Gambar seorang seniman tentang planet ekstrasurya dengan atmosfer yang menonjol.
(Gambar: © NASA)
Ternyata, exoplanet bisa semanis perjalanan ke pameran negara: Dua dunia yang ditemukan oleh Teleskop Luar Angkasa Kepler NASA memiliki kepadatan yang sama dengan sebungkus permen kapas. Kedua planet itu, yang mengorbit bintang muda yang baru berusia sekitar 500 juta tahun, adalah dunia baru lahir yang hampir seluas raksasa gas, meskipun beratnya kurang dari 10 kali massa Bumi.
Menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble milik NASA, para peneliti melakukan pengamatan lanjutan terhadap dua dunia "lezat", yang dikenal sebagai Kepler-51b dan Kepler-51d. Mereka menemukan bahwa atmosfer yang membengkak di dunia kemungkinan besar mengandung kabut yang membentang tinggi di atas permukaannya. Atmosfer dunia yang diperluas menempatkan mereka di kelas eksoplanet yang langka, super-isapan.
"Ini adalah exoplanet dengan kepadatan terendah," kata Jessica Roberts bulan lalu. Dia mempresentasikan hasil awal selama pertemuan tengah tahunan 232 dari American Astronomical Society di Denver. Seorang mahasiswa pascasarjana di University of Colorado, Boulder, Roberts membantu membersihkan perbandingan mirip Bumi untuk planet-planet. Dia menemukan analog yang tidak biasa untuk puff super - suguhan yang manis. [Penemuan Planet Alien Yang Paling Menarik 2017]
"Aku ingin kau membayangkan planet raksasa yang terbuat dari permen kapas," katanya.
"Titans yang benar-benar lembut"
Pada 2011, Kepler melihat dunia dengan kepadatan rendah yang mengorbit bintang muda Kepler 51; penelitian selanjutnya mengkonfirmasi bahwa planet ini memiliki dua saudara kandung. Ketiga planet ini memiliki atmosfer menggembung, dan pengamatan awal menunjukkan kerapatan yang rendah.
Kepulan super menarik perhatian penasihat doktoral Roberts di Boulder, Zachory Berta-Thompson, yang menduga bahwa atmosfer yang kembung akan lebih mudah dipelajari daripada atmosfer yang lebih mantap di sekitar dunia lain. Bersama beberapa rekannya, para ilmuwan menggunakan Hubble untuk menyelidiki kimia atmosfer 51b dan 51d ketika pasangan melewati dua kali antara bintang dan Bumi. Dunia ketiga, 51c, hanya memotong tepi matahari sistem, menyembunyikan atmosfernya, dan karenanya bukan bagian dari studi baru.
Para peneliti menemukan bahwa kedua planet menghasilkan sinyal yang menunjukkan partikel kecil yang disebut aerosol mendominasi atmosfer. Aerosol ini dapat dibuat oleh bank awan besar, atau mereka bisa menjadi tanda kabut yang mengelilingi planet.
"Tebakan terbaik kami adalah bahwa kami tidak berurusan dengan beberapa jenis kondensasi awan," kata Roberts. "Apa yang mungkin kita hadapi adalah sejenis kabut fotokimia yang tidak kita ketahui terbuat dari apa."
Di tata surya, bulan terbesar Saturnus, Titan, adalah satu-satunya yang didominasi oleh lapisan kabut yang terbuat dari hidrokarbon, kemungkinan besar metana dan etana. Bulan besar mungkin memberikan wawasan tentang kepulan super, yang bisa menghasilkan versi kabut yang lebih panjang.
"Kita mungkin melihat beberapa Titans yang benar-benar lembut," kata Roberts. [Kabut Senja Menyinari Titan Bulan Besar Saturnus di Foto Cassini Cantik]
Planet kapas-permen
Menghitung kepadatan sebuah planet membutuhkan kembalinya fisika SMA. Kepadatan suatu benda adalah massa dibagi dengan volumenya; volume ditentukan oleh jari-jarinya. Pengukuran Hubble yang akurat membantu para peneliti untuk membatasi massa planet ekstrasurya dengan lebih baik. Untuk menemukan jari-jari mereka - dan volume mereka - para ilmuwan membandingkan ukuran planet ini dengan bintangnya. Dengan meninjau kembali apa yang diketahui tentang bintang itu, Roberts dan rekan-rekannya dapat menentukan radius yang lebih tepat.
