Selamat datang kembali di seri kami tentang metode Exoplanet-Hunting! Hari ini, kita melihat metode penasaran dan unik yang dikenal sebagai Gravitational Microlensing.
Perburuan planet ekstra-matahari pastinya telah memanas dalam dekade terakhir. Berkat perbaikan yang dibuat dalam teknologi dan metodologi, jumlah exoplanet yang telah diamati (per 1 Desember 2017) telah mencapai 3.710 planet di 2.780 sistem bintang, dengan 621 sistem yang memiliki beberapa planet. Sayangnya, karena berbagai batasan yang harus dihadapi para astronom, sebagian besar telah ditemukan menggunakan metode tidak langsung.
Salah satu metode yang lebih umum digunakan untuk mendeteksi planet ekstrasurya secara tidak langsung dikenal sebagai Gravitational Microlensing. Pada dasarnya, metode ini bergantung pada gaya gravitasi benda yang jauh untuk menekuk dan memfokuskan cahaya yang berasal dari bintang. Saat sebuah planet lewat di depan bintang relatif terhadap pengamat (mis. Melakukan transit), cahaya itu turun secara terukur, yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan keberadaan sebuah planet.
Dalam hal ini, Gravitational Microlensing adalah versi yang diperkecil dari Gravitational Lensing, di mana objek intervensi (seperti kluster galaksi) digunakan untuk memfokuskan cahaya yang datang dari galaksi atau objek lain yang terletak di luarnya. Ini juga menggabungkan elemen kunci dari Metode Transit yang sangat efektif, di mana bintang dipantau untuk penurunan kecerahan untuk mengindikasikan keberadaan planet ekstrasurya.
Deskripsi:
Sesuai dengan Teori Relativitas Umum Einstein, gravitasi menyebabkan jalinan ruangwaktu melengkung. Efek ini dapat menyebabkan cahaya yang dipengaruhi oleh gravitasi objek menjadi terdistorsi atau tertekuk. Itu juga dapat bertindak sebagai lensa, menyebabkan cahaya menjadi lebih fokus dan membuat objek yang jauh (seperti bintang) tampak lebih terang bagi pengamat. Efek ini terjadi hanya ketika dua bintang hampir persis sejajar relatif terhadap pengamat (yaitu satu diposisikan di depan yang lain).
"Peristiwa lensa" ini singkat, tetapi berlimpah, karena Bumi dan bintang-bintang di galaksi kita selalu bergerak relatif satu sama lain. Dalam dekade terakhir, lebih dari seribu peristiwa seperti itu telah diamati, dan biasanya berlangsung selama beberapa hari atau minggu pada suatu waktu. Bahkan, efek ini digunakan oleh Sir Arthur Eddington pada tahun 1919 untuk memberikan bukti empiris pertama untuk Relativitas Umum.
Ini terjadi selama gerhana matahari 29 Mei 1919, di mana Eddington dan ekspedisi ilmiah melakukan perjalanan ke pulau Principe di lepas pantai Afrika Barat untuk mengambil gambar bintang-bintang yang sekarang terlihat di wilayah sekitar Matahari. Gambar-gambar tersebut mengkonfirmasi prediksi Einstein dengan menunjukkan bagaimana cahaya dari bintang-bintang ini sedikit bergeser sebagai respons terhadap medan gravitasi Matahari.
Teknik ini awalnya diusulkan oleh astronom Shude Mao dan Bohdan Paczynski pada tahun 1991 sebagai sarana mencari teman biner bintang. Proposal mereka disempurnakan oleh Andy Gould dan Abraham Loeb pada tahun 1992 sebagai metode untuk mendeteksi exoplanet. Metode ini paling efektif ketika mencari planet menuju pusat galaksi, karena tonjolan galaksi menyediakan sejumlah besar bintang latar belakang.
Keuntungan:
Microlensing adalah satu-satunya metode yang diketahui mampu menemukan planet pada jarak yang benar-benar jauh dari Bumi dan mampu menemukan yang terkecil dari planet ekstrasurya. Sementara Metode Kecepatan Radial efektif ketika mencari planet hingga 100 tahun cahaya dari Bumi dan Transit Fotometri dapat mendeteksi planet yang berjarak ratusan tahun cahaya, mikrolensing dapat menemukan planet yang berjarak ribuan tahun cahaya.
Sementara sebagian besar metode lain memiliki bias deteksi terhadap planet yang lebih kecil, metode microlensing adalah cara paling sensitif untuk mendeteksi planet yang berjarak sekitar 1-10 unit astronomi (AU) dari bintang seperti Matahari. Microlensing juga merupakan satu-satunya cara yang terbukti untuk mendeteksi planet bermassa rendah dalam orbit yang lebih luas, di mana metode transit dan kecepatan radial tidak efektif.
