Liarnya Planet dalam Sistem Upsilon Andromeda

Ketika kita disuguhkan akan sistem keplanetan tentunya pemikiran dan gambaran dalam imajinasi yang muncul adalah sebuah bintang pusat dan planet-planet yang mengitarinya. Planet-planet tersebut dalam gambaran umum tentunya mengorbit sang bintang dalam lintasan yang berada pada satu bidang.

Planet itu orbitnya berbeda ..
Ternyata gambaran umum yang ada selama ini tak bisa menjadi gambaran keseluruhan dari sistem keplanetan karena pada kenyataannya ada sistem yang memiliki gambaran orbit yang berbeda. Penemuan sistem keplanetan yang di luar gambaran tersebut menunjukan keberadaan orbit 2 planet dengan sudut yang tajam satu sama lainnya.

Penemuan mengejutkan dari tim astronom yang dipimpin oleh Barbara McArthur dari The University of Texas di Austin McDonald Observatory, akan sangat mempengaruhi teori evolusi sistem multi planet sekaligus menunjukan suatu kejadian besar yang terjadi dapat mengganggu orbit planet pada sistem tersebut setelah sistem keplanetan ini terbentuk.

Tak hanya itu, penemuan ini juga harus mengubah paradigma berpikir manusia dalam pembelajaran sistem exoplanet di masa depan. Para peneliti tak lagi bisa mengasumsikan semua planet berda pada bidang orbit yang sama dengan bintang induknya.

McArthur dan timnya menggunakan data dari Hubble Space Telescope (HST), Teleskop Hobby-Eberly raksasa dan gabungan beberapa teleskop landas bumi untuk bisa melakukan pengamatan pada sistem keplanetan di sekeliling bintang Upsilon Andromeda.

Upsilon Andromeda Setelah Satu Dekade
Lebih dari satu dekade lalu, tepatnya di tahun 1996, para astronom menemukan 3 planet seukuran Jupiter tengah mengorbit bintang katai putih-kuning Upsilon Andromeda. Upsilon Andromeda berada pada jarak 44 tahun cahaya, sedikit lebih muda, lebih masif dan lebih terang dibanding Matahari.

Hasil kombinasi data dari HST dan hasil pengamatan landas Bumi, massa 2 planet dari 3 planet yang ada di Upsilon Andromeda berhasil ditentukan. Massa Ups And c dan d berhasil diketahui dan tak hanya itu, kedua planet ini memiliki kemiringan orbit 30 derajat satu sama lainnya. Menarik, karena keduanya merupakan pasangan planet pertama yang memiliki inklinasi mutual. Bahkan tim ini berhasil mengindikasi keberadaan planet ke-4 aka planet Ups And e, yang mengorbit sang bintang dari kejauhan.

Evolusi Sistem Upsilon Andromeda
Sebagaimana sistem keplanetan lainnya, sistem di Upsilon Andromeda juga mengalami proses pembentukan yang sama dengan sistem Tata Surya. Perbedaan diduga terjadi pada proses ahir pembentukan yang juga membawa sistem ini memiliki evolusi yang berbeda.

Sistem keplanetan Upsilon Andromeda terbentuk dalam piringan koplanar seperti halnya Tata Surya. Secara umum proses pembentukan sistem keplanetan dimulai dari awan gas raksasa yang runtuh membentuk bintang dan planet-planetnya. Materi yang tersisa kemudian membentuk piringan. Di Tata Surya, terdapat fosil hasil pembentukan tersebut karena orbit ke-8 planet berada pada bidang yang hampir sama.

Tapi tidak demikian dengan sistem di Upsilon Andromeda. Ada sesuatu yang berbeda dalam evolusinya yang menyebabkan terjadinya orbit yang berbeda pada planet-planetnya. Apa itu?

Skenario Kemungkinan
Ada beberapa skenario gravitasi berbeda yang coba ditelaah untuk mendapatkan hasil sistem dengan inklinasi orbit seperti ini. Skenario tersebut meliputi interaksi yang terjadi saat terjadinya migrasi planet ke arah dalam, terlontarnya planet dari sistem saat terjadi penyebaran planet, atau bahkan disebabkan oleh gangguan dari bintang pasangan yakni Upsilon Andromeda B.

Hasil analisa yang dilakukan Barnes, seorang ahli dalam dinamika sistem keplanetan menunjukan orbit yang miring tersebut merupakan akibat tolakan dari anggota sistem keplanetan tersebut. Namun demikian, belum diketahui dengan pasti apakah bintang pasangan yang jauh yang mendorong terjadinya tolakan tersebut ataukah sistem keplanetan tersebut membentuk beberapa planet yang kemudian terlontar keluar.

Lebih jauh lagi, konfigurasi yang ada ternyata membawa sistem ini berada pada tebing curam kestabilan sistem. Gaya tarik pada setiap planet cukup kuat sehingga mereka hampir dapat mendorong dan saling melontarkan satu sama lain dari sistem.

Bergabungnya 2 Penelitian
Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik lagi, penelitian ini kemudian menggabungkan dua hasil penelitian berbeda yakni data astrometri dari Hubble Space Telescope dan data pengamatan kecepatan radial dari teleskop landas Bumi.

Pengamatan astrometri merupakan pengukuran posisi dan gerak benda langit yang dilakukan menggunakan Fine Guidance Sensors (FGS) pada Hubble Space Telescope. Pengamatan kecepatan radial yang dilakukan selama lebih dari 14 tahun dilakukan di McDonald Observatory dan lainnya di Lick, Haute-Provence, dan juga di Whipple Observatories.

Dari penggabungan data ini inklinasi planet c dan d bisa diketahui sekaligus bisa dilakukan kalkulasi massa sebenarnya dari kedua planet. Informasi baru ini memang mengubah massa planet jadi lebih berat yakni dari 2 massa Jupiter untuk planet c dan 4 massa Jupiter untuk planet d menjadi masing – masing 14 dan 10 massa Jupiter untuk planet c dan d.

Sayangnya ada satu hal yang masih belum bisa diklarifikasi yakni teka teki inklinasi dari planet dalam Ups And b, yang membutuhkan pengukuran astrometri yang presisinya lebih besar 1000 kali dari yang bisa dilakukan Hubble saat ini. Diharapkan misi NASA selanjutnya yakni Space Interferometry Mission (SIM) bisa melakukannya.

Bintang Pasangan Upsilon Andromeda
Tak hanya tentang sistem keplanetan Upsilon Andromeda, tim ini juga mengkonfirmasi keberadaan bintang pasangan Upsilon Andromeda b yang berarti status si bintang sekarang merupakan bintang ganda. Bintang pasangan Upsilon Andromeda ini merupakan bintang katai merah yang tidak terlalu masif dan lebih redup dibanding Matahari.

Untuk orbitnya masih belum diketahui namun tampaknya sangat lonjong, sehingga Upsilon Andromeda B ini hanya akan berada sangat dekat sesekali dalam 10000 tahun. Dan pada saat keduanya berada sangat dekat, ada kemungkinan bintang pasangan inilah yang menimbulkan gangguan gravitasi pada orbit planet-planet di sistem Upsilon Andromeda A.

Sumber : McDonald Observatory, Hubble Site