Pada jarak 4,37 tahun cahaya dari Bumi, Alpha Centauri adalah sistem bintang terdekat dengan kita. Selama beberapa generasi, para ilmuwan dan pemikir spekulatif telah mempertimbangkan apakah ia mungkin memiliki sistem planet seperti Matahari kita sendiri, dan apakah kehidupan juga ada di sana. Sayangnya, upaya baru-baru ini untuk menemukan planet ekstra-surya di sistem bintang ini telah gagal, dengan deteksi potensial nantinya terbukti sebagai hasil artefak dalam data.
Menanggapi upaya yang gagal ini, beberapa proyek ambisius sedang dikembangkan untuk menemukan exoplanet di sekitar Alpha Centauri. Ini termasuk teleskop ruang angkasa pencitraan langsung seperti Project Blue dan misi antarbintang yang dikenal sebagai Breakthrough Starshot. Tetapi menurut sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti dari Universitas Yale, data yang ada dapat digunakan untuk menentukan probabilitas planet-planet dalam sistem ini (dan bahkan jenis apa).
Studi yang merinci temuan mereka baru-baru ini muncul di Jurnal Astronomidengan judul "Planet Detectability dalam Sistem Alpha Centauri". Penelitian ini dipimpin oleh Lily Zhao, seorang mahasiswa pascasarjana dari Universitas Yale dan seorang rekan dengan National Science Foundation (NSF), dan turut menulis bersama oleh Debora Fischer, John Brewer dan Matt Giguere dari Yale dan Bárbara Rojas-Ayala dari Universidad Andrés Bello di Chili.
Demi studi mereka, Zhao dan timnya mempertimbangkan mengapa upaya untuk menemukan planet dalam sistem bintang terdekat dengan kita sejauh ini gagal. Ini mengejutkan ketika seseorang mempertimbangkan bagaimana, secara statistik, Alpha Centauri sangat mungkin memiliki sistem jika itu sendiri. Seperti yang ditunjukkan Prof. Fischer dalam siaran pers Yale News baru-baru ini:
"Alam semesta telah memberi tahu kita bahwa jenis planet yang paling umum adalah planet kecil, dan penelitian kami menunjukkan bahwa inilah yang paling mungkin mengorbit Alpha Centauri A dan B ... Karena Alpha Centauri sangat dekat, ini adalah perhentian pertama kami. di luar tata surya kita. Hampir pasti ada planet berbatu kecil di sekitar Alpha Centauri A dan B. "
Selain menjadi profesor astronomi di Universitas Yale, Debora Fischer juga merupakan salah satu pemimpin Grup Eksoplanet Yale. Sebagai seorang ahli di bidangnya, Fischer telah mengabdikan hidupnya selama puluhan tahun untuk meneliti planet ekstrasurya dan mencari analog Bumi di luar Tata Surya kita. Dengan dana parsial yang disediakan oleh NASA dan National Science Foundation, tim mengandalkan data yang ada yang dikumpulkan oleh beberapa instrumen perburuan planet ekstrasurya terbaru.
Ini termasuk CHIRON, sebuah spektograf yang dipasang pada Sistem Teleskop Riset Aperture Kecil dan Sedang (SMARTS) di Cerro Telolo Inter-American Observatory (CTIO) di Chili. Instrumen ini dibangun oleh tim Fischer, dan data yang diberikannya dikombinasikan dengan Pencari Planet kecepatan Radial Akurasi Tinggi (HARPS) dan instrumen Ultraviolet dan Visual Echelle Spectrograph (UVES) pada ESO's Very Large Telescope (VLT).
Menggunakan sepuluh tahun data yang dikumpulkan oleh instrumen ini, Zhao dan rekan-rekannya kemudian membuat sistem grid untuk sistem Alpha Centauri. Alih-alih mencari tanda-tanda planet yang memang ada, mereka menggunakan data untuk mengesampingkan jenis planet yang tidak ada di sana. Seperti yang diceritakan Zhao kepada Space Magazine melalui email:
“Penelitian ini khusus karena menggunakan data yang ada dari sistem Alpha Centauri untuk tidak menemukan planet, tetapi untuk mengkarakterisasi planet apa yang tidak mungkin ada. Dengan melakukan itu, ia mengembalikan lebih banyak informasi tentang sistem secara keseluruhan dan memberikan panduan untuk pengamatan di masa depan dari sistem karismatik yang unik ini.
