TESS NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) telah menemukan planet seukuran Bumi pertama yang terletak di zona layak huni bintang inangnya. Temuan itu dikonfirmasi dengan Spitzer Space Telescope. Planet ini adalah satu dari sedikit dunia seukuran Bumi yang pernah ditemukan di zona layak huni.
Planet ini disebut TOI 700 d dan berjarak sekitar 100 tahun cahaya dari Bumi. Itu mengorbit TOI 700, bintang M-dwarf (red dwarf) di konstelasi Dorado. Ini adalah penemuan kunci untuk TESS, karena ia dirancang untuk menemukan planet seukuran Bumi di tata surya lain.
Dengan konvensi penamaan astronomi, TOI 700 d adalah planet paling jauh keempat dari bintangnya. Huruf b dan c adalah planet yang lebih dekat dengan bintang. (Surat a dicadangkan untuk bintang dan teman yang mungkin memilikinya.)
TESS menemukan planet dengan memonitor petak besar langit selama 27 hari sekaligus. Ini mendeteksi penurunan cahaya bintang ketika sebuah planet ekstrasurya melewati antara kita dan bintang. Setiap kali sebuah planet lewat di depan bintangnya, ia disebut transit. Dalam hal ini, TESS menangkap tiga planet dalam sistem TOI 700 yang transit beberapa kali.
Sistem baru dan planetnya relatif dekat dalam istilah astronomi. Kedekatan itu adalah bagian penting dari misi TESS: tidak hanya dirancang untuk menemukan planet seukuran Bumi, tetapi juga untuk memungkinkan teleskop lain melakukan pengamatan lanjutan. Itu membuat semakin sulit semakin jauh planet ekstrasurya itu.
"TESS dirancang dan diluncurkan secara khusus untuk menemukan planet seukuran Bumi yang mengorbit bintang di dekatnya," kata Paul Hertz, direktur divisi astrofisika di Markas NASA di Washington. “Planet-planet di sekitar bintang terdekat paling mudah ditindaklanjuti dengan teleskop yang lebih besar di ruang angkasa dan di Bumi. Menemukan TOI 700 d adalah penemuan sains utama untuk TESS. Mengonfirmasi ukuran planet dan status zona layak huni dengan Spitzer adalah kemenangan lain bagi Spitzer saat mendekati akhir operasi sains Januari ini. "
Bintang inangnya adalah bintang kecil M-katai (bintang katai merah) sekitar 40% massa Matahari. Petak yang oleh studi TESS disebut sektor, dan TOI 700 muncul di berbagai sektor selama tahun pertama operasi TESS. Awalnya, para astronom salah mengidentifikasi bintang itu lebih mirip dengan Matahari kita. Itu pada gilirannya membuat planet-planet tampak lebih besar dan lebih panas. Akhirnya, kesalahan diperbaiki, dan sekarang para astronom dapat melihat bahwa TOI 700 d berada di zona layak huni.
"Ketika kami mengoreksi parameter bintang, ukuran planet-planetnya turun, dan kami menyadari yang terluar adalah tentang ukuran Bumi dan di zona layak huni," kata Emily Gilbert, salah seorang peneliti dan mahasiswa pascasarjana di Universitas Chicago.
Satu masalah dengan exoplanet yang mengorbit bintang katai merah sedang menyala. Katai merah berumur panjang, yang menjadikan mereka kandidat yang menarik untuk pengembangan kehidupan di planet mereka. Tetapi mereka dapat menunjukkan pembakaran yang signifikan, kadang-kadang menggandakan output energi mereka dalam hitungan menit, sesuatu yang menyebabkan banyak perdebatan ketika datang ke potensi kelayakhunian planet mereka. Tetapi menurut Gilbert, TOI 700 d tidak menunjukkan aktivitas pembakaran.
"Selain itu, dalam 11 bulan data kami tidak melihat suar dari bintang, yang meningkatkan kemungkinan TOI 700 d dapat dihuni dan membuatnya lebih mudah untuk memodelkan kondisi atmosfer dan permukaannya," kata Gilbert.
Masalah lain dengan exoplanet yang mengorbit bintang katai merah adalah penguncian pasut. Karena katai merah menghasilkan energi jauh lebih sedikit daripada bintang seperti Matahari kita, planet-planet harus sangat dekat dengan mereka untuk berada di zona layak huni. Tapi kedekatan itu mengarah pada penguncian pasut, yang bisa mengurangi kemungkinan kelayakhunian. Menurut tim di balik karya ini, yang mempresentasikannya di Pertemuan Tahunan American Astronomical, planet-planet ini hampir pasti terkunci secara tidal.
Planet terdalam, TOI 700 b, berukuran hampir sama dengan Bumi dan mengorbit setiap 10 hari. Planet tengah, 700 c, 2,6 kali lebih besar dari Bumi dan menyelesaikan orbit setiap 16 hari. 700 c kemungkinan dunia yang didominasi oleh gas. 700 d sekitar 20% lebih besar dari Bumi dan menyelesaikan orbit dalam 37 hari.
Karena pentingnya penemuan ini — dunia seukuran Bumi pertama di zona layak huni — para ilmuwan ingin memastikannya. Karena kebutuhan akan kepastian itu, sebuah tim ilmuwan yang dipimpin oleh Joseph Rodriguez, dari Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, meminta pengamatan lanjutan dengan Spitzer untuk mengkonfirmasi TOI 700 d.
