Bagaimana
Mengetahui Karakteristik Exoplanet?
Oleh: Yunus
Adiantor SL
Bagaimana ilmuwan bisa memprediksi kondisi exoplanet di
luar angkasa dan bisa membuat ilustrasinya? Padahal mereka belum pernah kesana,
Masalahnya, para astronom belum pernah ke planet itu. Jadi
bagaimana mereka bisa mengetahui kondisi planet tersebut dan menggambarkannya?
Ilustrasi Proxima b. Kredit: M. Kornmesser/ESO
Ilustrasi planet yang dilihat selama ini dibuat dari data planet
yang ditemukan dan disesuaikan dengan contoh planet yang kita kenal selama ini.
Contoh yang kita punya tak lain planet-planet yang ada di Tata Surya.
Dari planet di Tata Surya,
kita mengetahui bahwa planet yang padat dengan komposisi batuan terbentuk di
dekat Matahari, karena batuan dan logam berkondensasi pada suhu tinggi.
Sedangkan planet gas raksasa dan planet es raksasa yang kerapatannya lebih
renggang terbentuk jauh dari Matahari, karena senyawa hidrogen berkondensasi
pada suhu yang rendah.
Informasi lainnya, planet yang terbentuk di dekat Matahari itu
sangat panas. Semakin jauh dari Matahari, temperatur akan turun dan ada area
yang hangat dimana air bisa tetap berwujud cair dan semakin jauh lagi, suhunya
sangat dingin. Di area ini air akan berbentuk padatan es.
Planet – planet di Tata Surya jadi model utama untuk
perbandingan dengan data exoplanet di bintang lain.
Mencari Planet dari Perilaku
Bintang
Sebagai gambaran, kita melihat bintang di langit hanya berupa
titik cahaya karena jaraknya yang sangat jauh. Planet, yang mengelilingi
bintang itu ukurannya luar biasa kecil dibanding bintang. Jadi bagaimana kita
bisa melihat planet secara langsung? Tentu tidak mudah.
Untuk planet yang mengitari bintang-bintang dekat Matahari,
pengamatan langsung masih bisa dilakukan dengan teleskop yang ada di luar
angkasa. Tapi, untuk planet di bintang yang sangat jauh, tentu saja sangat
sulit.
Karena itulah, para astronom mencari planet dengan cara tidak
langsung. Dua metode yang paling berhasil untuk menemukan planet di bintang
lain adalah metode kecepatan radial dan metode transit.
Ketika pengamat mencari planet baru dengan metode kecepatan
radial, yang diamati adalah goyangan bintang. Interaksi gravitasi antara planet
dan bintang akan menyebabkan bintang tampak bergoyang mendekat ataupun menjauhi
pengamat. Kita memang tidak bisa secara langsung melihat pergerakan bintang
yang sangat kecil dan jauh itu. Tapi kita bisa mengetahui perubahan geraknya
dari pergeseran pada spektrum cahaya yang diterima pengamat.
Untuk metode transit, para pengamat justru mencari perubahan
pada cahaya bintang. Kalau bintang itu memiliki planet, maka saat planet
melintas di depan bintang atau di antara bintang induknya dan pengamat di Bumi,
maka cahaya bintang akan berkedip. Lebih tepatnya, cahaya bintang akan meredup
sesaat. Peredupannya juga sangat kecil dibanding kecerlangan bintang yang
sangat terang.
Informasi dari Exoplanet
Setelah exoplanet ditemukan keberadaannya, para astronom
kemudian melakukan identifikasi untuk menentukan ciri-ciri setiap planet.
Informasi planet ini didapat dari hasil pengamatan yang dilakukan sebelumnya.
Dari sinilah para astronom bisa mengetahui komposisi planet, temperatur,
atmosfer maupun kemungkinan exoplanet yang ditemukan untuk mendukung kehidupan.
Dalam mencari exoplanet, bukan hanya karakteristik planet yang
perlu diketahui. Karakteristik bintang juga sangat diperlukan. Karena dengan
mengetahui bintang induknya kita juga bisa mengetahui seperti apa evolusi
planet yang ada di bintang itu. Informasi yang bisa diperoleh tentang bintang
biasanya dimulai dari penentuan jarak bintang.
Setelah jarak diketahui, kita bisa menentukan massa bintang.
Pada akhirnya, kita juga bisa mengetahui kelas spektrum bintang.
Dengan mengetahui kelas spektrum bintang, kita bisa
memperkirakan evolusi dari planet yang ada di dekatnya. Terutama untuk evolusi
planet yang berpotensi laik huni.
Meskipun sebagian besar pendeteksian exoplanet dilakukan lewat
metode tidak langsung, informasi yang diperoleh bisa memberitahu pengamat
tentang karakteristik planet seperti massa, ukuran, jarak planet dari bintang
dan kerapatan.
Ketika melakukan pengamatan untuk mencari exoplanet baik secara
langsung maupun tidak langsung, kita bisa memperoleh informasi terkat periode
orbit dari planet yang ditemukan tersebut. Dari Hukum ke-3 Kepler, kita bisa
mengetahui jarak rata-rata planet ke bintang. Setelah jarak diketahui, massa
planet juga bisa ditentukan lewat persamaan gravitasi Newton. Untuk pengamatan
dengan kecepatan radial, yang bisa diketahui adalah massa minimum sebuah
planet.
