Metode Baru Mendeteksi Keberadaan Eksoplanet

Eksoplanet menjadi buruan para astronom untuk menemukan dunia atau kehidupan baru di luar tata surya. Dengan metode magnetohydrodynamics (MHD), para ilmuwan menemukan cara terbaru untuk mengamati keberadaan planet ekstrasurya.

Tidak mudah menemukan planet baik di dalam tata surya maupun diluar tata surya atau ekstra surya atau eksoplanet. Hal ini karena selain ruang angkasa begitu gelap, seringkali planet-planet yang ada tidak memancarkan cahaya karena posisinya yang jauh dari bintang induknya.
Dalam beberapa tahun ini para astronot telah menemukan ribuan eksoplanet. Sebagian besar ditemukan dengan metode transit. Caranya, teleskop optik mengukur kecerahan bintang dari waktu ke waktu. Jika kecerahan cahaya bintang sedikit menurun, hal ini menandakan adanya sebuah planet yang melintas di depannya sehingga menghalangi sebagian cahaya.
Metode transit adalah alat yang ampuh, namun memiliki keterbatasan. Peneliti perlu menunggu waktu planet melintas di depan bintangnya dari pengamatan dengan teleskop di bumi. Selain itu dari sisi geometri bidang orbit planet ekstrasurya harus sejajar dengan Bumi.
Metode transit masih mengandalkan teleskop optik. Teleskop ini memiliki keterbatasan dari sisi kemampuan menjangkau jarak yang sangat jauh. "Tetapi metode baru dapat memungkinkan para astronom untuk mendeteksi planet ekstrasurya menggunakan teleskop radio," tulis laman Solar and Stellar Astrophysics.
Menurut tim peneliti yang terdiri dari Soumitra Hazra, Ofer Cohen, dan Igor V Sokolov, tidak mudah untuk mengamati eksoplanet pada panjang gelombang radio. Sebagian besar planet tidak memancarkan banyak cahaya radio. Sementara itu sebagian besar bintang memiliki cahaya itu, dengan variasi yang beragam karena hal-hal seperti suar bintang dan lainnya.
Sedangkan planet gas besar seperti Jupiter, cahayanya bisa sangat terang. Cahayanya bukan dari planet itu sendiri, tetapi dari medan magnetnya yang kuat. Partikel bermuatan dari angin bintang berinteraksi dengan medan magnet dan memancarkan cahaya radio.
"Jupiter sangat terang dalam cahaya radio sehingga Anda dapat mendeteksinya dengan teleskop radio buatan sendiri, dan para astronom telah mendeteksi sinyal radio dari beberapa katai coklat," lanjut para astronom tersebut.
Hasil gambar cahaya radio planet Jupiter misalnya dapat ditangkap oleh teleskop radio Very Large Array di New Mexico. Cahayanya memiliki tiga warna dalam gambar sesuai dengan tiga panjang gelombang radio yang berbeda. Pada gambar terdapat warna biru sepanjang 2 sentimeter, warna emas 3 sentimeter, dan warna merah 6 sentimeter.
Tapi belum ada sinyal radio yang jelas dari planet mirip Jupiter yang mengorbit bintang lain di luar tata surya. Dalam studi baru ini, tim melihat seperti apa sinyal tersebut, mereka mendasarkan model mereka pada magnetohydrodynamics (MHD).

