemukan yang mengorbit bintang normal yang tidak jauh berbeda dari Matahari.
Semua dari hampir 150 planet ekstrasurya lain yang ditemukan hingga saat ini di sekitar bintang normal telah lebih besar dari Uranus, raksasa es sekitar 15 kali massa Bumi.
"Kami terus mendorong batas apa yang dapat kami deteksi, dan kami semakin dekat dan semakin dekat untuk menemukan Bumi," kata anggota tim Steven Vogt, seorang profesor astronomi dan astrofisika di Universitas California, Santa Cruz.
? Hasil hari ini adalah langkah penting menuju menjawab salah satu pertanyaan paling mendalam yang dapat diajukan manusia: Apakah kita sendirian di alam semesta ?? kata Michael Turner, kepala Direktorat Ilmu Matematika dan Fisika di National Science Foundation, yang menyediakan sebagian dana untuk penelitian.
Super-Earth yang baru ditemukan? mengorbit bintang Gliese 876, terletak hanya 15 tahun cahaya ke arah rasi bintang Aquarius. Bintang ini juga memiliki dua planet berukuran Jupiter lebih besar. Planet baru ini mengitari bintang hanya dalam dua hari, dan sangat dekat dengan permukaan bintang sehingga suhunya mungkin mencapai 400 hingga 750 derajat Fahrenheit (200 hingga 400 derajat Celsius) - suhu seperti oven terlalu panas untuk kehidupan seperti kita tahu.
Namun demikian, kemampuan untuk mendeteksi goyangan kecil yang diinduksi oleh planet pada bintang tersebut memberikan keyakinan kepada para astronom bahwa mereka akan dapat mendeteksi planet berbatu yang bahkan lebih kecil dalam orbit yang lebih ramah terhadap kehidupan.
"Ini adalah planet ekstrasurya terkecil yang terdeteksi dan yang pertama dari kelas baru planet terestrial berbatu," kata anggota tim Paul Butler dari Carnegie Institution of Washington. "Ini seperti sepupu Bumi yang lebih besar."
Tim ini mengukur massa minimum untuk planet dengan massa Bumi 5,9, mengorbit Gliese 876 dengan periode 1,94 hari pada jarak 0,021 unit astronomi (AU), atau 2 juta mil.
Meskipun tim tidak memiliki bukti langsung bahwa planet itu berbatu-batu, massanya yang rendah mencegahnya mempertahankan gas seperti Jupiter. Tiga planet berbatu lainnya yang konon telah dilaporkan, tetapi mereka mengorbit sebuah pulsar, mayat yang berkedip dari sebuah bintang yang meledak.
"Planet ini menjawab pertanyaan kuno," kata pemimpin tim Geoffrey Marcy, profesor astronomi di University of California, Berkeley. “Lebih dari 2.000 tahun yang lalu, para filsuf Yunani Aristoteles dan Epicurus berdebat tentang apakah ada planet lain yang mirip Bumi. Sekarang, untuk pertama kalinya, kami memiliki bukti untuk planet berbatu di sekitar bintang normal. "
Marcy, Butler, astronom teoretis Jack Lissauer dari NASA / Ames Research Center, dan peneliti pasca-doktoral Eugenio J. Rivera dari University of California Observatories / Lick Observatory di UC Santa Cruz mempresentasikan temuan mereka hari ini (Senin, 13 Juni) saat pers konferensi di NSF di Arlington, Va.
Penelitian mereka, yang dilakukan di Observatorium Keck di Hawaii, didukung oleh NSF, Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional, Universitas California dan Lembaga Carnegie Washington.
Sebuah makalah yang merinci hasilnya telah diserahkan ke The Astrophysical Journal. Penulis bersama di atas kertas adalah Steven Vogt dan Gregory Laughlin dari Lick Observatory di University of California, Santa Cruz; Debra Fischer dari Universitas Negeri San Francisco; dan Timothy M. Brown dari Pusat Riset Atmosfer Nasional NSF di Boulder, Colorado.
Gliese 876 (atau GJ 876) adalah bintang kecil berwarna merah yang dikenal sebagai kurcaci M? jenis bintang paling umum di galaksi. Itu terletak di konstelasi Aquarius, dan, sekitar sepertiga massa matahari, adalah bintang terkecil di sekitar planet yang telah ditemukan. Butler dan Marcy mendeteksi planet pertama di sana pada tahun 1998; itu terbukti raksasa gas sekitar dua kali massa Jupiter. Kemudian, pada tahun 2001, mereka melaporkan sebuah planet kedua, raksasa gas lain sekitar setengah massa Jupiter. Keduanya berada dalam orbit resonansi, planet luar mengambil 60 hari untuk mengorbit bintang, dua kali periode planet raksasa dalam.
Lissauer dan Rivera telah menganalisis data Keck pada sistem Gliese 876 untuk memodelkan gerakan yang tidak biasa dari dua planet yang dikenal, dan tiga tahun lalu mendapat firasat bahwa mungkin ada lebih kecil, planet ketiga yang mengorbit bintang. Bahkan, jika mereka tidak memperhitungkan interaksi resonansi antara dua planet yang dikenal, mereka tidak akan pernah melihat planet ketiga.
