Planet Raksasa di Sekitar Bintang Ultracool: Temuan yang Mencabut Teori Pembentukan Planet?
Indonesia Neo - TEKNO - Penemuan sebuah planet yang jauh terlalu masif untuk matahari yang menyertainya menimbulkan pertanyaan tentang apa yang sebelumnya dipahami tentang pembentukan planet dan sistem tata surya mereka, menurut peneliti Penn State. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan secara online pada hari ini (30 November) di jurnal Science, para peneliti melaporkan penemuan sebuah planet yang lebih dari 13 kali lebih masif dari Bumi mengorbit bintang "ultracool" LHS 3154, yang sendiri sembilan kali kurang masif dari matahari. Rasio massa planet yang baru ditemukan dengan bintang tuannya lebih dari 100 kali lebih tinggi daripada Bumi dan matahari.
Temuan ini mengungkapkan planet terberat yang diketahui mengorbit dalam orbit dekat mengelilingi bintang katai ultracool, bintang paling kurang masif dan paling dingin di alam semesta. Penemuan ini bertentangan dengan apa yang teori-teori saat ini prediksi untuk pembentukan planet di sekitar bintang kecil dan menandai pertama kalinya planet dengan massa begitu tinggi terlihat mengorbit bintang yang sangat kurang masif.
"Penemuan ini benar-benar menunjukkan betapa sedikitnya pengetahuan kita tentang alam semesta," kata Suvrath Mahadevan, Profesor Astronomi dan Astrofisika di Penn State dan co-author pada makalah tersebut. "Kita tidak akan mengharapkan sebuah planet yang begitu berat mengelilingi bintang yang begitu kurang masif untuk ada."
Dia menjelaskan bahwa bintang terbentuk dari awan besar gas dan debu. Setelah bintang terbentuk, gas dan debu tetap berbentuk cakram material yang mengorbit bintang yang baru lahir, yang pada akhirnya dapat berkembang menjadi planet.
"Cakram pembentukan planet di sekitar bintang kecil LHS 3154 tidak diharapkan memiliki cukup massa padat untuk membuat planet ini," kata Mahadevan. "Tapi itu ada, jadi sekarang kita perlu meninjau kembali pemahaman kita tentang bagaimana planet dan bintang terbentuk."
Para peneliti menemukan planet berukuran besar tersebut, yang dinamai LHS 3154b, menggunakan sebuah spektrograf astronomi yang dibangun di Penn State oleh tim ilmuwan yang dipimpin oleh Mahadevan. Instrumen tersebut, yang disebut Habitable Zone Planet Finder atau HPF, dirancang untuk mendeteksi planet yang mengorbit bintang-bintang terdingin di luar tata surya kita dengan potensi untuk memiliki air cair - bahan utama untuk kehidupan - di permukaan mereka.
Meskipun planet seperti itu sangat sulit dideteksi di sekitar bintang seperti matahari kita, suhu rendah bintang ultracool berarti bahwa planet yang mampu memiliki air cair di permukaannya jauh lebih dekat dengan bintang mereka dibandingkan dengan Bumi dan matahari. Jarak yang lebih pendek antara planet ini dan bintang mereka, dikombinasikan dengan massa rendah bintang ultracool, menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi yang mengumumkan keberadaan planet tersebut, jelas Mahadevan.
"Bayangkan seperti bintang adalah api unggun. Semakin dingin api itu, semakin dekat Anda harus mendekatinya untuk tetap hangat," kata Mahadevan. "Hal yang sama berlaku untuk planet. Jika bintang itu lebih dingin, maka sebuah planet harus lebih dekat ke bintang itu jika itu akan cukup hangat untuk mengandung air cair. Jika sebuah planet memiliki orbit yang cukup dekat dengan bintang ultracoolnya, kita dapat mendeteksinya dengan melihat perubahan yang sangat halus dalam warna spektrum atau cahaya bintang saat ditarik oleh planet yang mengorbit."
Terletak di Teleskop Hobby-Eberly di Observatorium McDonald di Texas, HPF memberikan beberapa pengukuran presisi tertinggi hingga saat ini dari sinyal inframerah seperti itu dari bintang-bintang terdekat.
