Teleskop Luar Angkasa Kepler telah menemukan 20 exoplanet baru yang mengorbit bintang-bintang kecil yang redup. Lima diantaranya berada di dalam zona layak huni. Artinya, di mana bisa ada air cair dan kehidupan itu sendiri. Tim Kepler mengumumkan hal ini pada pertemuan bersama Divisi Riset Planet dari American Astronomical Society dan European Planetary Congress.
Planet baru seukuran Bumi, terkadang sedikit lebih kecil, terkadang lebih besar, seperti Neptunus (ini disebut super-bumi). Mereka sangat cocok untuk tinggal di sana bahkan untuk kita, tanpa membungkuk karena ketertarikan yang berlebihan dan tanpa terbang jauh ke luar angkasa dari cahaya yang luar biasa. Mereka berputar di sekitar bintang yang sangat kecil - katai oranye dan merah dari kelas K dan M. Bintang-bintang ini adalah parasit yang menghalangi para ilmuwan untuk mengamati sesuatu yang penting. Jadi, bagaimanapun, Courtney Dressing, astronom dari Caltech yang mempresentasikan penemuan itu, membaptis mereka.
Mereka memang ada di mana-mana: hingga tiga perempat bintang di galaksi adalah katai merah. Sekitar 250 jaraknya dekat, dalam jarak 30 tahun cahaya dari Matahari kita (yang sangat besar dibandingkan dengan mereka, sepuluh kali lebih besar). Courtney sendiri, muda dan cantik, bersikeras bahwa planet yang dapat dihuni dicari di dekat bintang yang redup. Dalam beberapa tahun terakhir, ini telah menjadi apa yang sekarang disebut tren atau arus utama.
Jadi, katai merah. Bintang lemah, yang massanya kurang dari sepuluh persen dari massa Matahari, dan suhu fotosfernya 3500 Kelvin dan lebih rendah, yang hampir setengah dari Matahari. Namun, secara hipotetis, mereka dapat hidup selama triliun tahun lagi, yang melampaui cakrawala imajinasi yang paling kejam. Seluruh alam semesta dimulai hanya 13,8 miliar tahun yang lalu. Selama masa ini, banyak bintang lahir dan mati, dan katai berniat untuk hidup ratusan kali lebih lama. Tak satu pun dari fisikawan akan berusaha untuk memprediksi apa yang akan terjadi pada dunia untuk waktu yang lama, tetapi jika semuanya tetap "seperti sebelumnya", maka kehidupan di bintang kelas-M dapat muncul dengan probabilitas tinggi. Jika belum dikandung.
Kepler-20f adalah sebuah exoplanet yang mengorbit bintang Kepler-20 di konstelasi Lyra. Massa - 0,66 massa Bumi. Orbitnya adalah yang keempat dari bintang induk. Setahun di planet ini berlangsung selama 19 hari bumi
Foto: Misi NASA / Kepler
Dalam pencarian kehidupan alien, harapan penduduk bumi bergantian dengan kekecewaan. Tidak ada yang menulis pesan ke pikiran duniawi dari makhluk luar angkasa, tidak ada tempat yang jelas bahkan dari organisme primitif. Berharap Mars - hampir berhenti. Sekarang kami mengharapkan Europa, bulan Jupiter. Tapi yang terpenting dari semua harapan, tentu saja, ada di exoplanet (planet yang mengorbit bintang selain Matahari).
Video promosi:
Exoplanet pertama ditemukan oleh astronom Polandia Alexander Wolschan pada tahun 1990. Dia menghitung bahwa salah satu bintang neutron memiliki dua planet yang lebih besar dari Bumi: satu 3,4 kali, yang lainnya 2,8. Sejak itu, banyak planet telah ditemukan di dekat bintang lain, dan hari ini, bersama dengan kandidat (sinyal yang belum dikonfirmasi), sekitar lima ribu di antaranya telah diketahui.
