Selamat
datang di rangkaian artikel metode pencarian eksoplanet kami! Hari ini kita akan membahas metode tersulit yang sangat menjanjikan: “Pencitraan Langsung”.
Dalam
beberapa dekade terakhir, jumlah penemuan eksoplanet atau planet di luar tata surya kita telah meningkat pesat. Pada tanggal 4 Oktober 2018, 3.869 eksoplanet
telah dikonfirmasi di 2.887 sistem bintang, dengan 638
sistem bintang di antaranya menjadi induk bagi beberapa planet. Sayangnya, karena keterbatasan sumber daya yang harus dihadapi oleh para astronom, sebagian besar dari mereka ditemukan melalui metode tidak langsung.
Sejauh
ini, hanya segelintir planet yang telah ditemukan oleh metode pencitran langsung yang mengambil gambar mereka saat mengorbit bintang induk masing-masing. Meskipun lebih sulit dilakukan daripada metode tidak langsung, pencitraan langsung adalah metode
paling menjanjikan dalam hal karekterisasi atmosfer eksoplanet. 100 eksoplanet di 82 sistem bintang telah dikonfirmasi menggunakan metode ini dan akan ada lebih banyak
lagi yang ditemukan dalam waktu dekat.
Deskripsi
Seperti
namanya, “Pencitraan Langsung” dilakukan dengan mengambil gambar eksoplanet
secara langsung, melalui cahaya bintang yang dipantulkan oleh atmosfer planet dalam panjang gelombang inframerah. Pencitraan planet hanya bisa dilakukan dengan panjang gelombang inframerah, karena cahaya bintang sekitar satu juta kali lebih terang daripada cahaya yang dipantulkan planet.
Keunggulan
Salah
satu keunggulan “Pencitraan Langsung” adalah persentase sinyal positif palsu yang lebih kecil. Sinyal positif palsu biasanya disebabkan oleh algoritma suatu program yang menyatakan suatu
gejala, sinyal atau objek yang sebetulnya tidak ada. Metode transit rentan terhadap sinyal positif palsu hingga 40%, khususnya dalam kasus yang melibatkan sistem planet tunggal,
sehingga membutuhkan observasi tindak lanjut. Sedangkan planet yang terdeteksi oleh metode kecepatan radial harus dikonfirmasi, oleh karena itu metode kecepatan radial sering disandingkan dengan metode transit. Sebaliknya, metode pencitraan langsung memungkinkan
para astronom untuk benar-benar melihat planet yang mereka cari.
Meskipun peluang deteksi eksoplanet lebih kecil, metode pencitraan langsung dapat dilakukan di mana saja untuk memberikan para astronom informasi berharga tentang planet yang dipelajari. Misalnya, dengan memeriksa spektrum yang
dipantulkan dari atmosfer planet, para astronom dapat memperoleh informasi krusial tentang komposisi untuk menentukan tingkat habitabilitasnya.
Ketika
diterapkan ke Fomalhaut b, metode pencitraan langsung memungkinkan para
astronom untuk mengumpulkan informasi mendetail tentang interaksi planet dengan
cakram protoplanet bintang, dan mengatasi kendala perhitungan massa
planet dan mengkonfirmasi sistem cincin raksasa. Demikian pula dengan HR 8799, jumlah radiasi inframerah yang dipantulkan dari atmosfer (dikombinasikan dengan model pembentukan planet) menyediakan perkiraan kasar massa planet.
Pencitraan
langsung sangat efektif apabila diterapkan ke planet-planet masif dengan jangkauan orbit luas, seperti raksasa gas, termasuk untuk mendeteksi planet yang dari sudut pandang kita relatif
tidak pernah transit di depan bintang induk.
Kelemahan
Dibandingkan metode lain, pencitraan langsung lebih sulit diterapkan karena kilau efek
cahaya bintang. Dengan kata lain, sangat sulit mendeteksi cahaya yang
dipantulkan dari atmosfer planet karena bintang induknya jauh lebih terang. Inilah alasan utama mengapa metode pencitraan langsung sangat jarang
diterapkan menggunakan teknologi saat ini.
Sebagian besar metode pencitraan langsung hanya diterapkan ke planet dengan lintasan orbit yang sangat jauh dari bintang induk atau planet yang sangat masif. Itulah mengapa metode pencitraan langsung jarang digunakan untuk mencari planet terestrial (berbatu) seperti Bumi yang mengorbit bintang induk dari jarak
yang lebih dekat di zona layak huni. Intinya, metode ini tidak
terlalu efektif untuk mencari eksoplanet layak huni.