Sangat Presisi
Model MHD digambarkan bagaimana medan magnet dan gas terionisasi berinteraksi, dan menerapkannya pada sistem planet dari luar tata surya yang dinamai HD 189733. Planet ini memiliki ukuran raksasa atau seukuran Jupiter.
Astronom mensimulasikan bagaimana angin bintang berinteraksi dengan medan magnet planet dan menghitung sinyal radio planet. Hasilnya tim menemukan beberapa hal menarik, berupa gelombang radio sintetis hitam dan putih.
Untuk mengetahui keberadaan planet itu pertama, tim menunjukkan bahwa planet ini akan menghasilkan kurva cahaya yang jelas. Itu adalah sinyal radio yang bervariasi karena pergerakan planet. Ini bagus karena pengamatan radio terhadap gerakan sangat presisi. Bahkan lebih tepat daripada pengamatan optik Doppler.
Mereka juga menemukan bahwa pengamatan radio dapat mendeteksi transit sebuah planet yang lewat di depan bintangnya. Akan ada fitur khusus dalam sinyal radio yang menunjukkan bagaimana magnetosfer planet lewat di depan bintang. Jadi para astronom bisa lebih memahami kekuatan dan ukuran magnetosfer planet ini.
Kedua sinyal ini akan sangat redup, sehingga dibutuhkan teleskop radio generasi baru untuk melihatnya. Tetapi jika para astronom dapat mendeteksinya, sinyal radio planet akan memberi pemahaman ukuran orbit yang tepat dari setidaknya satu planet dalam sistem dan akan membantu memahami komposisi dan interior sebuah planet ekstrasurya. hay/N-3

Mengatasi Kekurangan Metode Transit

Metode transit sejauh ini menjadi andalan untuk mengetahui keberadaan objek luar angkasa khususnya planet. Metode ini bertujuan untuk mendeteksi secara tidak langsung keberadaan satu atau lebih exoplanet yang mengorbit di sekitar bintang.
Pada 1999, metode transit digunakan untuk mengkonfirmasi keberadaan HD209458b, sebuah planet yang telah ditemukan hampir pada waktu yang sama dengan metode kecepatan radial. Penemuan ini, yang diterbitkan pada tahun 2000 dalam sebuah penelitian yang dipimpin oleh David Charbonneau.
Tim menggunakan teleskop berdiameter 10 sentimeter yang dipasang di tempat parkir sebuah gedung di Amerika Serikat dan membuka jalan bagi bidang penelitian yang sama sekali baru tentang planet ekstrasurya. Deteksi baru pertama adalah planet OGLE-TR-56b, ditemukan pada 2003.
Metode transit terdiri dari pengukuran luminositas bintang secara teratur untuk mendeteksi penurunan kilau atau luminositas periodik yang terkait dengan transit planet ekstrasurya. Transit terjadi ketika sebuah planet lewat di depan bintangnya.
Di sisi lain, ketika planet melewati bintang, itu disebut gerhana. Efek yang diukur selama transit cukup kecil. Untuk bintang seukuran Matahari, transit planet seukuran Jupiter akan menyebabkan penurunan luminositas semu sekitar 1 persen, sementara penurunan ini akan menjadi sekitar 0,001 persen untuk planet seukuran Bumi.
Metode ini memungkinkan untuk menentukan jari-jari planet serta periode revolusinya. Selanjutnya, jika planet sudah terdeteksi menggunakan metode kecepatan radial, maka massanya diketahui dan dimungkinkan untuk mendapatkan nilai kerapatan massa planet.
Sebagian besar planet yang ditemukan dengan metode transit telah terungkap melalui survei lapangan besar. Tujuannya adalah untuk mempelajari sejumlah besar bintang, tanpa memilihnya terlebih dahulu, karena tidak ada indikasi apriori bintang mana yang akan memiliki planet yang sejajar dengan Bumi agar dapat mendeteksinya dengan metode transit.
Diluncurkan pada 2009 dan menyelesaikan misinya pada 2018, Teleskop Luar Angkasa Kepler telah memainkan peran penting dalam pencarian eksoplanet menggunakan metode transit. Itu sendiri telah mengamati 530.000 bintang di konstelasi Cygnus dan telah mengkonfirmasi keberadaan lebih dari 2.600 planet ekstrasurya, merevolusi pandangan tentang planet ekstrasurya.
Dari hasil pengamatan kelimpahan planet ini menunjukkan bahwa ada keragaman planet yang jauh lebih besar dibandingkan dengan planet-planet di tata surya. Namun metode transit tidaklah sempurna. Peneliti masih menjumpai kesulitan dari metode ini terutama pada masalah geometri. Pasalnya agar sebuah planet ekstrasurya dapat transit dari sudut pandang teleskop optic di Bumi, bidang orbit planet ekstrasurya harus sejajar dengan Bumi. hay/N-3