Melihat langit pada malam yang cerah, Anda dapat yakin tentang apa yang nenek moyang kita bahkan tidak curigai: setidaknya satu planet berputar di sekitar hampir setiap bintang.
Dunia di orbit bintang lain disebut "exoplanet" dan berkisar dari raksasa gas raksasa yang lebih besar dari Jupiter hingga planet berbatu kecil seperti Bumi atau Mars. Planet yang jauh bisa menjadi cukup panas untuk logam meleleh di permukaannya, atau bola salju es. Banyak dari mereka berputar begitu cepat dan dekat di sekitar bintang mereka sehingga tahun mereka berlangsung beberapa hari di Bumi. Beberapa mungkin memiliki dua matahari. Ada pengembara yang diusir dari sistem mereka, mereka yang mengembara dalam kegelapan melintasi galaksi.
Bima Sakti adalah keluarga besar bintang-bintang, yang membentang sekitar 100.000 tahun cahaya. Struktur spiral berisi sekitar 400 miliar jiwa, dan Matahari kita ada di antara mereka. Jika masing-masing bintang ini tidak memiliki satu planet di orbitnya, tetapi beberapa, seperti di tata surya, maka jumlah dunia di Bima Sakti hanyalah astronomis: hitungannya mencapai triliunan.
Sistem bintang yang hidup di Bima Sakti. Kredit: ESA / Hubble / ESO / M. Kornmesser.
Selama beberapa abad, umat manusia telah memikirkan kemungkinan keberadaan planet-planet di sekitar bintang-bintang yang jauh, dan sekarang kami mengatakan dengan keyakinan bahwa dunia luar surya memang ada. Tetangga terdekat kita, Proxima Centauri, baru-baru ini menemukan planet berbatu, dan mungkin tidak sendirian. Jaraknya kurang lebih 4,5 tahun cahaya atau 40 triliun kilometer. Namun, sebagian besar exoplanet yang ditemukan terletak ratusan atau ribuan tahun cahaya.
Berita buruk: kami belum bisa menjangkau mereka. Kabar baiknya adalah kita dapat melihatnya, mengukur suhu, "merasakan" atmosfer, dan mungkin segera menemukan tanda-tanda kehidupan yang tersembunyi dalam cahaya redup dari dunia yang jauh ini.
Planet ekstrasurya pertama yang memasuki arena dunia adalah 51 Pegasi b, sebuah "Jupiter panas" yang berjarak 50 tahun cahaya, yang mengorbit sebuah bintang dalam 4 hari Bumi. Titik balik setelah planet ekstrasurya menjadi hal biasa terjadi pada tahun 1995.
Representasi artistik dari jupiter panas. Kredit: ESO.
Video promosi:
Sebelum 51 Pegasi b, ada beberapa calon. Planet ekstrasurya yang sekarang dikenal sebagai Tadmor ditemukan pada tahun 1988. Meskipun keberadaannya dipertanyakan pada tahun 1992 karena tidak cukup bukti, sepuluh tahun kemudian pengamatan tambahan mengkonfirmasi bahwa sebuah planet mengorbit di sekitar Gamma Cepheus A. Kemudian, pada tahun 1992, sistem "planet pulsar" ditemukan. Dunia-dunia ini mengorbit di sekitar bintang mati, pulsar PSR 1257 + 12, yang hidup 2.300 tahun cahaya dari Bumi.
Kita sekarang hidup di alam semesta exoplanet. Jumlah mereka terus meningkat, dan saat ini jumlah planet yang dikonfirmasi di luar tata surya telah melewati garis 3700, tetapi dalam dekade berikutnya, jadwalnya mungkin melonjak menjadi puluhan ribu.
Bagaimana kita sampai pada ini?
Kami berada di ambang penemuan besar. Era eksplorasi awal dan planet ekstrasurya pertama yang dikonfirmasi mengatur panggung untuk fase berikutnya: perburuan dunia yang jauh dengan teleskop yang lebih "waspada" dan canggih di luar angkasa dan di bumi. Beberapa di antaranya telah ditugaskan untuk melakukan sensus penduduk yang akurat, menghitung berbagai ukuran dan jenis exoplanet. Yang lain meneliti dunia individu, atmosfer mereka, dan potensi mereka untuk menopang kehidupan.
