Saat ini, para ilmuwan hanya dapat mencari planet di luar Tata Surya kita menggunakan cara tidak langsung. Bergantung pada metode, ini akan melibatkan mencari tanda-tanda transit di depan bintang (Transit Fotometri), mengukur bintang untuk tanda-tanda goyangan (Spektroskopi Doppler), mencari cahaya yang dipantulkan dari atmosfer planet (Pencitraan Langsung), dan membunuh metode lain.
Berdasarkan parameter tertentu, para astronom kemudian dapat menentukan apakah sebuah planet berpotensi dihuni atau tidak. Namun, tim astronom dari Belanda baru-baru ini merilis sebuah studi di mana mereka menggambarkan pendekatan baru untuk perburuan planet ekstrasurya: mencari tanda-tanda aurora. Karena ini adalah hasil interaksi antara medan magnet planet dan bintang, metode ini bisa menjadi jalan pintas untuk menemukan kehidupan!
Untuk memecahnya, interaksi antara medan magnet dan partikel bermuatan yang secara teratur dipancarkan oleh bintang (alias angin matahari) adalah penyebab aurora. Selain itu, kehadiran fenomena ini menghasilkan gelombang radio yang memiliki tanda tangan berbeda yang dapat dideteksi oleh observatorium radio di Bumi. Inilah yang dilakukan oleh para astronom yang berbasis di Belanda menggunakan Low Frequency Array (LOFAR).
LOFAR adalah array sensor multiguna yang dipasangkan dengan komputer dan infrastruktur jaringan untuk dapat menangani volume data yang sangat besar. Inti dari array ("superterp") terdiri dari jaringan tiga puluh delapan stasiun yang terkonsentrasi di timur laut Belanda dengan 14 stasiun tambahan di negara tetangga Jerman, Prancis, Swedia, Inggris, Irlandia, Polandia, dan Latvia.
Seperti yang mereka tunjukkan dalam studi mereka, yang baru-baru ini muncul di jurnal Alam, LOFAR mampu mendeteksi jenis gelombang radio frekuensi rendah yang diprediksi dari bintang terdekat - GJ 1151, sejenis kerdil merah tipe-M lebih dari 25 tahun cahaya dari Bumi. Seperti Harish Vedantham, staf ilmuwan di ASTRON dan penulis utama studi, menjelaskan dalam sebuah pernyataan pers NYU:
“Pergerakan planet melalui medan magnet yang kuat dari katai merah bertindak seperti mesin listrik sama seperti cara kerja dinamo sepeda. Ini menghasilkan arus besar yang menggerakkan aurora dan emisi radio pada bintang. "
Jenis-jenis interaksi bintang-planet ini telah diprediksi selama lebih dari tiga puluh tahun, sebagian berdasarkan pada aktivitas aurora yang telah diamati di Tata Surya. Sementara medan magnet Matahari tidak cukup kuat untuk menghasilkan jenis-jenis emisi radio di tempat lain di Tata Surya, aktivitas serupa telah terlihat dengan Jupiter dan Bulan terbesarnya.
Misalnya, interaksi antara medan magnet Yupiter yang kuat dan Io (yang terdalam di bulan terbesarnya) menghasilkan aurora dan emisi radio yang cerah yang bahkan melebihi Matahari pada frekuensi yang cukup rendah. Namun, ini adalah pertama kalinya para astronom mendeteksi dan menguraikan sinyal radio semacam ini dari sistem bintang lain.
Seperti Joe Callingham, seorang postdoctoral fellow ASTRON dan rekan penulis penelitian, mengindikasikan:
"Kami mengadaptasi pengetahuan dari pengamatan radio selama beberapa dekade di Jupiter dengan kasus bintang ini. Versi Jupiter-Io yang ditingkatkan telah lama diprediksi ada dalam sistem bintang-planet, dan emisi yang kami amati sangat sesuai dengan teori ini. ”
Temuan mereka dikonfirmasi oleh tim kedua yang penelitiannya terperinci dalam studi yang muncul di The Astrophysical Journal Letters. Untuk penelitian mereka, Pope dan rekan-rekannya mengandalkan data yang disediakan oleh instrumen North Planet Accuracy Radial velocity High (HARPS-N) pada Galileo National Telescope (TNG), yang terletak di pulau La Palma, Spanyol.