Ini bukan pertama kalinya bahwa Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA dipanggil untuk mengkonfirmasi penemuan sebuah planet ekstrasurya, dan Spitzer memakukannya.
"Spitzer melihat TOI 700 d transit tepat ketika kita mengharapkannya."
Joseph Rodriguez, Harvard dan Pusat Astrofisika SMithsonian
"Mengingat dampak dari penemuan ini - bahwa ini adalah planet pertama yang dapat dihuni zona ukuran Bumi TESS - kami benar-benar ingin pemahaman kami tentang sistem ini menjadi sekonkret mungkin," kata Rodriguez. “Spitzer melihat TOI 700 d transit tepat ketika kami mengharapkannya. Ini adalah tambahan yang bagus untuk warisan misi yang membantu mengonfirmasi dua planet TRAPPIST-1 dan mengidentifikasi lima lainnya. "
Spitzer memberikan konfirmasi kuat tentang apa yang ditemukan TESS. Itu menegaskan bahwa transit itu sebenarnya sebuah planet, dan bukan bintang pendamping yang lebih kecil dan redup. Spitzer juga memperhalus keyakinan dalam pengukuran TESS. Dalam siaran pers, NASA mengatakan bahwa Spitzer "mempertajam pengukuran mereka dari periode orbit <TOI 700 d> sebesar 56% dan ukurannya sebesar 38%." Pengamatan lebih lanjut dengan teleskop kecil 1 meter di darat memberikan konfirmasi tambahan dari penemuan ini.
Tetapi bahkan dengan semua pengamatan ini, para astronom masih dalam tahap awal mempelajari planet ini dan sistemnya. Berkat kedekatannya, para astronom akan dapat menggunakan teleskop berbasis darat untuk mempelajari massa 700 d secara lebih akurat, dan semoga mengkonfirmasi sifat terestrial atau gas dari ketiga exoplanet dalam sistem.
Melihat lebih jauh ke depan, teleskop masa depan — baik teleskop darat maupun teleskop luar angkasa — harus dapat mempelajari planet-planet dengan lebih teliti, bahkan mungkin menentukan komposisi atmosfernya. Tapi itu di masa depan. Untuk saat ini, informasi yang dimiliki para astronom sangat berharga: dapat digunakan untuk memodelkan planet-planet dan membuat prediksi.
Para peneliti di Goddard Space Flight Center milik NASA telah menciptakan 20 model lingkungan potensial 700 d, untuk melihat tekanan dan kondisi suhu seperti apa yang dapat menyebabkan kelayakhunian. Tetapi apa pun yang mereka modelkan, dan pengamatan lanjutan apa pun di masa depan yang menemukan sekitar 700 d, kemungkinan akan sangat berbeda dari Bumi. Dunia yang terkunci secara tegang akan memiliki cuaca dan iklim yang sangat berbeda.
"Ini mengasyikkan karena apa pun yang kita ketahui tentang planet ini, itu akan terlihat sangat berbeda dari apa yang kita miliki di Bumi."
Gabrielle Engelmann-Suissa, Asisten Peneliti, Pemimpin Tim Pemodelan.
Model melayani tujuan penting dalam memahami exoplanet seperti TOI 700 d. Dengan memodelkan atmosfer planet, para astronom dapat memprediksi seperti apa spektrum atmosfer itu. Model-model ini dapat dibandingkan dengan spektrum aktual ketika kita mendapatkannya, untuk memberikan para astronom semacam titik awal untuk memahami planet ekstrasurya lebih jauh.
"Suatu hari, ketika kita memiliki spektrum nyata dari TOI 700 d, kita dapat mundur, mencocokkannya dengan spektrum simulasi terdekat, dan kemudian mencocokkannya dengan model," kata Gabrielle Engelmann-Suissa, asisten peneliti di Goddard yang memimpin tim pemodelan . "Ini mengasyikkan karena apa pun yang kita ketahui tentang planet ini, itu akan terlihat sangat berbeda dari apa yang kita miliki di Bumi."
Tim pemodelan menghasilkan 20 model yang berbeda untuk 700 d. Dalam satu simulasi, planet ekstrasurya memiliki atmosfer yang didominasi karbon-dioksida padat yang mirip dengan Mars muda. Dalam model itu, sisi yang menghadap bintang memiliki lapisan awan yang dalam. Dalam model lain, planet ini adalah versi Bumi yang seluruhnya daratan, tanpa awan dan dengan angin yang mengalir dari sisi-malam planet itu, menyatu di sisi bintang.
TESS adalah sekitar setengah jalan melalui misinya dua tahun untuk menemukan exoplanet. Para astronom mengharapkan TESS untuk menemukan 10.000 planet, dan mereka memperkirakan bahwa sekitar 10 di antaranya bisa berupa dunia mirip Bumi di zona layak huni bintang seperti Matahari kita. TESS dipimpin dan dioperasikan oleh MIT, dan dikelola oleh Goddard Space Flight Center NASA.
Lebih:
- Siaran Pers: NASA Planet Hunter Menemukan Dunia yang Dapat Dihuni Kembali seukuran Bumi yang pertama
- NASA: TESS, Satelit Survei Transit Planet Planet Transit
- Majalah Luar Angkasa: Sekarang TESS Operasional, Astronom Perkirakan Ini Akan Menemukan 14.000 Planet. 10 Bisa Menjadi Dunia Seperti Bumi di Zona Layaknya Bintang Matahari
