APA METODE PENCITRAAN LANGSUNG?

Send

Selamat datang kembali ke angsuran terbaru dalam seri kami tentang metode berburu Exoplanet. Hari ini kita mulai dengan metode yang sangat sulit, tetapi sangat menjanjikan yang dikenal sebagai Pencitraan Langsung.

Dalam beberapa dekade terakhir, jumlah planet yang ditemukan di luar Tata Surya kita telah tumbuh dengan pesat. Pada 4 Oktober 2018, total 3.869 planet ekstrasurya telah dikonfirmasi di 2.887 sistem planet, dengan 638 sistem menampung banyak planet. Sayangnya, karena keterbatasan yang harus dihadapi para astronom, sebagian besar dari ini telah terdeteksi menggunakan metode tidak langsung.

Sejauh ini, hanya beberapa planet yang ditemukan dengan dicitrakan ketika mereka mengorbit bintang-bintang mereka (alias. Pencitraan Langsung). Meskipun menantang dibandingkan dengan metode tidak langsung, metode ini adalah yang paling menjanjikan ketika datang ke karakterisasi atmosfer planet ekstrasurya. Sejauh ini, 100 planet telah dikonfirmasi di 82 sistem planet dengan menggunakan metode ini, dan banyak lagi diperkirakan akan ditemukan dalam waktu dekat.

Deskripsi:

Seperti namanya, Pencitraan Langsung terdiri dari menangkap gambar exoplanet secara langsung, yang dimungkinkan dengan mencari cahaya yang dipantulkan dari atmosfer planet pada panjang gelombang inframerah. Alasan untuk ini adalah karena pada panjang gelombang infra merah, sebuah bintang hanya cenderung sekitar 1 juta kali lebih terang daripada sebuah planet yang memantulkan cahaya, daripada satu miliar kali (yang biasanya terjadi pada panjang gelombang visual).

Salah satu keuntungan paling nyata dari Pencitraan Langsung adalah tidak terlalu rentan terhadap kesalahan positif. Sedangkan Metode Transit rentan terhadap kesalahan positif dalam hingga 40% kasus yang melibatkan sistem planet tunggal (mengharuskan pengamatan lanjutan), planet yang terdeteksi menggunakan Metode Kecepatan Radial memerlukan konfirmasi (karenanya mengapa biasanya dipasangkan dengan Metode Transit) . Sebaliknya, Pencitraan Langsung memungkinkan para astronom untuk benar-benar melihat planet yang mereka cari.

Meskipun peluang untuk menggunakan metode ini jarang terjadi, di mana pun deteksi langsung dapat dilakukan, metode ini dapat memberikan para ilmuwan informasi berharga di planet ini. Misalnya, dengan memeriksa spektrum yang dipantulkan dari atmosfer planet, para astronom dapat memperoleh informasi penting tentang komposisinya. Informasi ini intrinsik untuk karakterisasi planet ekstrasurya dan menentukan apakah berpotensi dihuni.

Dalam kasus Fomalhaut b, metode ini memungkinkan para astronom untuk mempelajari lebih lanjut tentang interaksi planet ini dengan piringan protoplanet bintang, menempatkan batasan pada massa planet, dan mengkonfirmasi keberadaan sistem cincin masif. Dalam kasus HR 8799, jumlah radiasi inframerah yang dipantulkan dari atmosfer planet ekstrasurya (dikombinasikan dengan model pembentukan planet) memberikan perkiraan kasar tentang massa planet.

Pencitraan Langsung berfungsi paling baik untuk planet yang memiliki orbit lebar dan sangat masif (seperti gas raksasa). Hal ini juga sangat berguna untuk mendeteksi planet-planet yang diposisikan "berhadapan", yang berarti bahwa mereka tidak transit di depan bintang relatif terhadap pengamat. Hal ini menjadikannya sebagai pelengkap kecepatan radial, yang paling efektif untuk mendeteksi planet-planet yang "edge-on", di mana planet-planet membuat transit bintang mereka.

Dibandingkan dengan metode lain, Pencitraan Langsung agak sulit karena efek cahaya yang dikaburkan dari sebuah bintang. Dengan kata lain, sangat sulit untuk mendeteksi cahaya yang dipantulkan dari atmosfer planet ketika bintang induknya jauh lebih terang. Akibatnya, peluang untuk Pencitraan Langsung sangat jarang menggunakan teknologi saat ini.

Sebagian besar, planet hanya dapat dideteksi menggunakan metode ini ketika mereka mengorbit pada jarak yang sangat jauh dari bintang-bintang mereka atau sangat besar. Ini membuatnya sangat terbatas ketika mencari planet-planet terestrial (seperti "Bumi") yang mengorbit lebih dekat dengan bintang-bintang mereka (yaitu dalam zona layak huni bintang mereka). Akibatnya, metode ini tidak terlalu berguna ketika harus mencari exoplanet yang berpotensi dihuni.

Contoh Survei Pencitraan Langsung:

Deteksi exoplanet pertama yang dilakukan menggunakan teknik ini terjadi pada Juli 2004, ketika sekelompok astronom menggunakan European Southern Observatory (ESO) Very Large Telescope Array (VLTA) untuk menggambarkan sebuah planet beberapa kali massa Jupiter dalam jarak dekat dengan 2M1207 - katai coklat yang terletak sekitar 200 tahun cahaya dari Bumi.