Dengan menggunakan data spektroskopi ini, tim dapat mengesampingkan kemungkinan bahwa sinyal radio yang diamati berasal dari GJ 1151 diproduksi oleh interaksi dengan bintang lain. Seperti Benjamin J. S. Pope, seorang anggota NASA Sagan di New York University dan penulis utama pada makalah kedua, menjelaskan:
“Berinteraksi bintang biner juga dapat memancarkan gelombang radio. Dengan menggunakan pengamatan optik untuk menindaklanjuti, kami mencari bukti dari teman bintang yang menyamar sebagai planet ekstrasurya dalam data radio. Kami mengesampingkan skenario ini dengan sangat kuat, jadi kami pikir kemungkinan yang paling mungkin adalah planet seukuran Bumi yang terlalu kecil untuk dideteksi dengan instrumen optik kami. "
Temuan ini sangat penting karena terkait dengan sistem bintang katai merah. Dibandingkan dengan Matahari kita, katai merah kecil, dingin, dan redup, tetapi juga merupakan jenis bintang yang paling umum di alam semesta - terhitung 75% bintang di Bima Sakti saja. Katai merah juga merupakan kandidat yang sangat baik untuk menemukan planet terestrial yang terletak di dalam zona layak huni sirkumsolar (HZ).
Ini dicontohkan oleh penemuan baru-baru ini seperti Proxima b (planet ekstrasurya terdekat di luar Tata Surya kita) dan tujuh planet yang mengorbit TRAPPIST-1. Temuan ini dan lainnya telah membuat para astronom menyimpulkan bahwa sebagian besar katai merah di mengorbit oleh setidaknya satu planet terestrial (alias berbatu).
Namun, katai merah juga dikenal karena medan magnetnya yang kuat dan sifatnya yang bervariasi, yang berarti bahwa bintang yang mengorbit di HZ-nya akan dikenai aktivitas magnet dan suar yang intens. Temuan-temuan seperti ini telah menimbulkan keraguan besar pada apakah sebuah planet yang terletak di HZ kurcaci merah dapat mendukung kehidupan untuk waktu yang lama.
Karena itu, para ilmuwan memprediksi bahwa planet mana pun yang mengorbit dengan HZ bintang katai merah akan membutuhkan medan magnet yang kuat untuk memastikan bahwa suar matahari dan partikel bermuatan tidak sepenuhnya menghilangkan atmosfer mereka dan menjadikannya sama sekali tidak dapat dihuni. Oleh karena itu, penemuan ini tidak hanya menawarkan cara baru dan unik untuk menyelidiki lingkungan di sekitar exoplanet, tetapi juga menawarkan cara untuk menentukan apakah mereka layak huni.
Dengan mencari emisi radio frekuensi rendah, para astronom tidak hanya dapat mendeteksi exoplanet tetapi juga mengukur kekuatan medan magnet mereka dan intensitas radiasi bintang mereka. Temuan ini akan sangat menentukan apakah planet berbatu yang mengorbit bintang katai merah mampu mendukung kehidupan.
Pope dan rekan-rekannya sekarang mencari untuk menggunakan metode ini untuk menemukan emisi serupa dari bintang-bintang lain. Dalam 20 tahun cahaya dari Tata Surya kita, setidaknya ada 50 bintang katai merah, dan banyak di antaranya telah ditemukan memiliki setidaknya satu planet yang mengorbitnya. Baik tim Vedantham dan Paus mengantisipasi bahwa metode baru ini akan membuka cara baru untuk menemukan dan mengkarakterisasi planet ekstrasurya.
"Tujuan jangka panjangnya adalah untuk menentukan apa dampak aktivitas magnetik bintang terhadap kelayakhunian planet ekstrasurya, dan emisi radio adalah bagian besar dari teka-teki itu," kata Vedantham. "Pekerjaan kami telah menunjukkan bahwa ini layak dengan teleskop radio generasi baru dan menempatkan kami di jalur yang mengasyikkan."
Pastikan untuk melihat video dari penemuan terbaru ini, milik ASTRON:
