Sampai baru-baru ini, kami mengira tata surya kita adalah prototipe, bersama dengan mana sistem planet lain harus dibangun. Kami mengira ada dua kelas planet: dunia padat, yang kami temukan berkerumun di pedalaman, dan raksasa gas yang lebih jauh. Mulai tahun 1990-an, kami mulai mendeteksi planet di dekat bintang lain, dan kemudian kami menemukan bahwa tata surya kita tidak sepenuhnya normal. Dalam makalah baru yang diterima untuk publikasi minggu ini, dua astrofisikawan di Universitas Columbia mencoba mencari tahu mengapa.
Ternyata memiliki planet padat kecil di tata surya bagian dalam dan raksasa gas besar di luar tidak sepenuhnya normal. Raksasa gas dan planet berbatu dapat ditemukan di mana-mana, dan planet besar memiliki peluang yang sama untuk lebih dekat ke bintangnya seperti planet kecil. Planet-planet yang kami temukan telah menunjukkan bahwa tidak ada yang mencegah raksasa gas menjadi "Jupiter panas", bahkan lebih - mereka sering melakukannya. Kejutan kedua bahkan lebih mengejutkan, dan karena itu sepadan dengan karya perintis observatorium luar angkasa Kepler NASA. Meskipun dunia padat seukuran Bumi - lebih besar dan lebih kecil - sama lazimnya dengan dunia seukuran Neptunus dan Jupiter, ada planet kelas ketiga, yang paling umum dari semuanya. Di antara ukuran Bumi dan Neptunus, ada opsi yang kami abaikan: super-bumi (atau mini-neptunus). Dan ternyata, super-earth lebih besar dari planet mana pun.
Pertanyaan pertama yang muncul: mengapa kelas dunia menakjubkan ini begitu padat penduduknya? Tetapi ketika model formasi planet kita di dekat bintang meningkat, kita mulai melihat bahwa bersama dengan planet yang masih hidup, distribusi yang mulus muncul. Dunia yang terlalu kecil, biasanya, diserap, dibuang, atau dilemparkan ke Matahari oleh benda lain. Saat massa planet meningkat, begitu pula kemungkinan kelangsungan hidup mereka. Semakin masif dunia - lebih disukai tiga kali lebih masif dari Bumi - semakin besar kemungkinan tarikan gravitasinya akan membungkusnya dengan hidrogen dan helium. Dunia massa menengah ini seharusnya berada di antara planet berbatu dan raksasa gas. Tetapi jika Anda mencari dunia yang semakin masif, Anda akan melihat bahwa semakin sedikit dunia itu. Alam semesta tidak menghasilkan terlalu banyak dunia masif hanya karena memiliki bahan mentah. Diperlukan 317 planet kita untuk membentuk Jupiter saja.
Ketika pemahaman kita tentang pendidikan planet meningkat, kita mulai memiliki pertanyaan mendasar. Jika bumi super adalah jenis dunia yang paling umum, lalu apa yang istimewa tentang tata surya sehingga kita tidak memiliki satu pun bumi super? Opsinya menarik tapi mengecewakan:
- Bumi super muda yang terbentuk, tetapi tidak bertahan, mungkin telah terlempar keluar seiring dengan migrasi planet-planet raksasa.
- Seluruh tata surya bagian dalam terbentuk sebelum Yupiter bergerak keluar, dan dunia padat ternyata kecil, karena terbentuk terlambat, ketika semua materi telah habis.
- Raksasa gas kita yang sangat besar dan Matahari merebut materi pembentuk planet pertama, tidak menyisakan peluang untuk bumi super.
Namun, menggunakan perkembangan terbaru dalam peramalan probabilistik, ilmuwan Jinjin Chen dan David Kipping memberikan penjelasan baru, menarik, dan lengkap. Mungkin kami salah besar.
Video promosi:
Dalam kebanyakan kasus, saat kami mengamati planet, kami mengetahui massa atau jari-jarinya, tetapi tidak pada kedua parameter tersebut pada saat yang sama. Tetapi tanpa mengetahui satu parameter pun, mustahil untuk memahami dunia seperti apa yang kita hadapi, dengan benda padat seperti Bumi atau dengan gas seperti Neptunus. Bayangkan dua dunia yang sama sekali berbeda, masing-masing tiga kali lebih besar dari Bumi: satu memiliki inti padat 2,8 massa Bumi dengan cangkang tipis gas di sekitarnya, dan yang lain memiliki inti padat 1,5 massa Bumi dan jumlah gas yang sama di atmosfer. Planet pertama akan mirip dengan Bumi, tetapi pada kenyataannya ia adalah Bumi super: lebih besar, lebih masif, dan dengan atmosfer yang lebih tipis. Planet kedua akan lebih seperti mini-neptunus: 10.000 kilometer "atmosfer" di atas permukaan padat ke segala arah, dan tekanan di permukaan akan langsung menghancurkan kehidupan apa pun yang kita kenal.
Temuan Chen dan Kipping memungkinkan kita menarik garis secara akurat antara Bumi-super dan Neptunus mini. Mereka mempresentasikan skema penilaian yang jauh melampaui perkiraan mengerikan kami sebelumnya. Varian mereka:
- Setiap dunia dengan berat kurang dari 2,0 ± 0,6 Bumi kemungkinan besar berbentuk padat.
- Setiap dunia antara 2,0 dan 130 massa Bumi akan menjadi seperti Neptunus.
- Benda yang lebih masif dari 8% Matahari kita akan menjadi bintang.
- Itu saja. Klasifikasi lain, menurut astrofisikawan, akan sangat tidak masuk akal.
Ini juga memberitahu kita bahwa sebagian besar dunia yang kita sebut "tanah super" sebenarnya terletak di ujung dunia mirip neptunus bermassa rendah, membenarkan kecurigaan yang sudah lama ada. Untuk planet yang ditemukan dengan metode transit, dunia padat dengan massa 2.0 Bumi akan memiliki radius sekitar 25% lebih besar dari Bumi; jika lebih, itu hampir pasti akan menjadi dunia seperti neptunus dengan cangkang hidrogen-helium yang sangat besar.
Dan tahukah Anda mengapa tidak ada bumi super di tata surya kita? Karena dengan massa 50% dan 40% dari ambang transit ini, Bumi dan Venus adalah Bumi super yang kita cari: planet padat dengan massa besar. "Kelas" planet berikutnya adalah dunia seperti neptunus, dan kita memiliki tiga di antaranya.
"Sejumlah besar planet yang ditemukan dengan massa 2-10 Bumi sering dikutip sebagai bukti bahwa bumi super sangat umum dan tata surya kita ternyata tidak biasa," tulis para penulis. “Namun, jika perbatasan antara dunia terestrial dan Neptunus digeser menjadi 2 massa terestrial, tata surya tidak akan menjadi luar biasa lagi. Menurut definisi kami, hanya tiga dari delapan planet di tata surya yang merupakan dunia Neptunus, yang merupakan jenis planet paling umum di sekitar bintang tipe surya lainnya."
Dengan kata lain, memang benar bahwa tidak ada planet di tata surya kita yang memiliki massa dua hingga sepuluh massa Bumi, dan ini jarang terjadi. Tetapi ini bukanlah cara terbaik untuk mengklasifikasikan planet; mereka hanyalah bagian dari jangkauan dunia Neptunus, dan kami memiliki tiga di antaranya. Ternyata kami salah total tentang masalah kehilangan tanah super. Jika kita pertimbangkan dengan benar, maka akan ada dua kesimpulan menarik: yang kita sebut super-bumi sama sekali tidak mirip Bumi, dan tidak ada masalah, karena tidak ada yang hilang di tata surya kita.
ILYA KHEL
