 |
| Ilustrasi tiga planet di sistem TOI 700 yang mengorbit bintang katai dingin tipe M. TOI 700 d adalah eskoplanet seukuran Bumi pertama di zona layak huni yang ditemukan oleh TESS. Kredit: Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA |
Transiting Exoplanet Survey
Satellite (TESS) besutan NASA berhasil menemukan planet seukuran
Bumi pertama di zona layak huni bintang induk, rentang jarak ideal yang berpotensi menopang air cair di permukaan planet. Para astronom telah
mengkonfirmasi eksoplanet TOI 700 d menggunakan Teleskop Antariksa Spitzer NASA
dan membuat model lingkungan potensial di sekitar planet untuk membantu
menyediakan informasi bagi observasi masa depan.
TOI
700 d adalah satu dari segelintir planet seukuran Bumi yang ditemukan
mengorbit bintang induk dari zona layak huni, termasuk beberapa planet di sistem
TRAPPIST-1 dan dunia-dunia lain yang ditemukan oleh Teleskop Antariksa Kepler
NASA.
“TESS
dirancang untuk menemukan planet-planet seukuran Bumi yang mengorbit bintang-bintang
terdekat,” kata Paul Hertz, Direktur Divisi Astrofisika di Markas Besar NASA, Washington.
“Planet yang mengorbit bintang terdekat mudah ditindaklanjuti dengan teleskop-teleskop
berbasis antariksa dan darat. Penemuan TOI 700 d menunjukkan keampuhan TESS,
sementara konfirmasi tindak lanjut menggunakan Spitzer, menambah daftar
prestasi Spitzer menjelang akhir misi bulan Januari ini.”
Ilustrasi
eksoplanet TOI 700 d.
Kredit: Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA
TESS
memantau petak besar langit yang disebut sektor selama 27 hari sekaligus. Durasi
lama observasi ini memungkinkan TESS untuk melacak perubahan skala kecerahan
bintang ketika sebuah planet transit atau mengorbit di depan bintang induk dari
sudut pandang kita.
TOI
700 adalah bintang katai merah dingin tipe M yang terletak sekitar 100 tahun cahaya
di rasi selatan Dorado. Massa dan ukurannya kira-kira 40% Matahari
dengan suhu permukaan sekitar 50% suhu Matahari. Bintang ini muncul di 11 dari
13 sektor yang diamati TESS selama tahun pertama misi dan para ilmuwan telah
mendeteksi banyak sinyal transit ketiga planetnya.
Awalnya,
TOI 700 salah diklasifikasikan dalam basis data TESS sebagai bintang yang lebih
mirip Matahari kita. Berarti planet-planetnya juga tampak lebih besar dan panas. Kemudian beberapa peneliti, termasuk Alton Spencer,
seorang siswa sekolah menengah atas yang bekerja dengan anggota tim TESS,
mengidentifikasi kesalahan tersebut.
“Ketika
kami mengoreksi parameter bintang, ukuran sistem planet menyusut, dan kami baru
menyadari eksistensi planet terluar seukuran Bumi yang berada di zona layak
huni,” kata mahasiswa pascasarjana Emily Gilbert dari Universitas Chicago. “Selain
itu, melalui analisis data yang dikumpulkan selama 11 bulan kami tidak melihat
aktivitas suar bintang, yang meningkatkan kemungkinan habitabilitas TOI 700 d
dan memudahkan dalam pemodelan kondisi atmosfer dan permukaan planet.”
Gilbert
beserta para kolega telah mempresentasikan hasil studi saat pertemuan rutin ke-235
American Astronomical Society di
Honolulu. Tiga makalah studi yang salah satunya ditulis oleh Gilbert, telah
diserahkan untuk dipublikasikan ke jurnal ilmiah.
Planet
terdalam, TOI 700 b, nyaris seukuran Bumi, kemungkinan merupakan planet berbatu
dan menyelesaikan orbit setiap 10 hari sekali. Planet tengah, TOI 700 c, 2,6
kali lebih besar dari Bumi, mengorbit setiap 16 hari sekali dan kemungkinan
merupakan planet yang didominasi gas.
Planet
terluar, TOI 700 d, hanya 20% lebih besar dari Bumi, mengorbit setiap 37 hari
sekali, menerima energi dari bintang induk setara 86% energi yang diterima Bumi
dari Matahari. TOI 700 d merupakan satu-satunya planet di sistem TOI 700 yang
mengorbit dari zona layak huni. Semua planet diperkirakan mengalami penguncian
pasang surut, seperti halnya
Bulan terhadap Bumi, berarti satu sisi planet selalu menghadap bintang induk
secara permanen dan menghasilkan siang dan malam abadi.
