Para ilmuwan yang bekerja dengan data dari misi Kepler telah menemukan 18 dunia seukuran Bumi tambahan. Tim menggunakan metode yang lebih baru, lebih ketat menyisir data untuk menemukan planet-planet ini. Di antara 18 adalah planet ekstrasurya terkecil yang pernah ditemukan.
Misi Kepler sangat sukses dan kita sekarang tahu lebih dari 4.000 exoplanet di tata surya yang jauh. Tapi ada kesalahan pengambilan sampel yang dipahami dalam data Kepler: lebih mudah bagi pesawat ruang angkasa untuk menemukan planet besar daripada yang kecil. Sebagian besar exoplanet Kepler adalah dunia yang sangat besar, ukurannya hampir sama dengan raksasa gas Jupiter dan Saturnus.
Sangat mudah untuk memahami mengapa demikian. Jelas, benda yang lebih besar lebih mudah ditemukan daripada benda yang lebih kecil. Tetapi tim ilmuwan di Jerman telah mengembangkan cara untuk menjelajahi data Kepler dan mereka telah menemukan 18 planet kecil yang seukuran Bumi. Ini penting.
"Algoritme baru kami membantu menggambar gambar yang lebih realistis dari populasi planet ekstrasurya di ruang angkasa."
Michael Hippke, Observatorium Sonneberg.
Jika Anda tidak terbiasa dengan teknik berburu planet, dan pesawat ruang angkasa Kepler secara khusus, itu menggunakan apa yang disebut "metode transit" untuk menemukan planet. Setiap kali sebuah planet lewat di depan bintangnya, itu disebut transit. Kepler disetel dengan baik untuk mendeteksi penurunan cahaya bintang yang disebabkan oleh transit planet ekstrasurya.
Penurunan cahaya bintang sangat kecil, dan sangat sulit dideteksi. Tetapi Kepler dibangun untuk tujuan itu. Pesawat ruang angkasa Kepler, dalam kombinasi dengan pengamatan tindak lanjut dengan teleskop lain, juga dapat menentukan ukuran planet, dan bahkan mendapatkan indikasi kepadatan planet dan karakteristik lainnya.
Para ilmuwan sangat curiga bahwa data Kepler tidak mewakili populasi planet ekstrasurya karena bias pengambilan sampel. Itu semua bermuara pada bagaimana Kepler menggunakan metode transit untuk menemukan exoplanet.
Karena Kepler memeriksa lebih dari 200.000 bintang untuk mendeteksi kemiringan dalam cahaya bintang yang disebabkan oleh transit planet ekstrasurya, sebagian besar analisis data Kepler harus dilakukan oleh komputer. (Tidak cukup banyak siswa lulusan astronomi yang miskin di dunia untuk melakukan pekerjaan itu.) Jadi, para ilmuwan mengandalkan algoritma untuk menyisir data Kepler untuk transit.
“Algoritme pencarian standar berupaya mengidentifikasi penurunan tiba-tiba dalam kecerahan,” jelas Dr. René Heller dari MPS, penulis pertama publikasi saat ini. “Namun pada kenyataannya, disk bintang tampak sedikit lebih gelap di bagian tepi daripada di bagian tengah. Ketika sebuah planet bergerak di depan sebuah bintang, maka pada awalnya ia memblokir lebih sedikit cahaya bintang daripada pada saat transit. Peredupan maksimum bintang terjadi di tengah transit tepat sebelum bintang secara bertahap menjadi lebih cerah lagi, ”jelasnya.
Di sinilah deteksi planet ekstrasurya menjadi rumit. Planet yang lebih besar tidak hanya menyebabkan penurunan kecerahan yang lebih besar daripada planet yang lebih kecil, tetapi kecerahan bintang juga berfluktuasi, membuat planet yang lebih kecil bahkan lebih sulit untuk dideteksi.
Trik untuk Heller dan tim astronom adalah mengembangkan algoritma yang berbeda atau mungkin "lebih pintar" yang memperhitungkan kurva cahaya bintang. Bagi pengamat seperti Kepler, bagian tengah bintang adalah yang paling terang, dan planet besar menyebabkan peredupan cahaya yang sangat berbeda dan cepat. Tetapi bagaimana dengan di tepi, atau anggota badan, dari bintang. Mungkinkah transit dari planet yang lebih kecil tidak terdeteksi dalam cahaya redup itu?