Visualisasi langsung dari exoplanet, yaitu gambar aktualnya, memainkan peran yang semakin signifikan, meskipun para ilmuwan telah mencapai tingkat pengetahuan saat ini terutama dengan cara tidak langsung. Dua metode utama adalah goyangan dan gerhana.
Animasi terdiri dari gambar empat exoplanet besar yang mengorbit bintang muda HR 8799. Kredit: Jason Wang / Christian Marois.
Yang pertama didasarkan pada penetapan osilasi bintang yang berbeda di bawah pengaruh gravitasi planet yang mengorbit. Penyimpangan ini menjadi ciri massa exoplanet. Metode ini memungkinkan untuk mengkonfirmasi kandidat pertama, termasuk 51 Pegasi b, dan secara total, dengan mengukur kecepatan radial, sekitar 700 dunia ditemukan.
Tetapi sebagian besar exoplanet ditemukan dengan metode transit, yang didasarkan pada penurunan yang sangat kecil dalam luminositas bintang saat sebuah planet melintasi cakramnya. Strategi pencarian ini menunjukkan ukuran objek. Teleskop Luar Angkasa Kepler NASA, yang diluncurkan pada 2009, telah menemukan sekitar 2.700 eksoplanet yang dikonfirmasi dengan cara ini. Dia masih menemukan dunia baru hingga hari ini, tetapi sayangnya perburuannya akan segera berakhir, karena bahan bakar hampir habis.
Setiap metode memiliki pro dan kontra. Pengukuran kecepatan radial menunjukkan massa planet, tetapi tidak memberikan informasi tentang diameternya. Transit berbicara tentang ukuran dunia ekstrasurya, tetapi tidak memungkinkan penentuan massanya.
Namun, jika beberapa metode digunakan bersama, kita dapat memperoleh data penting tentang sistem planet tanpa visualisasi langsung. Contoh terbaik adalah TRAPPIST-1, sekitar 40 tahun cahaya, di mana tujuh planet seukuran Bumi mengorbit katai merah kecil.
Planet yang mengorbit katai merah sangat dingin TRAPPIST-1 dibandingkan dengan Bumi. Kredit: ESO / M. Kornmesser.
Keluarga TRAPPIST-1 telah dipelajari oleh teleskop darat dan teleskop luar angkasa. Penelitian telah menunjukkan tidak hanya diameter ketujuh planet yang padat, tetapi juga interaksi gravitasi halus mereka satu sama lain. Sekarang kita tahu massa dan diameternya, kita bisa memperkirakan suhu di permukaan dan bahkan menebak warna langit di masing-masingnya. Meskipun masih banyak yang belum diketahui tentang ketujuh planet ini, termasuk apakah mereka tertutup lautan atau kerak es, TRAPPIST-1 telah menjadi sistem bintang yang paling banyak dipelajari selain sistem kita.
Apa berikutnya?
Langkah selanjutnya adalah generasi baru teleskop luar angkasa. Pertama-tama, TESS yang rencananya akan diluncurkan pada 16 April 2018. Instrumen canggih ini akan melakukan survei yang hampir lengkap terhadap bintang terang di dekatnya untuk mencari planet yang sedang transit.
TESS akan memilih kandidat terbaik untuk pemeriksaan lebih dekat oleh James Webb Space Telescope, yang akan pergi ke luar angkasa pada tahun 2020. Penerus Hubble, dengan cermin besarnya, akan mengumpulkan cahaya langsung dari planet itu sendiri, yang kemudian dapat diuraikan menjadi spektrum, semacam kode batang yang menunjukkan gas apa saja yang ada di atmosfer planet ekstrasurya. Sasaran utama teleskop adalah "bumi super".
"Hunter" untuk exoplanet TESS. Kredit: NASA.
Sedikit yang diketahui tentang kelas dunia ekstrasurya saat ini, termasuk apakah mereka dapat dihuni. Alasannya adalah kurangnya analogi bumi super di tata surya. Jika kita beruntung, salah satunya akan menunjukkan tanda oksigen, karbondioksida, dan metana di atmosfernya. Namun, perburuan atmosfer planet seukuran Bumi harus ditunda hingga teleskop antariksa generasi berikutnya pada tahun 2030-an.
Berkat teleskop Kepler, kita sekarang tahu bahwa bintang-bintang di atas kita dikelilingi oleh planet. Dan kita bisa yakin tidak hanya dari berbagai macam tetangga planet ekstrasurya, tetapi juga bahwa petualangan baru saja dimulai.
Roman Zakharov