Satu
tim ilmuwan yang dipimpin oleh astronom Joseph Rodriguez dari Center for Astrophysics Harvard &
Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, mengajukan observasi tindak lanjut
menggunakan Spitzer untuk mengkonfirmasi TOI 700 d.
“Mengingat
dampak penemuan ini, yaitu planet pertama TESS yang seukuran Bumi di zona layak
huni, kami benar-benar ingin mendapatkan pemahaman tentang sistem ini sekonkret
mungkin,” kata Rodriguez. “Spitzer melihat di momen yang tepat, saat TOI 700 d
transit. Sebagaimana konfirmasi sistem planet TRAPPIST-1 yang menambah daftar
penemuan lima planet lainnya, konfirmasi TOI 700 d bisa menjadi tambahan bagus
yang diwariskan oleh misi perburuan eksoplanet.”
Data
Spitzer meningkatkan kepercayaan para ilmuwan bahwa TOI 700 d benar-benar
eksis, sekaligus memperbaiki pengukuran periode orbit dan ukurannya, termasuk
mengesampingkan kemungkinan sinyal palsu seperti keberadaan bintang pendamping
yang lebih kecil dan lebih redup di dalam sistem.
Selain
Spitzer, Rodriguez beserta para kolega juga melakukan observasi tindak lanjut
menggunakan teleskop berbasis darat di jaringan global Las Cumbres Observatory untuk lebih meningkatkan kepercayaan diri para
ilmuwan, yang sekali lagi berhasil mempertajam perhitungan periode orbit dan
ukuran TOI 700 d.
Karena
bintang induk TOI 700 relatif dekat, cerah dan tidak menunjukkan tanda-tanda aktivitas
suar bintang, sistem planet ini menjadi kandidat utama pengukuran massa oleh
observatorium berbasis darat saat ini. Pengukuran seperti ini dapat
mengkonfirmasi perkiraan para ilmuwan bahwa planet terdalam dan terluar didominasi
batu, sedangkan planet tengah terbuat dari gas. Studi masa depan diharapkan
dapat mengidentifikasi atmosfer dan komposisi sistem planet tersebut.
Meskipun
kondisi pasti TOI 700 d belum diketahui, para ilmuwan dapat menggunakan
informasi yang tersedia saat ini, seperti ukuran planet dan jenis bintang yang
diorbit untuk menghasilkan model komputer dan membuat prediksi. Para peneliti
di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, telah memodelkan
20 lingkungan potensial TOI 700 d untuk mengukur setiap versi yang dapat
menghasilkan suhu permukaan dan tekanan agar dapat layak huni.
Model-model
iklim 3D yang mereka hasilkan, mengecek berbagai jenis permukaan dan komposisi
atmosfer terkait apa yang oleh para ilmuwan anggap sebagai sebuah dunia
berpotensi layak huni. Karena mengalami penguncian pasang surut terhadap
bintang induk, formasi awan dan pola angin TOI 700 d mungkin sangat berbeda
dari Bumi.
Di
antara simulasi tersebut, permukaan TOI 700 d tertutup lautan dengan lapisan atmosfer
padat yang didominasi karbon dioksida, mirip simulasi planet Mars ketika masih
muda. Atmosfer model mengandung lapisan-lapisan awan yang menghadap bintang
induk. Sementara model yang lain menggambarkan TOI 700 d sebagai versi Bumi
modern tanpa awan, yaitu angin yang mengalir dari sisi malam ke sisi siang
planet yang menghadap bintang induk secara permanen.
Ketika
melewati atmosfer planet, cahaya bintang berinteraksi dengan molekul-molekul
seperti karbon dioksida dan nitrogen dan menghasilkan sinyal yang disebut garis
spektral. Tim ilmuwan yang membuat simulasi TOI 700 d di Goddard, dipimpin oleh
Gabrielle Engelmann-Suissa dari Universities
Space Research Association.
“Suatu
hari, saat kita memiliki spektrum TOI 700 d yang sebenarnya, maka kita dapat
mundur dan mencocokkannya dengan spektrum simulasi paling tepat dan memperbaiki
model,” kata Engelmann-Suissa. “Sungguh menarik, karena apa pun yang nantinya kita
ketahui tentang planet ini, pastinya akan terlihat sangat berbeda dari apa yang
ada di Bumi.”
Ditulis
oleh: Jeanette Kazmierczak, Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, www.nasa.gov,
editor: Rob Garner
Komentar
Posting Komentar