Tenaga surya ultra-ringan dengan inti besar

Semakin kecil dan ringan sebuah planet ekstrasurya, semakin sulit untuk melacaknya menggunakan metode umum. Para astronom kini telah menemukan salah satu exoplanet berbatu paling ringan dan terkecil yang diketahui sekitar 31 tahun cahaya jauhnya. Planet GJ 367b seukuran Mars dan hanya setengah massa Bumi. Dari rasio massa dan volume, para peneliti menyimpulkan bahwa inti besi dari planet ekstrasurya ini harus menempati sebagian besar interiornya – mirip dengan Merkurius, inti membentuk 80 persen dari diameter. Namun, GJ 367b tidak bersahabat dengan kehidupan: karena mengorbit di dekat bintangnya, katai merah, suhu permukaannya mencapai 1.500 derajat.

Sejak penemuan planet ekstrasurya pertama pada 1990-an, para astronom telah melacak ribuan dunia lain di sekitar bintang-bintang eksotis. Beberapa terungkap oleh efek gravitasi pada bintang mereka, yang lain membuat diri mereka terlihat oleh fakta bahwa mereka lewat tepat di depan bintang mereka dan dengan demikian menjadi gelap secara berkala. Secara umum, eksoplanet besar yang dekat dengan bintangnya lebih mudah ditemukan menggunakan metode ini daripada planet kecil. Planet berbatu seukuran Bumi atau bahkan lebih kecil, yang sangat menarik bagi astronomi, sulit dideteksi, karena mereka hanya memberikan efek gravitasi rendah pada bintangnya dan dengan bintang terang, transit seringkali sulit dan sulit dilihat dalam kurva cahaya.

Telltale mengembara di sekitar kurcaci merah

Tapi katai merah – jenis bintang yang sangat umum, terutama di lingkungan kosmik kita yang dekat, memberikan peluang yang lebih baik untuk melacak objek kecil seperti itu ke planet. Bintang-bintang yang relatif dingin ini bersinar samar-samar kurang dari 60 persen radius Matahari. “Sinyal transit untuk planet yang mengorbit bintang kerdil M relatif lebih besar daripada planet dengan ukuran yang sama di sekitar bintang mirip Matahari,” Christine Lamm dari Technical University of Berlin dan rekan menjelaskan. Ini membuka peluang untuk mengidentifikasi bahkan planet yang sangat kecil yang mengorbit di dekat bintang mereka. Para astronom telah menemukan calon sub-Bumi semacam itu dengan bantuan Transiting Exoplanet Survey (TESS) yang jaraknya hanya 31 tahun cahaya.
Pengamatan menunjukkan bahwa mungkin ada planet di sekitar katai merah terdekat GJ 367 dengan ukuran hanya 0,75 jari-jari Bumi.

Untuk menyelidiki kecurigaan ini dan mempelajari lebih lanjut tentang planet ekstrasurya yang potensial ini, Lamm dan timnya mengevaluasi lebih banyak data TESS dan juga mengamati kandidat planet dan bintangnya menggunakan spektrometer HARPS dari Observatorium La Silla Observatorium Eropa Selatan di Chili. “Kami menjalankan beberapa tes untuk memastikan kandidat ini tidak positif palsu,” jelas mereka. Tetapi pengamatan baru mengkonfirmasi bahwa cahaya katai merah secara teratur menjadi gelap setiap 0,32 hari. Dari durasi dan bentuk penurunan kurva cahaya ini, para astronom menyimpulkan bahwa bayangan ini pasti berasal dari sebuah planet.

Kecil, padat dan sangat panas

Seperti yang ditunjukkan oleh analisis, ada sebuah planet di sekitar katai merah dengan diameter sekitar 9.000 km – hampir tidak lebih besar dari Mars. Dengan hanya sekitar 0,55 massa Bumi, GJ 367b juga merupakan salah satu exoplanet paling ringan yang diketahui hingga saat ini. “Dari penentuan radius dan massa yang tepat, kami menyimpulkan bahwa GJ 367b pastilah planet berbatu,” kata Lamm. “Itu milik sub-bumi terestrial dan membawa kita selangkah lebih maju dalam mencari bumi kedua.” Dalam hal iklim, GJ 367b tidak persis seperti Bumi. Ia mengorbit bintangnya dalam orbit yang sangat dekat dan hanya membutuhkan waktu 0,32 hari untuk satu kali mengorbit – jadi satu tahun di dalamnya hanya membutuhkan waktu sekitar delapan jam. Meskipun bintang pusatnya relatif dingin dan redup, planet ini menerima radiasi 576 kali lebih banyak dari bintangnya daripada Bumi. Akibatnya, suhu di sisi siang hari hampir 1500 °C. “Cukup panas untuk melelehkan atau menguapkan silikat dan besi metalik,” jelas para astronom.

Dari massa dan ukuran GJ 367b, para peneliti juga dapat menentukan kerapatan planet tersebut. Ini adalah 8,1 gram per sentimeter kubik, yang jauh lebih tinggi daripada planet ekstrasurya lain dengan ukuran yang sama. “Kepadatan yang lebih tinggi menunjukkan bahwa planet ini didominasi oleh inti besi,” jelas rekan Lamm, Szilard Sismadia. Menurut perhitungan tim, inti mineral ini dapat menempati 85 persen radius planet. “Dalam hal ini menyerupai Merkurius, yang membedakan besi dan nikel secara tidak proporsional dari semua benda langit lainnya di tata surya.” Lingkaran belum dijelaskan.

Cowell: Christine Lamm (TU Berlin) dkk, Sains, doi: 10.1126/sains. aay3253

© wissenschaft.de – Nadia Podebregaard