Kepler-51b memiliki massa sekitar dua kali massa Bumi dan radius sekitar tujuh kali lebih besar, dan mengorbit bintangnya setiap 45 hari. Dengan orbit 130 hari, Kepler-51d sedikit lebih besar, sekitar 7,5 kali lebih besar dari Bumi dengan radius hampir sepuluh kali lipat dari planet kita. Saudara ketiga, Kepler-51c, membutuhkan waktu 85 hari untuk melakukan perjalanan mengelilingi bintang dan memiliki sekitar empat kali radius Bumi.
Dengan menggabungkan massa yang diperbarui dengan jari-jari yang direvisi, para peneliti dapat menghitung bahwa kepadatan planet-planet berkisar dari 0,03 gram hingga 0,06 gram per sentimeter kubik. Sepersepuluh sepadat Saturnus, planet tata surya paling tidak padat, dan yang akan mengapung di air jika Anda bisa menemukan bak mandi yang cukup besar.
Mencari tahu apa artinya dalam istilah dunia nyata akan membutuhkan sedikit lebih banyak pekerjaan, tetapi Roberts bertekad.
Pikiran pertamanya adalah marshmallow. Dia melelehkan bets di microwave tetapi menemukan suguhan putih masih terlalu padat.
"Itu hanya kekacauan yang mengerikan," katanya kepada Space.com.
Untuk potongan permen kapasnya, dia pergi ke toko kelontong dan membeli beberapa kotak permen kapas. Bahan yang baru dipintal tidak cukup padat, tapi dia berharap bak yang sudah dikemas bisa bekerja. Dia mengukur volume wadah dan menimbang material untuk menghitung kepadatannya, yang sangat cocok untuk puff super.
"Saya membeli begitu banyak bak ini, [kasir] itu seperti, Anda pasti penggemar permen kapas," kata Roberts.
"Aku seperti, ini untuk sains."
Planet muda
Mengapa dunia ini begitu padat? Roberts berpikir bahwa masa muda mereka mungkin memainkan peran kunci. Planet terbentuk ketika debu dan batu bertabrakan untuk membangun dunia. Ketika inti berbatu cukup besar, gravitasinya menarik gas yang lebih ringan untuk menciptakan atmosfer.
Menurut model, tiga embusan super terbentuk di luar garis salju sistem mereka, batas tak terlihat di sekitar bintang pusat di mana gas cukup dingin untuk mengembun menjadi es. Planet-planet kemudian bermigrasi ke dalam, mencapai orbitnya saat ini. Ketika mereka bergerak lebih dekat ke bintang yang hangat, es mereka meleleh dan menciptakan atmosfer gas yang mulai menggembung.
Sementara planet memulai kehangatan dari tabrakan yang membentuknya, mereka mendingin dari waktu ke waktu, menyebabkan kontraksi material. Pada saat yang sama, angin bintang melepaskan sebagian atmosfer mereka. Menurut Roberts, model menunjukkan bahwa dalam 5 miliar tahun ke depan, ketika sedikit lebih tua daripada Bumi hari ini, 51b akan lebih mirip planet Neptunus yang khas. Karena lebih jauh dari bintang, dia berkata bahwa "51d kemungkinan akan menjadi sedikit aneh, karena atmosfernya tidak terlalu banyak."
"Dalam beberapa miliar tahun, kita akan melihat planet-planet ini lebih kecil daripada sekarang," kata Roberts.
Jika Anda bisa berdiri di atas salah satu kepulan super (dengan asumsi permukaannya berbatu), tekanan atmosfer mungkin akan sangat tinggi, kata Roberts. Anda akan lebih baik melayang-layang lebih tinggi di atmosfer di mana tekanan akan lebih rendah, tambahnya.
Di awal masa hidupnya, Bumi mungkin membual atmosfernya sendiri yang membengkak, katanya, meskipun mungkin kehilangannya dengan sangat cepat.
Para ilmuwan berencana untuk menyerahkan penelitian mereka untuk dipublikasikan akhir musim panas ini.
Sekarang kita hanya perlu dunia manis untuk olahraga warna-warna katun-permen, seperti biru, merah muda, ungu atau hijau!