Dengan meningkatkan sensitivitas algoritma pencarian, tim dapat menjawab pertanyaan itu dengan meyakinkan “ya.”
"Di sebagian besar sistem planet yang kita pelajari, planet-planet baru adalah yang terkecil."
Kai Rodenbeck, Universitas Gottingen, MPS.
"Algoritme baru kami membantu menggambar gambar yang lebih realistis dari populasi planet ekstrasurya di ruang angkasa," merangkum Michael Hippke dari Sonneberg Observatory. "Metode ini merupakan langkah maju yang signifikan, terutama dalam pencarian planet seperti Bumi."
Hasil? "Di sebagian besar sistem planet yang kami pelajari, planet-planet baru adalah yang terkecil," kata rekan penulis Kai Rodenbeck dari Universitas Göttingen dan Institut Max Planck untuk Penelitian Sistem Tata Surya. Mereka tidak hanya menemukan tambahan 18 planet seukuran Bumi, tetapi mereka juga menemukan planet ekstrasurya terkecil, hanya 69% ukuran Bumi. Dan yang terbesar dari 18 itu hampir dua kali ukuran Bumi. Ini sangat kontras dengan sebagian besar planet ekstrasurya yang ditemukan oleh Kepler, yang berada dalam kisaran ukuran Jupiter dan Saturnus.
Tidak hanya planet-planet baru ini kecil, tetapi mereka lebih dekat dengan bintang-bintang mereka daripada saudara mereka yang sebelumnya ditemukan. Jadi tidak hanya algoritma baru memberi kita gambaran yang lebih akurat tentang populasi planet ekstrasurya berdasarkan ukuran, itu juga memberi kita gambaran yang lebih jelas tentang orbitnya.
Karena kedekatannya dengan bintang-bintang mereka, sebagian besar planet-planet ini adalah pencakar langit dengan suhu permukaan lebih dari 100 Celcius, dan beberapa melebihi 1.000 Celcius. Tapi ada satu pengecualian: salah satunya mengorbit bintang katai merah dan tampaknya berada di zona layak huni, tempat air cair dapat bertahan.
Mungkin ada exoplanet yang lebih kecil yang tersembunyi di data Kepler. Sejauh ini, Heller dan timnya hanya menggunakan teknik baru mereka pada beberapa bintang yang diperiksa oleh Kepler. Mereka fokus pada lebih dari 500 bintang Kepler yang sudah diketahui menjadi tuan rumah exoplanet. Apa yang akan mereka temukan jika mereka memeriksa 200.000 bintang lainnya?
Merupakan fakta ilmiah bahwa setiap metode pengukuran sesuatu memiliki bias pengambilan sampel yang melekat. Itu salah satu kendala dalam studi ilmiah apa pun. Tim di balik algoritma planet ekstrasurya baru ini sepenuhnya mengakui bahwa metode mereka mungkin juga mengandung bias pengambilan sampel.
Planet yang lebih kecil di orbit yang lebih jauh dapat memiliki periode orbit yang sangat panjang. Di Tata Surya kita, Pluto membutuhkan 248 tahun untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi Matahari. Untuk mendeteksi planet seperti itu, diperlukan waktu hingga 248 tahun pengamatan sebelum kami mendeteksi transit.
Meski begitu, mereka memproyeksikan bahwa mereka akan menemukan lebih dari 100 exoplanet seukuran Bumi di sisa data Kepler. Itu sedikit, tapi mungkin perkiraan sederhana, mengingat data Kepler mencakup lebih dari 200.000 bintang.
Kekuatan algoritma pencarian baru akan melampaui data Kepler. Menurut Prof. Dr. Laurent Gizon, Direktur Pelaksana di MPS, misi berburu planet di masa depan juga dapat menggunakannya untuk menyempurnakan hasilnya. "Metode baru ini juga sangat berguna untuk mempersiapkan misi PLATO (TransAnetary Transit dan Osilasi bintang) yang akan diluncurkan pada 2026 oleh Badan Antariksa Eropa", kata Prof. Gizon.
Tim mempublikasikan hasilnya di jurnal Astronomi dan Astrofisika. Makalah mereka berjudul "Transit kuadrat-survei. II Penemuan dan validasi 17 planet baru berukuran sub-super-Bumi dalam sistem multi-planet dari K2. "
