Jika dataset dari misi Kepler adalah indikasi, jenis exoplanet yang paling umum di galaksi kita bukanlah dunia berbatu seukuran Bumi atau Jupiter yang panas. Faktanya, jenis planet ekstrasurya yang paling umum bukanlah jenis yang kita lihat di lingkungan kita sendiri.
"Mungkin penemuan paling luar biasa oleh Kepler adalah jumlah planet antara ukuran Bumi hingga empat kali ukuran Bumi," kata Geoff Marcy, profesor astronomi di University of California, berbicara pada pertemuan American Astronomical Society minggu ini di Washington DC “Ini adalah rentang ukuran yang mendominasi inventaris planet dari Kepler dan rentang ukuran yang tidak terwakili di Tata Surya kita. Kami tidak tahu pasti dari apa planet-planet ini dibuat dan kami tidak tahu bagaimana mereka terbentuk. "
Ini "mini-Neptunus" seperti yang disebut Marcy, mewakili sampel besar dalam data Kepler; sekitar 75% dari planet yang ditemukan oleh Kepler bervariasi dalam ukuran antara Bumi dan Neptunus, dan selama empat tahun sejak data Kepler bergulir, para ilmuwan telah mencoba memahami planet-planet ini.
"Ada sejumlah besar pengukuran dan pekerjaan kuantitatif oleh tim NASA Ames Kepler," kata Marcy.
Sementara massa dan kepadatan planet muncul dari pekerjaan, para astronom masih tidak yakin bagaimana mereka terbentuk atau apakah mereka terbuat dari batu, air atau gas.
Tim fokus pada sekitar 42 planet ini. Dua planet yang disorot oleh Marcy dalam presentasinya dianggap berbatu-batu, dan diberi nama Kepler-99b dan Kepler-406b. Keduanya berukuran empat puluh persen lebih besar dari Bumi dan memiliki kepadatan yang mirip dengan timah. Planet-planet mengorbit bintang inangnya masing-masing dalam waktu kurang dari lima dan tiga hari, membuat dunia ini terlalu panas untuk hidup seperti yang kita ketahui.
Tim menggunakan pengukuran Doppler dari bintang induk planet untuk mengukur goyangan refleks bintang induk, yang disebabkan oleh tarikan gravitasi pada bintang yang diberikan oleh planet yang mengorbit. Goyangan yang terukur menunjukkan massa planet: semakin tinggi massa planet, semakin besar tarikan gravitasi pada bintang dan karenanya goyangan semakin besar.
Mereka juga mengukur variasi waktu transit (TTV) yang diukur untuk menentukan berapa banyak planet tetangga dapat menarik satu sama lain menyebabkan satu planet berakselerasi dan planet lain melambat di sepanjang orbitnya.
Pengukuran ini memungkinkan untuk menghitung massa dan kepadatan planet-planet, serta mencari tahu komposisi kimia yang mungkin dari dunia ini. Mayoritas pengukuran menunjukkan bahwa mini-Neptunus memiliki inti berbatu tetapi beberapa mungkin memiliki kulit luar gas hidrogen atau helium. Beberapa mungkin hanya berbatu tanpa amplop luar sama sekali.
"Apa yang kami pikir sedang terjadi adalah bahwa beberapa planet ini mungkin memiliki air di atas inti berbatu," kata Marcy. “Planet yang lebih besar mungkin memiliki inti berbatu yang sama dengan gas tambahan. Begitulah cara Anda mendapatkan planet yang berukuran dari 1 hingga 4 jari-jari bumi. Planet-planet dengan kepadatan lebih rendah menyiratkan peningkatan jumlah gas di atas inti berbatu. "
“Tujuan utama Kepler adalah untuk menentukan prevalensi planet-planet dengan berbagai ukuran dan orbit. Yang sangat menarik bagi pencarian kehidupan adalah prevalensi planet seukuran Bumi di zona layak huni, ”kata Natalie Batalha, ilmuwan misi Kepler di Ames Research Center NASA. "Tapi pertanyaan yang ada di benak kita adalah: apakah semua planet seukuran Bumi yang berbatu? Mungkinkah beberapa versi Neptunus sedingin es atau dunia air beruap? Fraksi apa yang dapat dikenali sebagai kerabat dari bola bumi terestrial kita? "
Tim mengatakan bahwa pengukuran massal yang dihasilkan oleh Doppler dan TTV akan membantu menjawab pertanyaan-pertanyaan ini. Hasilnya mengisyaratkan bahwa sebagian besar planet yang lebih kecil dari 1,5 kali jari-jari Bumi dapat terdiri dari silikat, besi, nikel dan magnesium yang ditemukan di planet terestrial di sini di Tata Surya.
Berbekal jenis informasi ini, para ilmuwan akan dapat mengubah sebagian kecil bintang yang menyimpan planet seukuran Bumi menjadi fraksi bintang yang menyimpan planet berbatu yang bonafide. Dan itu selangkah lebih dekat untuk menemukan lingkungan yang layak huni di luar Tata Surya.
Marcy menambahkan kemudian dalam diskusi bahwa ada satu jenis teleskop yang akan sangat membantu: misi tipe Terrestrial Planet Finder yang akan mengukur suhu, ukuran, dan parameter orbital planet sekecil Bumi kita di zona layak huni dari sistem tata surya yang jauh. . Sayangnya, TPF dibatalkan.
Baca lebih lanjut tentang studi mini-Neptunus di sini.