"Menemukan dengan HPF ini sangat istimewa, karena ini adalah instrumen baru yang kami rancang, kembangkan, dan bangun dari awal untuk tujuan melihat populasi planet yang belum terjamah di sekitar bintang ber-massa terendah," kata Guðmundur Stefánsson, NASA Sagan Fellow di Astrophysics di Universitas Princeton dan penulis utama pada makalah tersebut, yang membantu mengembangkan HPF dan bekerja pada studi tersebut sebagai mahasiswa pascasarjana di Penn State. "Sekarang kita mendapat hasilnya, mempelajari aspek-aspek baru dan tidak terduga dari populasi menarik ini dari planet yang mengorbit beberapa bintang terdekat."
Instrumen tersebut sudah memberikan informasi kritis dalam penemuan dan konfirmasi planet baru, jelas Stefánsson, namun penemuan planet LHS 3154b melampaui semua ekspektasi.
"Berdasarkan survei saat ini dengan HPF dan instrumen lain, objek seperti yang kami temukan ini kemungkinan sangat langka, sehingga mendeteksinya sangat menyenangkan," kata Megan Delamer, mahasiswa pascasarjana astronomi di Penn State dan co-author pada makalah tersebut. "Teori-teori kita saat ini tentang pembentukan planet mengalami kesulitan dalam memperhitungkan apa yang kita lihat."
Dalam kasus planet massif yang ditemukan mengorbit bintang LHS 3154, inti planet yang berat yang disimpulkan dari pengukuran tim akan memerlukan jumlah material padat yang lebih besar dalam cakram pembentukan planet daripada yang diprediksi model-model saat ini, jelas Delamer. Temuan ini juga menimbulkan pertanyaan tentang pemahaman sebelumnya tentang pembentukan bintang, karena massa debu dan rasio debu terhadap gas dari cakram yang mengelilingi bintang seperti LHS 3154 - ketika mereka masih muda dan baru terbentuk - akan perlu 10 kali lebih tinggi daripada yang diamati untuk membentuk planet seberat yang ditemukan tim.
"Apa yang kami temukan menyediakan kasus uji ekstrem untuk semua teori pembentukan planet yang ada," kata Mahadevan. "Ini persis apa yang kita bangun HPF untuk lakukan, untuk menemukan bagaimana bintang paling umum di galaksi kita membentuk planet - dan untuk menemukan planet itu."
Penulis Penn State lainnya pada makalah tersebut adalah Eric Ford, Brianna Zawadzki, Fred Hearty, Andrea Lin, Lawrence Ramsey, dan Jason Wright. Penulis lain pada makalah tersebut adalah Joshua Winn dari Universitas Princeton, Yamila Miguel dari Universitas Leiden, Paul Robertson dari Universitas California, Irvine, dan Rae Holcomb dari Universitas California, Shubham Kanodia dari Carnegie Institution for Science, Caleb Cañas dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa NASA Goddard, Joe Ninan dari Institut Penelitian Fundamental Tata Institute of Fundamental Research, Ryan Terrien dari Carleton College, Brendan Bowler, William Cochran, Michael Endl, dan Gary Hill dari Universitas Texas di Austin, Chad Bender dari Universitas Arizona, Scott Diddams, Connor Fredrick, dan Andrew Metcalf dari Universitas Colorado, Samuel Halverson dari California Institute of Technology's Jet Propulsion Laboratory, Andrew Monson dari Universitas Arizona, Arpita Roy dari Universitas Johns Hopkins, Christian Schwab dari Universitas Macquarie di Australia, dan Gregory Zeimann dari Teleskop Hobby-Eberly di UT Austin. Pekerjaan ini didanai oleh Center for Exoplanets and Habitable Worlds di Penn State, Konsorsium Space Grant Pennsylvania, Administrasi Penerbangan dan Antariksa Nasional, Yayasan Ilmu Pengetahuan Nasional, dan Yayasan Heising-Simons.[]
Sumber: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/11/231130145435.htm
Post a Comment