Evolusi Exoplanet Terungkap di Tata Surya Jauh

Para peneliti telah meluncurkan tata surya dengan tujuh exoplanet di sekitar TOI-1136, menggunakan metodologi canggih untuk pengukuran karakteristik mereka secara tepat, yang secara signifikan dapat mempengaruhi teori tentang pembentukan planet.

Penemuan tata surya yang baru-baru ini berisi enam eksoplanet yang telah dikonfirmasi dan kemungkinan ketujuh eksoplanet menambah pengetahuan para astronom tentang pembentukan dan evolusi planet. Mengandalkan observatorium dan instrumen yang tersebar di seluruh dunia, tim yang dipimpin oleh para peneliti di Universitas California, Irvine telah mengumpulkan pengukuran paling tepat mengenai massa, sifat orbit, dan karakteristik atmosfer planet ekstrasurya.

Dalam makalah yang diterbitkan pada 29 Januari di Jurnal Astronomipara peneliti membagikan hasil tersebut tes-Keck Survey, memberikan gambaran menyeluruh tentang exoplanet yang mengorbit TOI-1136, bintang katai di Bima Sakti galaksi lebih dari 270 tahun cahaya dari Bumi. Studi tersebut merupakan tindak lanjut dari observasi awal tim terhadap bintang dan exoplanet pada tahun 2019 menggunakan data dari NASASatelit Survei Transit Exoplanet (TESS). Proyek ini memberikan perkiraan pertama mengenai massa eksoplanet dengan mencatat variasi waktu transit, yang merupakan ukuran tarikan gravitasi yang dilakukan planet-planet yang mengorbit satu sama lain.

Teknik Tingkat Lanjut untuk Analisis Planet Ekstrasurya

Untuk studi terbaru, para peneliti menggabungkan data TTV dengan analisis kecepatan radial bintang. Dengan menggunakan teleskop Automated Planet Finder di Lick Observatory di Mount Hamilton California dan High-Resolution Echelle Spectrometer di WM Keck Observatory di Mauna Kea Hawaii, mereka dapat mendeteksi sedikit variasi gerak bintang melalui pergeseran merah dan pergeseran biru dari efek Doppler – yang mana membantu mereka menentukan pembacaan massa planet dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Untuk mendapatkan informasi yang tepat tentang planet-planet di tata surya ini, tim membuat model komputer menggunakan ratusan pengukuran kecepatan radial yang dilapiskan pada data TTV. Penulis utama Corey Beard, seorang Ph.D. kandidat dalam bidang fisika, mengatakan bahwa menggabungkan kedua jenis pembacaan ini menghasilkan lebih banyak pengetahuan tentang sistem dibandingkan sebelumnya.

“Diperlukan banyak percobaan dan kesalahan, namun kami sangat senang dengan hasil kami setelah mengembangkan salah satu model sistem planet paling rumit di dunia. planet ekstrasunya literatur hingga saat ini,” kata Beard.

Wawasan dan Arah Penelitian Masa Depan

Banyaknya jumlah planet merupakan salah satu faktor yang menginspirasi tim astronomi untuk melakukan penelitian lebih lanjut, menurut rekan penulis Paul Robertson, profesor fisika & astronomi UCI.

“Kami memandang TOI-1136 sangat menguntungkan dari sudut pandang penelitian, karena ketika suatu sistem memiliki banyak exoplanet, kita dapat mengendalikan dampak evolusi planet yang bergantung pada bintang induknya, dan itu membantu kita fokus pada mekanisme fisik individu yang menyebabkannya. ke planet-planet ini yang memiliki sifat seperti itu,” katanya.

Robertson menambahkan bahwa ketika para astronom mencoba membandingkan planet-planet di tata surya yang berbeda, ada banyak variabel yang dapat berbeda berdasarkan sifat berbeda dari bintang-bintang dan lokasinya di berbagai bagian galaksi. Dia mengatakan bahwa melihat exoplanet dalam sistem yang sama memungkinkan studi tentang planet-planet yang pernah mengalami sejarah serupa.

Berdasarkan standar bintang, TOI-1136 masih muda, baru berusia 700 juta tahun, fitur lain yang menarik perhatian para pemburu planet ekstrasurya. Robertson mengatakan bahwa bintang remaja “sulit dan istimewa” untuk diajak bekerja sama karena mereka sangat aktif. Magnetisme, bintik matahari, dan jilatan api matahari lebih umum dan intens pada tahap perkembangan bintang ini, dan radiasi yang diakibatkannya meledakkan dan membentuk planet, sehingga memengaruhi atmosfernya.

Planet ekstrasurya TOI-1136 yang telah dikonfirmasi, TOI-1136 b hingga TOI-1136 g, dikategorikan sebagai “sub-Neptunus” oleh para ahli. Robertson mengatakan yang terkecil berukuran lebih dari dua kali jari-jari Bumi, dan yang lainnya berukuran hingga empat kali jari-jari Bumi, sebanding dengan ukurannya. Uranus Dan Neptunus.

Semua planet ini mengorbit TOI-1136 dalam waktu kurang dari 88 hari yang dibutuhkan Merkurius untuk mengelilingi matahari bumi, menurut penelitian tersebut. “Kami mengemas seluruh tata surya ke dalam wilayah di sekitar bintang yang sangat kecil sehingga seluruh sistem planet kita berada di luarnya,” kata Robertson.

“Mereka adalah planet yang aneh bagi kita karena kita tidak memiliki planet yang persis seperti mereka di tata surya kita,” kata rekan penulis Rae Holcomb, seorang Ph.D. kandidat dalam fisika. “Tetapi semakin kita mempelajari sistem planet lain, sepertinya mereka adalah jenis planet yang paling umum di galaksi.”

Komponen aneh lainnya pada tata surya ini adalah kemungkinan adanya planet ketujuh yang belum terkonfirmasi. Para peneliti telah mendeteksi beberapa bukti adanya gaya resonansi lain dalam sistem. Robertson menjelaskan, ketika planet-planet mengorbit berdekatan satu sama lain, mereka dapat saling tarik menarik secara gravitasi.

“Saat Anda mendengar akord dimainkan pada piano dan terdengar bagus bagi Anda, itu karena ada resonansi, atau bahkan jarak, di antara nada-nada yang Anda dengar,” katanya. “Periode orbit planet-planet ini memiliki jarak yang sama. Saat planet ekstrasurya beresonansi, kapal tunda selalu berada dalam arah yang sama. Hal ini dapat menimbulkan efek destabilisasi, atau dalam kasus khusus, dapat menyebabkan orbit menjadi tidak stabil lagi stabil.”

Robertson mencatat bahwa survei tersebut tidak menjawab semua pertanyaan timnya tentang planet ekstrasurya dalam sistem ini, namun justru membuat para peneliti ingin menimba ilmu tambahan, khususnya tentang komposisi atmosfer planet. Penyelidikan tersebut paling baik dilakukan melalui kemampuan spektroskopi canggih milik NASA Teleskop Luar Angkasa James Webbdia berkata.

“Saya bangga bahwa Lick Observatory UCO dan Keck Observatory terlibat dalam karakterisasi sistem yang sangat penting ini,” kata Matthew Shetrone, wakil direktur UC Observatories. “Memiliki begitu banyak planet berukuran sedang dalam sistem yang sama benar-benar memungkinkan kita menguji skenario pembentukannya. Saya sangat ingin tahu lebih banyak tentang planet-planet ini! Mungkinkah kita menemukan dunia batuan cair, dunia air, dan dunia es di tata surya yang sama? Ini hampir terasa seperti fiksi ilmiah.”

Untuk informasi lebih lanjut mengenai penelitian ini, lihat Eksoplanet yang Ditemukan di Sekitar Bintang Baru Mengungkap Rahasia Pembentukan Planet.

Referensi: “Survei TESS-Keck. XVII. Pengukuran Massa yang Tepat dalam Sistem Planet Transit Multiplisitas Tinggi yang Muda Menggunakan Kecepatan Radial dan Variasi Waktu Transit” oleh Corey Beard, Paul Robertson, Fei Dai, Rae Holcomb, Jack Lubin, Joseph M. Akana Murphy, Natalie M. Batalha, Sarah Blunt , Ian Crossfield, Courtney Dressing, Benjamin Fulton, Andrew W. Howard, Dan Huber, Howard Isaacson, Stephen R. Kane, Grzegorz Nowak, Erik A Petigura, Arpita Roy, Ryan A. Rubenzahl, Lauren M. Weiss, Rafael Barrena, Aida Behmard, Casey L. Brinkman, Ilaria Carleo, Ashley Chontos, Paul A. Dalba, Tara Fetherolf, Steven Giacalone, Michelle L. Hill, Kiyoe Kawauchi, Judith Korth, Rafael Luque, Mason G. MacDougall, Andrew W. Mayo, Teo Močnik , Giuseppe Morello, Felipe Murgas, Jaume Orell-Miquel, Enric Palle, Alex S. Polanski, Malena Rice, Nicholas Scarsdale, Dakotah Tyler dan Judah Van Zandt, 29 Januari 2024, Jurnal Astronomi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad1330

Bergabung dengan Robertson dan Beard dalam penelitian ini adalah para peneliti dari Institut Astrofisika Kepulauan Canary Spanyol; Institut Teknologi California; Swedia Universitas Teknologi Chalmers; Universitas Johns Hopkins di Maryland; Universitas La Laguna di Spanyol; Universitas Lund Swedia; Universitas Nicolaus Copernicus Polandia; New Jersey Universitas Princeton; Universitas Ritsumeikan Jepang; Institut SETI California; Institut Sains Teleskop Luar Angkasa Maryland; Universitas California, Santa Cruz; itu Universitas California, Berkeley; Universitas California, Los Angeles; Universitas California, Riverside; Universitas Hawaii; itu Universitas Chicago; Universitas Kansas; Universitas Notre Dame di Indiana; Universitas Queensland Selatan Australia; dan Connecticut Universitas Yale. Pendanaan disediakan oleh WM Keck Foundation, NASA dan National Science Foundation.