Para ilmuwan telah menemukan bahwa beberapa planet dapat bermigrasi menuju inti sistem planetnya pada awal kehidupannya, hal ini mungkin menjelaskan kurangnya planet yang kita lihat yang berukuran sekitar dua kali lebar Bumi.
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah berhasil mengamati banyak exoplanet yang lebih kecil atau lebih besar dari Bumi, namun planet yang berukuran antara 1,6 dan 2,2 kali ukuran bumi kita relatif jarang. Secara khusus, planet ekstrasurya yang didefinisikan sebagai Bumi super atau Neptunus mini tampaknya hilang dari alam semesta. Mereka diklasifikasikan demikian jika ukurannya sedikit lebih besar dari dua kali ukuran planet kita, namun masih lebih kecil dari raksasa es Neptunus.
Ketiadaan planet-planet ini kemudian dikenal sebagai “lembah radius” atau “celah radius” dan telah lama membuat para ilmuwan khawatir.
Namun kini penelitian baru menunjukkan bahwa Bumi super dan Neptunus mini yang “hilang” mungkin saja mengambil jalur berbeda dari lembah radius.
“Enam tahun lalu, analisis ulang data dari teleskop luar angkasa Kepler mengungkapkan kurangnya planet ekstrasurya yang berukuran sekitar dua jari-jari Bumi,” kata Remo Burn, pakar planet ekstrasurya di Institut Astronomi Max Planck, dalam sebuah pernyataan.
Terkait: Kejutan! Planet ekstrasurya anak-anak mungkin lebih mirip Smarties daripada bola
Para ilmuwan telah mengetahui selama bertahun-tahun bahwa planet dapat bergerak menuju atau menjauhi bintang induknya setelah terbentuk, namun yang sebelumnya tidak diketahui adalah seberapa efektif migrasi ini dalam menciptakan lembah radius.
Penjelasan paling umum mengenai lembah ini, kata Burn, berkaitan dengan bintang-bintang yang menyinari planet-planet yang mengelilinginya, menghilangkan atmosfer dunia tersebut dan menyebabkannya menyusut. Namun, teori ini saja tidak memuaskannya. Penjelasan ini mengabaikan pengaruh migrasi planet, jelasnya.
Jadi Burn memimpin tim peneliti yang berangkat untuk menyelidiki apakah migrasi planet dapat melengkapi penjelasan standar dan menjelaskan lebih lanjut mengapa begitu sedikit Bumi super dan Neptunus mini yang terlihat mengorbit dekat bintangnya.
Super-Earth menyusut sementara sub-Neptunus tumbuh
Karena dua planet yang menempati celah radius, super-Bumi dan mini-Neptunus, keduanya tidak ada di tata surya, para ilmuwan tidak dapat mempelajari keduanya secara dekat. Namun, para peneliti cukup yakin bahwa Bumi super adalah planet berbatu atau terestrial, sedangkan Neptunus mini kurang yakin akan sifat-sifatnya.
Para ilmuwan juga sepakat bahwa Neptunus mini, yang juga dikenal sebagai sub-Neptunus, seharusnya memiliki atmosfer yang jauh melebihi atmosfer planet berbatu.
Burn dan timnya ingin mengetahui apakah fakta ini mungkin berperan dalam pembentukan lembah radial, dan apakah keberadaan lembah tersebut mungkin menunjukkan formasi dan evolusi yang sangat berbeda untuk Bumi super dan Neptunus mini.
Burn dan rekan-rekannya menganalisis ulang simulasi yang dilakukan tim pada tahun 2020, dengan mempertimbangkan proses dalam piringan gas dan debu di sekitar bintang muda yang memunculkan planet baru, pembentukan atmosfer, dan migrasi planet.
Hal yang penting dalam simulasi dan pengembangan solusi potensial untuk radius lembah – yang juga mempengaruhi migrasi planet – adalah memahami bagaimana perilaku air dalam berbagai tekanan dan suhu. Hal ini karena parameter ini memungkinkan penghitungan perilaku sub-Neptunus yang lebih realistis.
“Sungguh luar biasa bagaimana, dalam kasus ini, sifat fisik pada tingkat molekuler mempengaruhi proses astronomi skala besar seperti pembentukan atmosfer planet,” kata anggota tim dan direktur MPIA Thomas Henning dalam sebuah pernyataan.
Distribusi ukuran exoplanet menunjukkan kesenjangan antarplanet antara 1,6 dan 2,2 kali ukuran Bumi. (Kredit gambar: R. Burn, C. Mordasini / MPIA)
Tim menemukan bahwa gerakan menuju bintang induk memiliki efek yang sangat berbeda baik pada Bumi super maupun Neptunus mini.
Mini-Neptunus lahir dari bintang induknya di wilayah terluar sistem mereka yang sedingin es. Meskipun beberapa dari planet-planet ini tetap berada di tempat kelahirannya dan menerima radiasi dosis rendah dari bintangnya, material es Neptunus mini yang bermigrasi ke dalam menuju bintangnya akan mencair, tim menyadari.
Hal ini akan menciptakan atmosfer air yang padat di sekitar planet-planet ekstrasurya ini, meningkatkan radiusnya dan menggeser lebarnya melampaui planet-planet dalam celah radius tersebut. Hal ini dimungkinkan karena pengamatan saat ini terhadap dunia di luar tata surya tidak dapat membedakan atmosfer planet ekstrasurya dan benda padat saat menghitung garis lintang. Efek ini, menurut perkiraan para ilmuwan, menyebabkan munculnya planet ekstrasurya sebesar 2,4 kali ukuran Bumi.
Di sisi lain, Bumi super yang bermigrasi menuju bintang induknya atau lahir sangat dekat akan kehilangan atmosfer radiasi intens dari bintangnya. Hal ini akan memaksa dunia kehilangan atmosfer dan menyusut. Menurut tim, efek ini akan menciptakan inti berbatu yang gundul dan menyebabkan ukuran puncak planet ekstrasurya hanya 1,4 kali lebar Bumi.
Sederhananya, ini berarti ketika Neptunus mini keluar dari lembah radius ke satu arah, Bumi super mengevakuasi mereka ke arah yang berlawanan. Dan kedua mekanisme tersebut mengakibatkan kelangkaan planet yang kira-kira dua kali lebar Bumi.
Simulasi yang digunakan tim untuk mengungkap misteri ini dapat berdampak pada bidang ilmu eksoplanet lainnya.
“Jika kami memperluas hasil penelitian kami ke wilayah yang lebih dingin yang airnya berbentuk cair, hal ini dapat mengindikasikan keberadaan dunia air dengan lautan dalam,” Christoph Mordasin, anggota tim dan kepala Divisi Penelitian Luar Angkasa dan Ilmu Planet di Universitas Bern , kata dalam sebuah pernyataan. “Planet-planet tersebut berpotensi menampung kehidupan dan, karena ukurannya, akan menjadi target pencarian biomarker.”
Penelitian tim ini dipublikasikan pada 9 Februari di jurnal Nature Astronomy.
+ There are no comments
Add yours