Untuk mengetahui ukuran planet, para pengamat melakukan
pengukuran pada peredupan cahaya bintang yang terjadi saat transit. Peredupan
yang terjadi bisa memberi informasi rasio perbandingan radius planet dan radius
bintang. Pada akhirnya, radius planet bisa diketahui. Dengan mengetahui radius
planet, kita bisa menentukan volume dan pada akhirnya kerapatan planet bisa
diketahui dari hubungan massa dan volume.
Dengan mengetahui kerapatan planet, kita bisa mengetahui
komposisi planet dan informasi terkait atmosfernya.
Merangkai Informasi Untuk
Ilustrasi Indah
Jadi, apa pentingnya seluruh informasi exoplanet tersebut?
Ilustrasi Corot 7b. Kredit: Luis Calçada / ESO
Yang pertama, jarak planet ke bintang.
Jarak planet ke bintang menentukan temperatur planet tersebut.
Jika exoplanet berada terlalu dekat dengan bintang, maka planet akan sangat
panas. Akibatnya, planet yang terlalu dekat dengan bintang tidak akan dapat
mempertahankan air dalam bentuk cair apalagi berpotensi untuk kehidupan. Planet
yang dekat bintang juga biasanya tidak memiliki atmosfer karena terus menerus
dilucuti oleh angin bintang.
Di sisi lain, jika planet berada terlalu jauh dari bintang,
temperaturnya pun sangat dingin. Pada kondisi ini, air pun membeku. Tapi, jika
planet berada pada jarak menengah dimana temperatur cukup hangat, air bisa
dipertahankan dalam wujud cair. Di area inilah planet yang berpotensi memiliki
kehidupan bisa ditemukan.
Yang kedua, massa planet.
Dengan mengetahui massa planet, maka bisa ditentukan apakah
planet tersebut bisa mendukung keberadaan atmosfer. Planet yang massanya kecil,
gravitasinya juga lemah untuk bisa mempertahankan keberadaan atmosfer. Massa
planet yang besar juga menandai gaya tarik yang sangat kuat di planet.
Artinya planet mampu untuk mempertahankan keberadaan atmosfernya.
Yang terakhir adalah kerapatan planet.
Dari informasi kerapatan, komposisi planet dan keberadaan
atmosfer. Sebagai contoh, planet – planet besar yang tidak terlalu padat pada
umumnya memiliki atmosfer dengan komposisi es dan gas. Di sisi lain, planet
yang padat memiliki ukuran yang lebih kecil dengan komposisi batuan. Bahkan
beberapa di antaranya justru disusun oleh grafit atau bahkan berlian.
Setelah mengetahui ciri-ciri planet, kita bisa bandingkan dengan
planet yang ada di Tata Surya untuk memperoleh gambaran exoplanet yang
ditemukan.
Tapi, ada yang menarik. Exoplanet yang ditemukan tidak semuanya
mirip dengan yang ada di Tata Surya. Sebagai contoh, planet 51 Pegasi b. Planet
ini memiliki kerapatan yang renggang, ukurannya setengah ukuran Jupiter, tapi
planet ini berada dekat sekali dengan bintang. Dan planet seperti ini tidak
cuma satu. Planet serupa yang kemudian diberi kategori planet Jupiter panas
rupanya cukup umum ditemukan di bintang lain.
Data karakteristik bintang dan exoplanet menjadi panduan utama
bagi para ilustrator untuk memperoleh gambaran mengenai exoplanet dan
bintang indukyang akan dibuat ilustrasinya. Ini penting karena ilustrasi yang
dihasilkan harus bisa memberi ciri khas planet yang ditemukan beserta lingkungannya.
Dari informasi inilah ilustrasi sebuah sistem exoplanet dibangun. Tapi
tentunya gambarnya tidak persis sama dengan planet-planet yang ada di Tata
Surya. Para ilustrator juga memberikan interpretasi sesuai data planet.
Ilustrasi yang dibuat harus bisa memberikan gambaran besar seperti apa planet
yang ditemukan, tanpa membuat pembaca memiliki persepsi yang salah.
Contohnya, exoplanet laik huni. Dari data yang ada, planet
tersebut merupakan planet batuan berpotensi laik huni yang memiliki air sebagai
ciri khasnya. Akan tetapi, ilustrasi yang dibuat harus memperlihatkan sebuah
planet laik huni yang punya air tapi tidak boleh membuat masyarakat beprikir
bahwa planet lain yang persis Bumi dan memiliki kehidupan sudah ditemukan.
Karena memang belum ditemukan. Untuk itu harus ada faktor pembeda.
Contoh lain, planet yang diduga memiliki air tapi sepertinya
sudah lenyap akibat efek rumah kaca berlebihan. Untuk itu, penggambarannya pun
dibuat memiliki banyak gunung berapi dan mulai kehilangan air.
Jadi untuk bisa membuat ilustrasi exoplanet, para ilustrator
tidak bekerja sendiri. Mereka juga bekerja sama dan berdiskusi dengan para
astronom untuk bisa memahami planet dan bintang yang akan mereka gambar.
Informasi awal inilah yang kemudian mereka gunakan untuk membangun ilustrasi exoplanet
seperti yang kamu lihat saat ini. Tiap planet tentu memiliki ciri khas yang
berbeda-beda. Tidak ada yang persis sama. Inilah yang dibuat oleh para
ilustrator dalam memperkenalkan setiap exoplanet yang ditemukan.
Postingan