Selain itu, tim menganalisis komposisi kimia dari bintang-bintang dalam sistem Alpha Centauri untuk mempelajari lebih lanjut tentang jenis bahan yang akan tersedia untuk membentuk planet. Berdasarkan nilai-nilai berbeda yang diperoleh dari kampanye pengamatan yang dilakukan oleh teleskop yang berbeda pada tiga bintang Alpha Centauri (Alpha, Beta dan Proxima), mereka dapat menempatkan batasan pada jenis planet apa yang bisa ada di sana.
"Kami menemukan bahwa data yang ada mengesampingkan planet-planet di zona layak huni di atas 53 massa Bumi untuk alpha Centauri A, 8,4 massa Bumi untuk Alpha Centauri B, dan 0,47 massa Bumi untuk Proxima Centauri," kata Zhao. "Adapun komposisi kimianya, kami menemukan bahwa rasio Karbon / Oksigen dan Magnesium / Silikon untuk Alpha Centauri A dan B sangat mirip dengan rasio Matahari."
Pada dasarnya, hasil penelitian mereka secara efektif mengesampingkan kemungkinan adanya raksasa gas seukuran Jupiter dalam sistem Alpha Centauri. Untuk Alpha Centauri A, mereka lebih lanjut menemukan bahwa planet yang kurang dari 50 massa Bumi bisa ada, sedangkan Alpha Centauri B mungkin memiliki planet yang lebih kecil dari 8 massa Bumi. Untuk Proxima Centauri, yang kita tahu memiliki setidaknya satu planet mirip Bumi, mereka menentukan bahwa mungkin ada lebih banyak yang kurang dari setengah massa Bumi.
Selain menawarkan harapan bagi pemburu planet ekstrasurya, penelitian ini juga membawa beberapa implikasi yang agak menarik bagi kelayakhunaan planet. Pada dasarnya, keberadaan planet berbatu dalam sistem ini menggembirakan; tetapi tanpa gas raksasa, unsur utama dalam memastikan bahwa planet tetap layak huni bisa hilang.
"[N] ot hanya mungkin masih ada planet-planet bermassa Bumi yang dapat dihuni di sekitar tetangga bintang terdekat kita, tetapi juga tidak ada raksasa gas yang dapat membahayakan kelangsungan hidup planet berbatu yang berpotensi layak huni ini," kata Zhao. "Lebih jauh, jika planet-planet ini memang ada, mereka cenderung memiliki komposisi yang mirip dengan Bumi kita sendiri mengingat kesamaan dalam Alpha Cen A / B dan Matahari kita tercinta."
Saat ini, tidak ada instrumen yang dapat mengkonfirmasi keberadaan exoplanet di Alpha Centauri. Tetapi seperti yang ditunjukkan Zhao, dia dan rekan satu timnya optimis bahwa survei di masa depan akan memiliki sensitivitas yang diperlukan untuk melakukannya:
"Bulan ini telah menyaksikan commissioning beberapa instrumen generasi berikutnya menjanjikan ketepatan yang diperlukan untuk menemukan planet-planet yang mungkin ini dalam waktu dekat, dan analisis ini telah menunjukkan bahwa sudah pasti layak untuk terus mencari!"
Ini termasuk ESO-dibangun Echelle SPectrograph untuk Rocky Exoplanet dan Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) - yang baru-baru ini dipasang di Observatorium Paranal - dan Spectrometer PREcision Spectrometer (EXPRES) yang dibuat di Universitas Yale. Instrumen terakhir ini saat ini sedang menjalankan pengamatan di Observatorium Lowell di Arizona, di mana Zhao berpartisipasi.
"Instrumen ini menjanjikan presisi hingga 10-30 cm / s dan harus dapat mendeteksi lebih banyak planet yang lebih kecil, dan lebih jauh - seperti planet layak huni di sekitar bintang Centauri," kata Zhao. "Bidang pandang dari dua instrumen ini sedikit berbeda (ESPRESSO memiliki belahan bumi selatan, di mana Alpha Centauri berada, sementara EXPRES mencakup belahan utara, misalnya di mana Kepler dan banyak bidang K2 berada)."
Dengan instrumen baru yang mereka miliki, dan metode seperti yang dikembangkan Zhao dan timnya, sistem bintang terdekat ke Bumi pasti menjadi harta karun bagi para astronom dan pemburu planet ekstrasurya di tahun-tahun mendatang. Dan apa pun yang kami temukan di sana pasti akan menjadi target untuk studi langsung oleh kelompok-kelompok seperti Project Blue dan Breakthrough Starshot. Jika ET berada di sebelah, kami yakin akan segera mendengarnya!