Secara keseluruhan, manfaat ini menjadikan microlensing metode paling efektif untuk menemukan planet mirip Bumi di sekitar bintang mirip Matahari. Selain itu, survei microlensing dapat dipasang secara efektif menggunakan fasilitas berbasis darat. Seperti Transit Photometry, Metode Microlensing mendapat manfaat dari fakta bahwa ia dapat digunakan untuk mensurvei puluhan ribu bintang secara bersamaan.
Kekurangan:
Karena peristiwa microlensing adalah unik dan tidak dapat diulang, setiap planet yang terdeteksi menggunakan metode ini tidak akan dapat diamati lagi. Selain itu, planet-planet yang terdeteksi cenderung sangat jauh, yang membuat investigasi lanjutan hampir tidak mungkin. Untungnya, deteksi microlensing umumnya tidak memerlukan survei lanjutan karena mereka memiliki rasio signal-to-noise yang sangat tinggi.
Sementara konfirmasi tidak diperlukan, beberapa peristiwa microlensing planet telah dikonfirmasi. Sinyal planet untuk acara OGLE-2005-BLG-169 dikonfirmasi oleh pengamatan HST dan Keck (Bennett et al. 2015; Batista et al. 2015). Selain itu, survei microlensing hanya dapat menghasilkan estimasi kasar jarak planet, meninggalkan margin signifikan untuk kesalahan.
Microlensing juga tidak dapat menghasilkan perkiraan akurat dari sifat orbital sebuah planet, karena satu-satunya karakteristik orbital yang dapat secara langsung ditentukan dengan metode ini adalah sumbu semi-utama planet saat ini. Dengan demikian, planet dengan orbit eksentrik hanya akan terdeteksi untuk sebagian kecil orbitnya (ketika jauh dari bintangnya).
Akhirnya, microlensing tergantung pada peristiwa langka dan acak - lintasan satu bintang tepat di depan yang lain, seperti yang terlihat dari Bumi - yang membuat pendeteksian menjadi langka dan tidak dapat diprediksi.
Contoh Survei Gravitasi Mikro:
Survei yang mengandalkan Metode Microlensing meliputi Eksperimen Gravitasi Lensa Optik (OGLE) di Universitas Warsawa. Dipimpin oleh Andrzej Udalski, direktur Observatorium Astronomi Universitas, proyek internasional ini menggunakan teleskop "Warsawa" 1,3 meter di Las Campanas, Chili, untuk mencari peristiwa microlensing di bidang 100 bintang di sekitar tonjolan galaksi.
Ada juga kelompok Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), upaya kolaborasi antara peneliti di Selandia Baru dan Jepang. Dipimpin oleh Profesor Yasushi Muraki dari Universitas Nagoya, kelompok ini menggunakan Metode Microlensing untuk melakukan survei materi gelap, planet ekstra-surya, dan atmosfer bintang dari belahan bumi selatan.
Dan kemudian ada Probing Lensing Anomaly NETwork (PLANET), yang terdiri dari lima teleskop 1 meter yang didistribusikan di sekitar belahan bumi selatan. Bekerja sama dengan RoboNet, proyek ini mampu memberikan pengamatan hampir terus-menerus untuk peristiwa microlensing yang disebabkan oleh planet dengan massa serendah Bumi.
Survei yang paling sensitif hingga saat ini adalah Jaringan Teleskop Microlensing Korea (KMTNet), sebuah proyek yang diprakarsai oleh Institut Ilmu Astronomi dan Antariksa Korea (KASI) pada tahun 2009. KMTNet bergantung pada instrumen di tiga observatorium selatan untuk menyediakan pemantauan terus menerus 24 jam dari tonjolan Galactic, mencari peristiwa microlensing yang akan menunjukkan jalan menuju planet massa bumi yang mengorbit dengan zona bintang-bintang yang layak huni.
Kami telah menulis banyak artikel menarik tentang pendeteksian planet ekstrasurya di Space Magazine. Berikut adalah Apa Itu Planet Matahari Ekstra ?, Apa itu Metode Transit ?, Apa Metode Kecepatan Radial ?, Apa itu Pelensaan Gravitasi? dan Universe Kepler: Lebih Banyak Planet di Galaksi kita daripada Bintang
Untuk informasi lebih lanjut, pastikan untuk memeriksa halaman NASA di Exoplanet Exploration, halaman Planetary Society di Extrasolar Planets, dan NASA / Caltech Exoplanet Archive.
Pemain Astronomi juga memiliki episode yang relevan pada subjek. Inilah Episode 208: Teleskop Luar Angkasa Spitzer, Episode 337: Fotometri, Episode 364: Misi CoRoT, dan Episode 367: Spitzer Melakukan Eksoplanet.
Sumber:
- NASA - 5 Cara untuk Menemukan Planet
- Masyarakat Planetary - Microlensing
- Wikipedia - Metode Mendeteksi Exoplanet