"Kami memiliki model untuk dua planet yang berinteraksi satu sama lain, tetapi ketika kami melihat perbedaan antara model dua-planet dan data aktual, kami menemukan tanda tangan yang dapat diartikan sebagai planet ketiga," kata Lissauer.
Model tiga planet secara konsisten memberikan kesesuaian yang lebih baik dengan data, tambah Rivera. "Tetapi karena sinyal dari planet ketiga ini tidak terlalu kuat, kami sangat berhati-hati mengumumkan planet baru sampai kami memiliki lebih banyak data," katanya.
Perbaikan terbaru untuk spektrometer resolusi tinggi (HIRES) Keck Telescope memberikan data baru yang penting. Vogt, yang merancang dan membangun HIRES, bekerja dengan staf teknis di Laboratorium UC Observatorium / Lick Observatory di UC Santa Cruz untuk meningkatkan detektor CCD (charge coupled device) spektrometer pada Agustus lalu.
"Ini adalah data presisi yang lebih tinggi dari HIRES yang ditingkatkan yang memberi kami kepercayaan diri dalam hasil ini," kata Butler.
Tim sekarang memiliki data yang meyakinkan untuk planet yang mengorbit sangat dekat dengan bintang, pada jarak sekitar 10 jari-jari bintang. Itu kurang dari sepersepuluh ukuran orbit Merkurius di tata surya kita.
"Dalam orbit dua hari, itu sekitar 200 derajat Celcius terlalu panas untuk air cair," kata Butler. “Itu cenderung membawa kita pada kesimpulan bahwa komposisi yang paling mungkin dari benda ini adalah seperti planet-planet bagian dalam tata surya ini? batu nikel-besi, planet berbatu, planet terestrial. "
"Massa planet dapat dengan mudah berpegang pada atmosfer," kata Laughlin, asisten profesor astronomi di UC Santa Cruz. “Itu masih akan dianggap sebagai planet berbatu, mungkin dengan inti besi dan mantel silikon. Bahkan bisa memiliki lapisan air beruap padat. Saya pikir apa yang kita lihat di sini adalah sesuatu yang merupakan peralihan antara planet terestrial sejati seperti Bumi dan versi panas dari raksasa es Uranus dan Neptunus. "
Dikombinasikan dengan perangkat lunak komputer yang ditingkatkan, detektor CCD (charge coupled device) baru yang dirancang oleh tim ini untuk spektrometer HIRES Keck kini dapat mengukur kecepatan Doppler bintang hingga dalam satu meter per detik? kecepatan berjalan manusia? bukannya presisi sebelumnya tiga meter per detik. Sensitivitas yang ditingkatkan ini akan memungkinkan tim pemburu planet untuk mendeteksi efek gravitasi dari planet yang mirip Bumi di dalam zona layak huni dari bintang kerdil M seperti Gliese 876.
"Kami mendorong rezim yang sama sekali baru di Keck untuk mencapai presisi satu meter per detik, tiga kali lipat presisi lama kami, yang juga memungkinkan kami untuk melihat planet-planet bermassa Bumi di sekitar bintang seperti matahari dalam beberapa tahun mendatang," kata Butler.
"Tim UC Santa Cruz dan Lick Observatory kami telah melakukan sejumlah besar pekerjaan optik dan teknis dan detektor untuk menjadikan teleskop Keck sebagai pemburu planet berbatu, yang terbaik di dunia," tambah Marcy.
Lissauer juga senang dengan prestasi lain yang dilaporkan dalam makalah yang diserahkan ke jurnal. Untuk pertama kalinya, ia, Rivera dan Laughlin telah menentukan kecenderungan garis pandang dari orbit sistem bintang hanya dari goyangan Doppler yang diamati dari bintang. Dengan menggunakan model dinamis tentang bagaimana dua planet ukuran Jupiter berinteraksi, mereka dapat menghitung massa dua planet raksasa dari bentuk yang diamati dan tingkat presesi dari orbit oval mereka. Presesi adalah putaran lambat dari sumbu panjang orbit elips sebuah planet.
Mereka menunjukkan bahwa bidang orbit miring 40 derajat ke garis pandang kami. Ini memungkinkan tim untuk memperkirakan massa paling mungkin dari planet ketiga sebagai tujuh setengah massa Bumi.
"Ada lebih banyak pemodelan dinamis yang terlibat dalam penelitian ini daripada studi sebelumnya, jauh lebih banyak," kata Lissauer.
Tim berencana untuk terus mengamati bintang Gliese 876, tetapi bersemangat untuk menemukan planet terestrial lainnya di antara 150 atau lebih planet kerdil M yang mereka amati secara teratur dengan Keck.
"Sejauh ini kami hampir tidak menemukan planet bermassa Jupiter di antara bintang katai M yang kami amati, yang menunjukkan bahwa, sebagai gantinya, akan ada populasi besar planet massa yang lebih kecil," kata Butler.
Sumber Asli: Siaran Berita Carnegie Institute