Lalu apa sensasinya? Fakta bahwa beberapa planet ternyata berukuran mirip Bumi dan berada dalam zona layak huni. Penemuan semacam itu masih jarang, meski ada perasaan bahwa ini dia, sudah dimulai. Misalnya, di musim panas, sebuah planet mirip bumi ditemukan di dekat bintang terdekat kita - katai merah Proxima Centauri. Itu dihitung dari pengamatan La Silla Observatory di Chili.
Namun teleskop Kepler tetap menjadi penyedia utama berita tentang dunia di luar tata surya. Mengapa dia baru-baru ini mulai menemukan begitu banyak planet seukuran Bumi dan super-bumi? Roman Rafikov, profesor astrofisika di Universitas Cambridge (Inggris) dan Institut Studi Lanjutan (Princeton, AS) menjawab pertanyaan ini untuk jurnal kami:
- Saya tidak akan mengatakan bahwa ini adalah tren baru-baru ini. Kepler membukanya hampir dari awal misi, dan ini sudah lima tahun. Dia yang pertama, tentu saja, menemukan planet besar seperti Yupiter, yang memberikan sinyal terkuat saat melewati cakram bintang. Sinyal transit dari planet seperti Bumi secara signifikan, sekali dalam 100, lebih lemah, oleh karena itu, untuk peristiwa seperti itu, Anda perlu melacak banyak transit untuk mengumpulkan statistik. Butuh beberapa waktu, tetapi sejak awal misi, Kepler memberikan planet seperti Neptunus dan ukurannya mirip dengan Bumi.
Bagian dari sistem optik teleskop luar angkasa Kepler
Foto: Misi NASA / Kepler
Pengamatan bintang dengan massa kurang dari Matahari adalah baik karena selama transit, planet kecil menutupi sebagian besar cakram bintang daripada saat transit bintang seperti Matahari. Yaitu, penurunan relatif dalam kecerahan bintang merupakan sinyal selama transit. Oleh karena itu, selalu lebih mudah untuk menemukan planet kecil sekalipun di sana. Ada proyek khusus, misalnya MEarth, yang mengkhususkan diri pada sistem seperti itu.
Apakah ada kehidupan di sana? Pertanyaan pada tahap penelitian saat ini dibagi menjadi dua. Pertama: apakah mungkin pada prinsipnya ada? Kedua: apakah kita dapat mendeteksinya?
Mari kita mulai dengan yang pertama. Zona layak huni adalah konsep yang agak primitif. Itu hanyalah area di sekitar bintang, di mana air di permukaan planet bisa ada dalam bentuk cair. Jangan terlalu dekat agar air berubah menjadi uap, dan tidak terlalu jauh untuk membeku. Ada air - ada reaksi biokimia di dalam sel. Kami memperkenalkan konsep ini karena alasan sederhana bahwa kami belum pernah melihat kehidupan lain selain yang duniawi. Oleh karena itu, kami sedang mencari yang serupa.
Katai merah adalah bintang redup dan dingin. Zona layak huni mereka jauh lebih dekat daripada Matahari. Jika kita tinggal di sana, Bumi harus bergerak di dalam orbit Merkurius untuk mendapatkan panas yang cukup. Dan akan ada masalah. Yang paling jelas adalah radiasi: sinar-X, suar yang kuat. Hanya atmosfer dan, jika terjadi flare, medan magnet dapat melindungi dari hal ini.
Masalah lainnya adalah gravitasi dari tokoh di dekatnya. Gaya pasang surutnya dapat memperlambat rotasi planet dengan cara yang sama seperti Bumi memperlambat Bulan (itulah sebabnya satelit kita selalu berpaling kepada kita dengan satu sisi). Maka akan selalu ada hari yang panas di satu sisi planet, dan malam kosmik yang membeku di sisi lain. Kondisi seperti itu, tentu saja, tidak berkontribusi pada munculnya kehidupan, tetapi ada opsi ketika planet beresonansi dengan gravitasi bintang dan masih berputar, seperti yang terjadi pada Merkurius. Masalah ketiga adalah angin bintang: aliran partikel bermuatan yang keluar dari katai merah dapat dengan mudah meledakkan atmosfer ke luar angkasa selama miliaran tahun.