Contoh Survei Pencitraan Langsung
Deteksi pertama eksoplanet oleh teknik ini terjadi pada bulan
Juli 2004, ketika para astronom menggunakan Very Large Telescope Array (VLTA) ESO (Observatorium Eropa Selatan) untuk mencitrakan sebuah planet dengan beberapa kali massa
Jupiter yang mengorbit katai coklat 2M1207, sekitar 200 tahun cahaya dari Bumi.
 |
| Citra sebuah planet masif yang mengorbit 2M1207 ini, diambil oleh para astronom pada bulan Juli 2004. Kredit: NaCo/VLT/ESO |
Pada
tahun 2005, observasi tindak lanjut menetapkan eksoplanet ini mengorbit 2M1207. Namun beberapa ilmuwan tetap ragu-ragu, mengingat inilah eksoplanet pertama yang ditemukan menggunakan metode pencitraan langsung, meskipun skala kecerahan katai coklat yang sangar redup adalah faktor utama yang memungkinkan deteksi. Selain itu, karena induknya adalah katai coklat, beberapa ilmuwan beragumen raksasa gas ini bukanlah planet.
Pada
bulan September 2008, objek 1RXS J160929.1-210524 dicitrakan terpisah 330 AU dari bintang induk yang terletak 470 tahun cahaya dari Bumi di rasi bintang Scorpius. Pada tahun 2010, para ilmuwan mengkonfirmasi identitasnya sebagai sebuah planet.
Pada
tanggal 13 November 2008, satu tim astronom mempublikasikan citra sebuah eksoplanet yang mengorbit bintang Fomalhaut menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA. Penemuan dapat terwujud berkat cakram
tebal protoplanet gas dan debu yang mengelilingi Fomalhaut. Fitur tajam di tepi cakram mengungkap sebuah planet yang telah membersihkan puing-puing dari jalur orbitnya.
Observasi tindak lanjut oleh Hubble menghasilkan gambar cakram protoplanet yang memungkinkan para astronom untuk menemukan planet ini. Faktor lain yang turut berkontribusi adalah massa planet yang dua
kali massa Jupiter, dikelilingi oleh sistem cincin yang beberapa
kali lebih tebal daripada cincin Saturnus, planet bersinar
cukup terang dalam spektrum cahaya kasat mata.
 |
| Citra komposit warna semu yang diambil oleh Hubble menunjukkan gerak orbital planet Fomalhaut b. Kredit: NASA/ESA/P. Kalas (UC Berkeley dan SETI Institute) |
Pada
hari yang sama, para astronom juga mempublikasikan penemuan tiga planet yang mengorbit bintang HR 8799 menggunakan teleskop di Observatorium Keck
dan Observatorium Gemini. Ketiga planet ini memiliki massa 10, 10, dan 7 kali massa Jupiter, semuanya terdeteksi dalam panjang
gelombang inframerah, mengingat HR 8799 adalah
sebuah bintang belia dan planet-planet di sekitarnya dianggap masih terpengaruh
panas dari proses pembentukan mereka.
Pada
tahun 2009, analisis terhadap gambar yang diambil pada tahun 2003 mengungkap eksistensi sebuah planet yang mengorbit bintang Beta Pictoris. Pada tahun 2012, para
astronom mempublikasikan pencitraan sebuah planet tipe "Jupiter-super" menggunakan Teleskop Subaru di Observatorium Mauna Kea. Dengan massa 12,8 kali Jupiter, planet raksasa gas ini mengorbit bintang Kappa Andromedae dari jarak sekitar
55 AU (hampir dua kali jarak Neptunus-Matahari).
Kandidat-kandidat
lainnya juga telah ditemukan selama bertahun-tahun, tetapi sejauh ini, identitas mereka belum dikonfirmasi ulang sebagai planet raksasa atau bahkan katai coklat. Hanya 100 eksoplanet yang pernah ditemukan menggunakan metode pencitraan langsung, sekitar 0,3% dari seluruh eksoplanet
yang telah dikonfirmasi, sebagian besar adalah raksasa gas yang mengorbit
bintang induk dari jarak jauh.
Seiring kemajuan observasi menggunakan teleskop generasi mendatang, jumlah eksoplanet yang ditemukan menggunakan metode pencitraan langsung mungkin akan meningkat. Termasuk teleskop berbasis darat yang
dilengkapi optik adaptif, seperti Thirty
Meter Telescope (TMT), Magellan
Telescope (GMT) dan teleskop yang mengandalkan coronography (seperti
Teleskop Antariksa James Webb yang dipersenjatai perangkat untuk memblokir cahaya dari bintang).
Teknik lain yang sedang dikembangkan memanfaatkan ‘starshade’, sebuah perangkat yang diposisikan sedemikian rupa untuk memblokir
cahaya dari bintang induk sebelum memasuki teleskop. Untuk teleskop berbasis
antariksa, starshade adalah sebuah pesawat antariksa terpisah yang tidak menyatu dengan teleskop dan dirancang untuk memposisikan dirinya pada jarak dan sudut yang
tepat untuk menghalangi cahaya dari bintang yang diamati.
Kami
juga memiliki beberapa artikel menarik lainnya yang membahas metode penemuan eksoplanet, pelajari lebih lanjut di: Metode Transit, Metode Kecepatan Radial dan Metode Pelensaan Mikro Gravitasi.
Ditulis
oleh: Matt Williams, universetoday.com
Sumber:
What is Direct Imaging?
Komentar
Posting Komentar