Terletak sekitar 129 tahun cahaya dari Bumi ke arah konstelasi Pegasus adalah sistem bintang yang relatif muda dari HR 8799. Dimulai pada tahun 2008, empat exoplanet yang mengorbit ditemukan dalam sistem ini yang - bersama dengan exoplanet Formalhaut b - adalah yang pertama menjadi dikonfirmasi menggunakan teknik pencitraan langsung. Dan seiring berjalannya waktu, astronom mulai percaya bahwa keempat planet ini selaras satu sama lain.
Dalam hal ini, keempat planet mengorbit bintang mereka dengan resonansi 1: 2: 4: 8, yang berarti bahwa masing-masing periode orbit planet berada dalam rasio yang hampir tepat dengan yang lain dalam sistem. Ini adalah fenomena yang relatif unik, yang menginspirasi Jason Wang - seorang mahasiswa pascasarjana dari Berkeley Nexus yang disponsori NASA untuk Exoplanet System Science (NExSS) - untuk menghasilkan video yang menggambarkan tarian orbital mereka.
Menggunakan gambar yang diperoleh oleh W.M. Keck Observatory selama periode tujuh tahun, video Wang memberikan gambaran sekilas tentang keempat planet ekstrasurya yang sedang bergerak. Seperti yang dapat Anda lihat di bawah, bintang pusat dihitamkan sehingga cahaya yang memantul dari planet-planetnya dapat terlihat. Dan sementara itu tidak menunjukkan planet-planet menyelesaikan periode orbit penuh (yang akan memakan waktu puluhan tahun dan bahkan berabad-abad), itu dengan indah menggambarkan resonansi yang ada di antara empat planet bintang.
Seperti yang dikatakan Jason Wang Space Magazine melalui email:
“Data diperoleh selama 7 tahun dari salah satu teleskop Keck 10 meter oleh tim astronom (Christian Marois, Quinn Konopacky, Bruce Macintosh, Travis Barman, dan Ben Zuckerman). Christian mengurangi masing-masing dari 7 zaman data, untuk membuat 7 bingkai data. Saya kemudian membuat film dengan menggunakan interpolasi gerak untuk menginterpolasi 7 frame menjadi 100 frame untuk mendapatkan video yang halus sehingga tidak berombak (seolah-olah kita bisa mengamatinya setiap bulan dari Bumi). "
Gambar-gambar dari empat exoplanet pada awalnya ditangkap oleh Dr. Christian Marois dari Dewan Penelitian Nasional Institut Herzof Institute of Astrophysics Kanada. Pada tahun 2008 Marois dan rekan-rekannya menemukan tiga planet pertama dari HR 8799 - HR 8799 b, c dan d - menggunakan teknik pencitraan langsung. Pada sekitar waktu yang sama, sebuah tim dari UC Berkeley mengumumkan penemuan Fomalhaut b, juga menggunakan pencitraan langsung.
Planet-planet ini semuanya ditentukan untuk menjadi raksasa gas dengan ukuran dan massa yang sama, dengan ukuran antara 1,2 dan 1,3 kali ukuran Jupiter, dan 7 hingga 10 kali massanya. Pada saat penemuan mereka, HR 8799 d diyakini sebagai planet terdekat dengan bintangnya, pada jarak sekitar 27 Unit Astronomi (AU) - sedangkan dua lainnya mengorbit pada jarak masing-masing sekitar 42 dan 68 AU.
Baru setelah itu tim menyadari bahwa planet-planet telah diamati pada tahun 1998. Saat itu, Kamera Inframerah Dekat Hubble dan Multi-Object Spectrometer (NICMOS) telah memperoleh cahaya dari sistem yang mengindikasikan keberadaan planet-planet. Namun, ini tidak dibuat jelas sampai setelah teknik pemrosesan gambar yang baru dikembangkan telah diinstal. Oleh karena itu, "pra-penemuan" tidak diperhatikan.
Pengamatan lebih lanjut pada tahun 2009 dan 2010 mengungkapkan keberadaan planet keempat - HR 8799 e - yang memiliki orbit yang menempatkannya di dalam tiga lainnya. Meski begitu, planet ini lima belas kali lebih jauh dari bintangnya daripada Bumi dari Matahari, yang menghasilkan periode orbit sekitar 18.000 hari (49 tahun). Yang lain membutuhkan waktu sekitar 112, 225, dan 450 tahun (masing-masing) untuk menyelesaikan orbit HR 8799.
Pada akhirnya, Wang memutuskan untuk memproduksi video (yang bukan yang pertama), untuk mengilustrasikan betapa menariknya pencarian eksoplanet. Seperti yang ia katakan:
“Saya telah menulis algoritme interpolasi gerak ini untuk sistem exoplanet lain, Beta Pictoris b, di mana kita melihat satu planet pada orbit edge-on yang terlihat seperti sedang meluncur ke bintangnya (sebenarnya hanya berputar-putar di depannya). Kami ingin melakukan hal yang sama untuk HR 8799 untuk menghidupkan sistem ini dan berbagi kegembiraan kami dalam pencitraan langsung planet ekstrasurya. Saya pikir sangat menakjubkan bahwa kita memiliki teknologi untuk menonton dunia lain mengorbit bintang lain. "
Selain itu, video ini menarik perhatian pada sistem bintang yang menghadirkan beberapa peluang unik untuk penelitian planet ekstrasurya. Karena HR 8799 adalah sistem multi-planet pertama yang dicitrakan langsung berarti bahwa para astronom dapat secara langsung mengamati orbit dari empat planet, mengamati interaksi dinamiknya, dan menentukan bagaimana mereka sampai pada konfigurasi masa kini.
Para astronom juga dapat mengambil spektrum atmosfer planet ini untuk mempelajari komposisi mereka, dan membandingkannya dengan raksasa gas Tata Surya kita sendiri. Dan karena sistem ini benar-benar sangat muda (hanya 40 juta tahun), ia dapat memberi tahu kita banyak tentang proses pembentukan planet. Terakhir, namun tidak kalah pentingnya, orbitnya yang lebar (suatu keharusan mengingat ukurannya) dapat berarti sistem ini kurang stabil.
Di masa depan, menurut Wang, para astronom akan mengawasi untuk melihat apakah ada planet yang dikeluarkan dari sistem. Saya tidak tahu tentang Anda, tetapi saya akan mempertimbangkan video yang menggambarkan salah satu raksasa gas HR 8799 yang dikeluarkan dari sistemnya juga akan sangat menginspirasi!
