EKSTRASOLAR PLANET

 Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter , Saturnus, Uranus, Neptunus adalah delapan planet yang berada di dalam tata surya. Namun banyak orang yang belum mengetahui keberadaan planet di luar tata surya. Planet inilah yang disebut ekstrasolar planet atau disingkat menjadi eksoplanet.

          Eksoplanet merupakan objek yang sangat menarik perhatian astronom saat ini. Karena keberadaannya menimbulkan rasa penasaran terhadap planet-planet yang ada di bintang lain tersebut, misalnya apakah planet tersebut dapat dihuni oleh manusia, seperti apa kondisi di sana, dan sebagainya. Dari data yang dikumpulkan oleh Jean Schneider dari Paris Observatory, hingga14 April 2012, telah ditemukan 763 eksoplanet. Sebagian besar telah terdeteksi melalui metode pengamatan langsung kecepatan radial (radial velocity) dan metode-metode lainnya selain penginderaan.

          Secara resmi, penemuan eksoplanet pertama yang diakui adalah dua planet yang mengorbit pulsar PSR 1257+12 yang ditemukan oleh Aleksander Wolszczan dan Dale Frail pada tahun 1992. Namun sebenarnya, pada tahun 1988, Bruce Campbell mengumumkan bahwa ia telah menemukan planet yang mengorbit bintang Gamma Chepei. Karena adanya wacana bahwa planet tersebut mungkin saja merupakan bintang katai cokelaat (objek yang bermassa antara planet dan bintang), maka muncullah keraguan bahwa itu bukan planet pada tahun 1992. Akan tetapi, dengan adanya penelitian-penelitian yang didukung oleh teknologi yang lebih canggih dan detail, akhirnya pada tahun 2003, planet tersebut diakui sebagai eksoplanet.

           Pada tanggal 6 Oktober 1995, Michel Mayor dan Didier Queloz dari University of Geneva menemukan sebuah planet yang mengorbit bintag 51 Pegasi yang merupakan bintang yang berukuran hampir sama dengan ukuran matahari. Yang mengejutkan dari penemuan ini adalah ukuran planet yang mengorbit 51 Pegasi tersebut berukuran hampir seperti Jupiter, namun jarak antara planet tersebut dan bintang induknya lebih dekat daripada jarak Matahari dengan planet Merkurius. Sebuah keadaan yang sangat kontras dengan kondisi tata surya kita.

            Pendeteksian keberadaan planet-planet di luar tata surya cukup sulit dilakukan.z Hal tersebut dikarenakan sumber cahaya yang terpancar dari planet-planet tersebut sangat redup dibandingkan dengan bintang induknya. Jika dalam pencarian eksoplanet hanya berdasarkan kuat cahaya yang diterima dari planet itu di bumi, maka pencarian akan sulit dilakukan. Karena teknologi pendukung untuk menghitung cahaya yang dating, seperti kamera CCD dan teleskop yang ada saat ini,  hanya dapat menangkap gambar eksoplanet secara langsung hanya pada kondisi tertentu, yaitu saat planet yang diamati sangat besar dan berada jauh dari bintang induknya atau planet tersebut sangat panas sehingga memancarkan radiasi inframerah intens. Oleh sebab itu, dibutuhkan metode-metode lain yang dapat membantu dalam pencarian planet di luar tata surya tersebut.

            Hingga saat ini telah ditemukan beberapa metode yang telah terbukti bisa digunakan dalam menemukan planet-planet di luar tata surya.  Metode-metode yang dapat digunakan adalah,

• Astrometri

Metode ini dilakukan dengan mengukur posisi bintang di langit dari waktu ke waktu. Jika dalam pengamatannya ternyata bintang tersebut bergerak secara spiral, maka dapat diindikasikan bahwa bintang tersebut memiliki pasangan yang tak terlihat untuk mengorbit. Pasangan yang tak terlihat tersebut bisa berupa blackhole hingga planet. Jika massa dari pasangan yang tak terlihat tersebut sangat kecil, bisa diperkirakan bahwa pasangan tak terlihat tersebut merupakan planet yang mengorbit bintang tersebut sehingga menyebabkan bintang induknya berevolusi terhadap suatu titik. Revolusi bintang tersebut merupakan akibat dari gravitasi dari planet yang diimbingai dengan gaya sentrifugal sehingga bintang itu berputar terhadap satu titik tertentu.

Gambar 2: Hasil Astrometri bintang yang memiliki planet.

• Kecepatan Radial atau Metode Doppler

Metode ini berdasarkan sifat aneh yang dimiliki oleh gelombang, yaitu efek Doppler. Doppler menyatakan bahwa jika gelombang elektromagnetik dilepaskan oleh benda yang bergerak relatif terhadap suatu acuan yang diam, maka panjang gelombang yang diamati oleh benda yang diam tersebut akan mengalami pergeseran. Besar pergeserannya bergantung pada kecepatan dari sumber yang melepaskan tersebut. Jika sumber bergerak menjauh, maka panjang gelombang yang diamati akan semakin panjang. Sebaliknya, jika sumber bergerak mendekat, maka panjang gelombang elektromagnetik yang diamati akan menjadi semakin pendek.

Dengan dasar efek Dopler tersebut, maka para astronom bisa menemukan adanya planet di sekitar bintang yang lain. Jika sebuah bintang diamati, lalu kecepatan radialnya berubah-ubah secara periodik, maka  dapat diperkirakan, bintang tersebut berputar pada suatu titik.Seperti halnya pada cara astrometri, maka jika bintang berputar pada suatu titik, dapat diperkirakan bahwa bintang tersebut mempunyai pasangan. Kandidatnya bisa berupa blackhole, katai cokelat, hingga planet tergantung dari massa objek tersebut. Jika massanya kecil, dapat diperkirakan, objek tersebut merupakan sebuah planet yang mengorbit bintang tersebut.

Gambar 3: Pendeteksian eksoplanet dengan metode kecepatan radial.

• Metode Transit

Metode ini sangat mudah untuk dipahami. Analogi dari metode ini adalah seperti sebuah senter. Saat senter dinyalakan dan diarahkan ke tembok, di tembok akan ada cahaya dari senter. Jika di depan senter kita lewatkan sebuah benda tak bercahaya yang lebih kecil dari ukuran senter, maka di tembok aka nada bayangan yang artinya cahaya yang sampai ke tembok akan berkurang karena dihalangi oleh benda yang lewat tersebut.

Begitu pula pada cahaya bintang. Jika suatu planet melintasi (atau transit) di depan bintang induknya, maka pancaran cahaya bintang itu sedikit berkurang karena terhalang oleh planet tersebut. Namun perlu diingat, bahwa planet selalu mengorbit bintang, sehingga pengurangan cahaya dari planet yang melintas akan terjadi pada periode yang tetap dan pengurangan intensitas cahaya yang tetap. Tingkat cahaya bintang yang berkurang tersebut tergantung pada ukuran bintang itu sendiri dan ukuran planet yang melintasinya.

Metode ini merupakan metode yang banyak digunakan untuk mencari eksoplanet. Lebih dari 100 planet dengan massa sekitar 0.2 massa Jupiter – 13 massa Jupiter ditemukan oleh 6 grup yang berbeda yang menggunakan metode ini.

Sekitar 20% planet-planet yang ditemukan dengan metode ini berukuran hampir seperti ukuran Jupiter, namun jaraknya sangat dekat dengan bintang induknya. Karena keadaan yang demikian, orang-orang menyebutnya sebagai “hot Jupiter”.

Gambar 4: Metode transit.

• Metode Gravitational Microlensing

Microlensing dapat terjadi ketika medan gravitasi dari sebuah bintang bertindak sebagai lensa. Karena bertindak seperti sebuah lensa, maka bintang tersebut dapat memperkuat cahaya dari bintang yang berada jauh. Jika terdapat planet-planet yang mengorbit pada bintang tersebut, planet-planet tersebut  dapat menyebabkan anomali dalam pengukuran. Jadi, jika terjadi anomali dalam pengukuran penguatan cahaya bintang yang jauh oleh bintang yang dekat, maka dapat diprediksikan bahwa bintang yang dekat itu terdapat sebuah planet yang mengorbitnya.

Gambar 5: Pendeteksian eksoplanet dengan metode gravitational microlensing.

• Pulsar

Metode ini merpakan metode yang dilakukan oleh Aleksander Wolszczan dan Dale Frail untuk menemukan planet yang ada di luar tata surya.Sebuah pulsar merupakan sisa dari bintang yang dulunya bermassa besar yang telah meledak sebagai Supernova lalu tersisa bagian yang berukuran kecil, sangat padat, terdiri dari neutron saja, dan berotasi sangat cepat.

Pulsar memancarkan gelombang radio secara teratur ketika berotasi. Anomali sedikit saja dalam sinyal-sinyal radio yang memancar dapat digunakan untuk melacak perubahan pada pulsar dari gerakan yang disebabkan oleh keberadaan planet-planet.

Namun, metode ini dirasa kurang efektif dalam mencari planet di luar tata surya.Dengan metode ini, hanya ditemukan 5 planet dari 3 pulsar yang berbeda. Sehingga, sejak 2011, metode ini tidak lagi dipakai untuk mencari planet di bintang lain.

• Metode Circumstellar disks

Metode ini tidak untuk menemukan sebuah planet di luar tata surya. Tetapi, metode ini dapat memberikan sebuah kesimpulan bahwa dulunya terdapat sebuah planet yang mengitari bintang tesebut.

Terkadang sebuah bintang memiliki cincin debu yang mengitarinya. Debu-debu tersebut dapat dideteksi pada panjang gelombang merah. Debu-debu inilah yang diperkirakan bahwa dulu merupakan sebuah planet yang kemudian pecah menjadi serpihan-serpihan debu.

             Pada saat sekarang ini, pencarian eksoplanet banyak dilakukan di bintang-bintang yang ukurannya hampir sama seperti ukuran matahari. Untuk bintang-bintang bermassa besar dan bertemperatur tinggi, sangat sulit dilakukan untuk mencari planet. Hal ini dikarenakan rotasi bintang tersebut yang sangat cepat sehingga sulit untuk mendeteksi adanya pergeseran Doppler jika menggunakan variasi kecepatan radial dari bintang. Selain itu, bintang bermassa besar dan bertemperatur tinggi yang sering disebut bintang massive biru, memiliki intensitas cahaya yang sangat tinggi, sehingga perubahan cahaya yang sangat kecil jika menggunakan metode transit sangat sulit dilakukan karena keterbatasan teknologi untuk mendeteksi perubahan intensitas cahaya yang terlalu kecil. Dari dasar pemikiran inilah yang membuat orang-orang lebih memfokuskan untuk mencari planet pada bintang-bintang yang berotasi lambat, yaitu bintang-bintang seukuran matahari atau bisa juga bintang-bintang raksasa yang temperatur permukaannya rendah, yang disebut oleh para astronom sebagai “Red Giant Star”.

             Pertanyaan selanjutnya setelah diketahui bahwa ada planet di bintang tersebut adalah apakah planet tersebut mungkin bisa dihuni atau tidak? Untuk menjawab hal tersebut, planet layak huni harus memenuhi syarat utama, yaitu tersedianya air. Ketersediaan air bisa dilihat dari komposisi penyusun dari planet-planet itu dan temperatur permukaannya.

             Untuk menentukan komposisi dari planet-planet tersebut sangatlah sulit dan bergantung pada keadaan orbit planet. Jika planet itu bisa dideteksi dengan metode transit dan metode kecepatan radial secara bersamaan, maka bisa dihitung massa dan radius dari planet tersebut. Sehingga, kerapatan eksoplanet tersebut bisa ditentukan. Kerapatan dari eksoplanet akan memberikan sebuah informasi penting, yaitu apakah planet itu merupakan planet Jovian (planet yang komposisinya seperti komposisi panet Jupiter yaitu berupa gas), ataukah planet tersebut merupakan planet terrestrial (planet yang komposisi zatnya mirip bumi yaitu berupa batuan).

              Temperatur permukaan dapat diperkirakan berdasarkan intensitas cahaya yang diterima oleh planet dari bintang induknya. Contoh planet yang diprediksikan temperaturnya adalah planet OGLE-2005-BLG-390Lb yang diperkirakan temperatur permukaannya sekitar 2200C atau sekitar 500K. Contoh lain adalah planet HD 189733b yang diperkirakan memiliki temperature sekitar 9320C.

              Selajutnya, saat komposisi planet dan temperaturnya mendukung untuk bisa dihuni, maka yang dicari adalah komposisi air yang ada di planet tersebut. Jika ada, kemungkinan besar planet tersebut bisa dihuni. Pada tahun 2010, Gilesse 581 g diklaim bahwa planet tersebut sangat mirip dengan bumi dan dapat dihuni. Namun keberadaan planet tersebut patut dipertanyakan karena “The Extrasolar Planets Encyclopedia” tidak mengkonfirmasi adanya planet tersebut di dalam database nya. Data dari “Habitable Exoplanets Catalog” memperkirakan adanya potensi planet yang mirip bumi sebanyak empat buah dari total 725 eksoplanet yang diakui tanggal 14 Januari 2012.

              Tarik ulur antar astronom untuk menentukan apakah planet tersebut merupakan planet yang layak dihuni atau bukan akan terus berlanjut. Perbedaan ini mungkin akan tereduksi sejalan dengan munculnya teknologi-teknologi baru yang mendukung untuk observasi-obsevasi berikutnya yang dapat memberikan informasi yang lebih detail.