Planet Proxima b berputar mengelilingi bintang Proxima Centauri di zona layak huni
Foto: ESA / Hubble & NASA
Ada model untuk mengatasi kesulitan ini. Dan karena ada model, maka di suatu tempat di Galaxy mereka dapat direalisasikan. Apalagi jika Anda mempertimbangkan jumlah bintang kecil dan planet di sekitarnya (menurut perkiraan modern, ada lusinan, bahkan ratusan miliar).
Katakanlah ada kehidupan di salah satu planet ini, yang secara biokimia mirip dengan kehidupan di bumi. Apa tanda-tanda menemukannya? Jawabannya adalah: pertama-tama buktikan keberadaan air cair dan atmosfer, kemudian cari penanda biologisnya, yang pertama adalah oksigen bebas. Faktanya adalah oksigen di atmosfer dapat muncul hampir secara eksklusif sebagai hasil fotosintesis oleh organisme hidup. Proses fisik dan kimia, tentu saja, juga menciptakannya, tetapi tidak dalam jumlah yang sedemikian. Beberapa syarat harus dipenuhi agar gas ini muncul dengan sendirinya. Secara umum, jika ada oksigen di atmosfer, maka kemungkinan dihuni sangat meningkat. Sejauh ini, belum ada planet yang ditemukan. Apakah pada prinsipnya mungkin untuk mempelajari atmosfer mereka? Karenanya - dengan teleskop terestrial dan observatorium di dekat ruang angkasa?
“Sesuatu, ternyata, sudah mungkin sekarang,” kata Roman Rafikov. - Misalnya, sistem TRAPPIST-1 yang baru ditemukan berisi tiga planet dengan ukuran orde Bumi, mengorbit dalam orbit pendek - satu setengah dan dua hari untuk dua planet bagian dalam - mengitari bintang katai. Massanya 8%, dan jari-jarinya 11% dari matahari, luminositasnya 2000 kali lebih kecil dari Matahari. Dalam hal ini, bintang tersebut berjarak 40 tahun cahaya dari kita, sangat dekat.
Baru-baru ini, tim peneliti internasional menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble untuk mempelajari atmosfer planet-planet ini menggunakan spektroskopi transmisi. Dalam metode ini, pengamatan dilakukan selama transit - penyerapan cahaya bintang di atmosfer planet pada panjang gelombang yang sesuai dengan unsur kimia di dalamnya diukur. Ini adalah pengamatan yang sangat sulit karena hanya sebagian kecil atmosfer di bagian planet yang terlibat. Dalam hal ini, untuk memperkuat sinyal, para pengamat menunggu hingga kedua planet bagian dalam - yang berada di zona layak huni - melewati cakram bintang pada saat yang bersamaan. Sinyal gabungan mereka diukur. Ide bagus.
Hasilnya menunjukkan bahwa planet-planet ini tidak dapat mengandung atmosfer hidrogen yang diperluas tanpa awan. Tetapi kemungkinan lain tetap ada - misalnya, atmosfer sangat mendung seperti atmosfer Venus atau atmosfer uap air. Jadi, ruang lingkup untuk penelitian lebih lanjut tentang sistem planet ini sangat besar.
Di masa depan, teleskop inframerah Amerika JWST (James Webb Space Telescope, yang rencananya akan beroperasi pada tahun 2018) akan membuat pengamatan semacam itu lebih atau kurang rutin.
Baik? Kami menjaga tinju kami. Kami menunggu.
Cermin teleskop luar angkasa JWST (James Webb Space Telescope)
Foto: NASA