Pada tahun 2005, pengamatan lebih lanjut mengkonfirmasi orbit planet ekstrasurya ini sekitar 2M1207. Namun, beberapa orang tetap skeptis bahwa ini adalah kasus pertama "Pencitraan Langsung", karena luminositas rendah dari katai coklat itulah yang memungkinkan pendeteksian planet ini. Selain itu, karena mengorbit katai coklat telah membuat beberapa orang berpendapat bahwa raksasa gas itu bukan planet yang tepat.

Pada bulan September 2008, sebuah objek dicitrakan dengan pemisahan 330 AU di sekitar bintang inangnya, 1RXS J160929.1? 210524 - yang berjarak 470 tahun cahaya di konstelasi Scorpius. Namun, itu tidak sampai 2010 bahwa itu dikonfirmasi menjadi planet dan pendamping bintang.

Pada 13 November 2008, sebuah tim astronom mengumumkan bahwa mereka menangkap gambar sebuah planet ekstrasurya yang mengorbit bintang Fomalhaut menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble. Penemuan ini dimungkinkan berkat piringan gas dan debu tebal yang mengelilingi Fomalhaut, dan tepi bagian dalam yang tajam yang menunjukkan bahwa sebuah planet telah membersihkan puing-puing dari jalurnya.

Pengamatan tindak lanjut dengan Hubble menghasilkan gambar disk, yang memungkinkan para astronom untuk menemukan planet ini. Faktor lain yang berkontribusi adalah fakta bahwa planet ini, yang dua kali massa Jupiter, dikelilingi oleh sistem cincin yang beberapa kali lebih tebal dari cincin Saturnus, yang menyebabkan planet ini bersinar cukup terang dalam cahaya visual.

Pada hari yang sama, para astronom yang menggunakan teleskop dari Observatorium Keck dan Observatorium Gemini mengumumkan bahwa mereka telah mencitrakan 3 planet yang mengorbit HR 8799. Planet-planet ini, yang memiliki massa 10, 10, dan 7 kali lipat dari Jupiter, semuanya terdeteksi dalam inframerah. panjang gelombang. Ini dikaitkan dengan fakta bahwa HR 8799 adalah bintang muda dan planet-planet di sekitarnya diperkirakan masih mempertahankan panas dari formasi mereka.

Pada tahun 2009, analisis gambar yang berasal dari tahun 2003 mengungkapkan keberadaan sebuah planet yang mengorbit Beta Pictoris. Pada 2012, para astronom yang menggunakan Teleskop Subaru di Observatorium Mauna Kea mengumumkan pencitraan "Super-Jupiter" (dengan 12,8 massa Jupiter) yang mengorbit bintang Kappa Andromedae pada jarak sekitar 55 AU (hampir dua kali jarak Neptunus dari Matahari).

Kandidat lain telah ditemukan selama bertahun-tahun, tetapi sejauh ini, mereka tetap belum dikonfirmasi sebagai planet dan bisa menjadi katai coklat. Secara total, 100 exoplanet telah dikonfirmasi menggunakan metode Direct Imaging (sekitar 0,3% dari semua exoplanet dikonfirmasi), dan sebagian besar adalah raksasa gas yang mengorbit pada jarak yang jauh dari bintang-bintang mereka.

Namun, ini diperkirakan akan berubah dalam waktu dekat ketika teleskop generasi berikutnya dan teknologi lainnya tersedia. Ini termasuk teleskop berbasis darat yang dilengkapi dengan optik adaptif, seperti Thirty Meter Telescope (TMT) dan Magellan Telescope (GMT). Mereka juga termasuk teleskop yang mengandalkan koronografi (seperti James Webb Space Telescope (JWST), di mana perangkat di dalam teleskop digunakan untuk memblokir cahaya dari bintang.

Metode lain yang sedang dikembangkan dikenal sebagai 'Starshade', perangkat yang diposisikan untuk memblokir cahaya dari bintang sebelum bahkan memasuki teleskop. Untuk teleskop berbasis luar angkasa yang mencari exoplanet, starshade akan menjadi pesawat ruang angkasa terpisah, yang dirancang untuk memposisikan dirinya pada jarak dan sudut yang tepat untuk menghalangi cahaya bintang dari bintang yang diamati oleh para astronom.

Kami memiliki banyak artikel menarik tentang perburuan planet ekstrasurya di Space Magazine. Inilah Apa Metode Transit ?, Apa Metode Kecepatan Radial?, Apa Metode Gravitasi Mikro?, Dan Kepler's Universe: Lebih Banyak Planet di Galaksi kita daripada Bintang.

Pemain Astronomi juga memiliki beberapa episode menarik tentang subjek ini. Inilah Episode 367: Spitzer mengerjakan Exoplanet dan Episode 512: Pencitraan Langsung Exoplanet.

Untuk informasi lebih lanjut, pastikan untuk memeriksa halaman NASA di Exoplanet Exploration, halaman Planetary Society di Extrasolar Planets, dan NASA / Caltech Exoplanet Archive.

Sumber: