Ditemukan Bukti Adanya Dua Populasi Planet Raksasa yang Berbeda

Ilustrasi pembentukan planet gas raksasa di cakram protoplanet yang mengelilingi bintang muda.
Kredit: ESO/L. Calvia

Dalam sebuah makalah studi yang dipublikasikan di Astronomy & Astrophysics, tim astronom dari Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3) menemukan bukti observasi eksistensi dua populasi planet raksasa yang berbeda.

Sejauh ini, lebih dari 3.500 planet telah ditemukan mengorbit bintang mirip Matahari. Meskipun hasil studi terbaru menunjukkan sebagian besar komposisi eksoplanet di galaksi Bima Sakti kita adalah berbatu seperti Bumi, populasi planet raksasa dengan massa hingga 10 atau 20 kali massa Jupiter (320 kali massa Bumi), juga ditemukan.

Sejumlah besar informasi tentang bagaimana mereka terbentuk, berasal dari analisis hubungan antara planet dengan bintang induk masing-masing. Temuan awal menunjukkan ada hubungan erat antara unsur metalik bintang dengan terbentuknya planet atau frekuensi orbit planet. Massa bintang juga diperkirakan memengaruhi efisiensi pembentukan planet.

Model terbaru pembentukan planet memperkirakan ada dua cara utama untuk membentuk raksasa-raksasa gas. Pertama adalah proses akumulasi inti. Inti berbatu/dingin menarik molekul gas di sekitarnya dan pada akhirnya menghasilkan planet raksasa. Cara kedua adalah ketidakstabilan di cakram protoplanet yang dapat menyebabkan molekul gas menggumpal dan membentuk planet raksasa.

Masa planet vs unsur metalik. Skenario ini memperlihatkan posisi dua populasi planet-planet raksasa.
Kredit: Santos dkk. 2017

Vardan Adibekyan (IA & Universidade do Porto) mengatakan, "Melalui data eksoplanet yang tersedia untuk publik, tim telah memperoleh bukti observasi menarik bahwa planet raksasa seperti Jupiter dan "sepupunya" yang bermassa besar, ribuan kali lebih besar daripada Bumi (yang tidak kita miliki contohnya di tata surya) terbentuk di lingkungan yang berbeda, sehingga menghasilkan dua populasi yang berbeda pula."

Sementara planet yang lebih kecil, sekitar empat kali massa Jupiter menunjukkan preferensi untuk bintang-bintang yang kaya logam, sementara planet yang rentang massanya antara 4-20 kali massa Jupiter, bintang-bintang induk cenderung lebih miskin logam dan lebih masif. Perhitungan ini mengindikasikan planet-planet raksasa bermassa tinggi raksasa terbentuk dengan mekanisme yang berbeda daripada planet-planet raksasa bermassa rendah pada waktu yang bersamaaan.

Nuno Cardoso Santos (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) mengatakan, "Hasil studi telah dipublikasikan dan memprediksi masing-masing mekanisme mungkin berpengaruh. Mekanisme pertama membentuk planet-planet raksasa dengan massa rendah, sementara mekanisme kedua bertanggung jawab atas pembentukan planet-planet raksasa dengan massa tinggi."

Planet-planet raksasa yang massanya lebih rendah tampaknya dibentuk melalui akumulasi inti di sekitar bintang-bintang induk yang lebih kaya logam, sementara planet-planet raksasa yang lebih masif tampaknya terbentuk terutama melalui ketidakstabilan gravitasi.

Adibekyan mengatakan, "Meskipun dianggap penting untuk melengkapi pemahaman tentang proses pembentukan planet, penemuan tidak berhenti sampai di situ. Tim tetap antusias untuk menjawab banyak pertanyaan terbuka."

Observasi menggunakan GAIA milik Badan Antariksa Eropa (ESA) dapat mengungkap beberapa pertanyaan terbuka ini. Dalam waktu dekat, misi seperti CHEOPS dan PLATO ESA, atau TESS NASA, akan mengungkap studi hubungan radius massa, sekaligus komposisi atmosfer menggunakan instrumen seperti ESPRESSO di VLT dan HIRES di ELT besutan ESO, atau Teleskop Antariksa James Webb NASA, yang diharapkan dapat menembus batas-batas pemahaman terkait proses pembentukan planet.

Ilustrasi cakram protoplanet yang mengelilingi sebuah bintang muda. Celah di cakram protoplanet menunjukkan lokasi planet-planet terbentuk.
Kredit: ESO/L.Caláada

Ditulis oleh: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, www.phys.org

Sumber: Evidence discovered for two distinct giant planet populations

#terimakasihgoogle