Terobosan Baru untuk Melihat Planet Jauh

Para astronom telah menghasilkan citra eksoplanet jauh dengan membidik molekul di lapisan atmosfernya.

Ilustrasi sebuah eksoplanet
ESO/BENASSI

Di bawah kondisi langit malam hari gelap gulita tanpa polusi cahaya, bintang-bintang memberikan pemandangan spektakuler ribuan bintik seputih susu yang menutupi Bumi layaknya lapisan kapas yang gemerlap. Namun, bintang justru dapat mengganggu para astronom yang mengamati eksoplanet jauh, atau planet di luar tata surya. Karena bintang begitu terang, teleskop terkuat sekalipun mengalami kesulitan saat mengamati planet-planet kecil yang mengorbit mereka, ungkap astronom Henriette Schwarz dari Universitas California di Santa Cruz.

“Skala kecerahan bintang jutaan hingga milyaran kali lebih terang daripada planet yang mengorbit, silau cahaya mereka benar-benar mengerdilkan cahaya redup planet,” Schwarz menambahkan. Bahkan planet-planet termuda, yang masih bersinar terang karena proses pembentukan formasi mereka, jutaan kali lebih redup daripada bintang induk.

Sejak penemuan planet pertama di luar tata surya kita pada tahun1990-an, para astronom telah menemukan ribuan “eksoplanet” di galaksi Bima Sakti, mulai dari raksasa gas seukuran Jupiter hingga planet terestrial dengan massa 10 kali lipat Bumi. Mereka ditemukan melalui metode tidak langsung. Teleskop mendeteksi efek yang ditimbulkan eksoplanet terhadap bintang induk, seperti penurunan lemah skala kecerahan bintang saat planet melintas di depannya, atau goyangan lemah bintang saat planet mengorbit. Hanya segelintir eksoplanet yang pernah diamati secara langsung, mengingat cahaya terang bintang induk tidak memungkinkan pengamatan secara langsung.

Para astronom tak pernah berhenti berupaya untuk menemukan cara-cara baru demi mengamati eksoplanet. Demikian pula Schwarz dan para kolega yang akhirnya membuat terobosan cerdas, dengan membuat bintang induk menghilang.

Satu tim astronom yang dipimpin oleh Jens Hoeijmakers dari Universitas Bern di Swiss, menganalisis arsip gambar Beta Pictoris yang dikumpulkan oleh Very Large Telescope ESO. Beta Pictoris adalah sebuah bintang yang terletak sekitar 63 tahun cahaya dari Bumi dan diorbit oleh sebuah planet dengan massa beberapa kali lipat Jupiter, yang diberi nama Beta Pictoris b.

Observasi menggunakan teleskop telah menangkap cahaya yang berasal dari sistem Beta Pictoris. Melalui metode spektroskopi, para astronom membagi cahaya ke beberapa panjang gelombang yang disebut spektrum, seperti prisma memecah cahaya ke warna-warni pelangi. Metode ini dapat mengungkap sifat dari suatu sumber, termasuk komposisi kimiawinya.

Tim menganalisis arsip gambar pixel demi pixel, sampai menemukan sinyal dari empat jenis molekul: karbon monoksida, air, metana, dan amonia. Ketika tim mencari metana dan amonia, Beta Pictoris b masih tidak terlihat. Berarti kedua molekul ini tidak ada di lapisan atmosfernya. Namun, ketika tim mencari air atau karbon monoksida, planet justru muncul.

“Saya sedang menggulir arsip gambar (menggunakan mouse), lalu planet muncul,” jelas Hoeijmakers. Sesuatu yang jarang terjadi dengan arsip data eksoplanet. “Persentase deteksi sinyal sangat kecil, jadi kita harus berusaha keras untuk memperolehnya dari data. Kita dianggap beruntung jika melihat sesuatu. Tetapi dalam kasus ini, planet terlihat sangat jelas.”

Dari keempat skenario, bintang tidak menunjukkan bukti keempat molekul, yang membuatnya tidak terlihat. Dari sini, tim menambahkan penanda untuk menentukan lokasinya. Objek sheroid yang terlihat merah melalui lensa karbon monoksida dan biru melalui lensa air, adalah planet.

Hoeijmakers, dkk.

“Bintang induk benar-benar menghilang,” tutur astronom Matthew Kenworthy dari Observatorium Leiden yang tidak terlibat penelitian. “Cukup spektakuler.”

“Peta molekul” telah dipublikasikan di jurnal Astronomy & Astrophysics musim panas ini. Selain galeri gambar cantik, teknik baru mengungkap beberapa informasi terkait kondisi planet. Ketidakhadiran keempat molekul di Beta Pictoris mengindikasikan suhu bintang yang terlalu panas. Dengan perhitungan serupa, Beta Pictoris b terlalu panas untuk mempertahankan metana dan amonia, tetapi cukup dingin untuk mempertahankan karbon monoksida dan air. Berdasarkan informasi ini, para astronom memprediksi suhu planet adalah 1.700 derajat Celcius.

Sayangnya metode ini hanya dapat diterapkan jika komposisi planet dan bintang induk berbeda, karena beberapa bintang dapat cukup redup untuk mempertahankan kehadiran beberapa molekul yang juga ditemukan di lapisan atmosfer planet. Selain itu, teknik baru hanya berfungsi untuk mengkarakterisasi eksoplanet, bukannya mendeteksi eksoplanet baru. Bayangkan menjelajahi arsip gambar teleskop dari sistem bintang secara acak, pixel demi pixel, untuk mencari petunjuk molekul yang mengindikasikan eksistensi sebuah planet.

Tetapi teknik baru yang digunakan tim tetap dianggap sebagai sebuah terobosan, karena para astronom tidak memerlukan lebih banyak teknik untuk mendeteksi eksistensi eksoplanet. Kini mereka telah menemukan lebih dari 5.000 kandidat eksoplanet potensial dan sekitar separuhnya telah dikonfirmasi, termasuk 30 planet seukuran Bumi yang mengorbit di zona layak huni bintang induk masing-masing.

Yang dibutuhkan oleh para astronom saat ini hanyalah teleskop kuat dan analisis cerdas yang dapat meredupkan cahaya bintang untuk mengungkap karakteristik planet. Mungkin dengan teknologi yang tepat suatu hari nanti, kita dapat melihat apa yang mengambang di lapisan atmosfer mereka, atau berenang di lautan mereka, atau bahkan berjalan di permukaan mereka.

Ditulis oleh: Marina Koren, www.theatlantic.com

Sumber: A Breakthrough Way to See Distant Planets

#terimakasihgoogle