Dua Planet “Bumi” di Sistem Kepler-20

Kepler menemukan sebuah planet baru yang menjadi tonggak baru dalam perburuan planet di bintang lain. Itulah yang menjadi topik hangat saat NASA Kepler mengadakan rilis planet terbaru mereka yang kali ini ditemukan pada sistem bintang Kepler-20.  

Apa yang ditemukan Kepler di sistem Kepler-20 yang membuat penemuan ini demikian penting? Tak lain karena dua planet yang ditemukan di sistem ini memiliki ukuran hampir sama dengan Bumi. Artinya, pendeteksian planet seukuran Bumi bukan lagi hal yang tidak mungkin.  Dan peradaban manusia sedang dibawa untuk menemukan saudara kembar Bumi yang menjadi impian dan pertanyaan berabad-abad.

Penemuan kedua planet di Kepler-20 menjadi tonggak sejarah menuju era penemuan planet-planet seukuran Bumi di bintang lain yang serupa Matahari.  Dan tugas wahana Kepler adalah untuk menemukan planet seukuran Bumi tersebut di zona laik huni bintang induk mereka.  Bagaimana dengan kedua planet baru tersebut?

Planet Seukuran Bumi di Kepler-20

Atas : Kepler-20e yang lebih kecil dari Venus; Bawah : Kepler-20f yang memiliki ukuran 1,3 kali Bumi. Kredit :NASA/Ames/JPL-Caltech

Kedua planet yang baru ditemukan tersebut diberi identifikasi Kepler-20e dan Kepler-20f menjadi planet terkecil yang ditemukan sampai saat ini. Diameter kedua planet ini tidak berbeda jauh dari Bumi. Kepler-20e memiliki ukuran sedikit lebih kecil dari Venus dengan diameter 0,87 kali Bumi (11.104 km) sedangkan Kepler-20f justru ukurannya 1,03 kali Bumi yakni 13.196 km. Kedua planet ini diperkirakan akan memiliki komposisi batuan yang massanya kurang dari 1,7 massa Bumi dan 3 massa Bumi.

Kedua planet “mungil” ini mengorbit bintang Kepler-20 yang serupa Matahari. Apa maksudnya serupa Matahari? Bintang ini seperti halnya Matahari merupakan bintang tipe G yang sering juga disebut sebagai katai kuning dengan massa antara 0,8 – 1,2 massa Matahari dan temperatur permukaan antara 5300 – 6000 K.

Bintang Kepler-20 yang menjadi bintang pusat di sistem ini merupakan bintang tipe G yang sedikit lebih dingin dari Matahari dan berada 950 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Lyra. Planet Kepler-20e mengorbit bintang induknya setiap 6,1 hari pada jarak hanya 7,5 juta km sedangkan planet Kepler-20f mengorbit bintang Kepler-20 dalam 19,6 hari pada jarak 16,5 juta km. Dengan jarak yang demikian dekat, keduanya memiliki temperatur yang cukup panas yakni 760º Celsius dan 426º Celsius.

Yang ditunggu-tunggu oleh banyak orang tentunya apakah kedua planet ini berada dalam zona laik huni dan bisa menjadi planet yang mendukung kehidupan. Sayangnya, kedua planet ini berada terlalu dekat dengan bintang Kepler-20 untuk bisa berada dalam zona laik huni sang bintang. Namun diduga, Kepler-20f memiliki air dalam wujud cair milyaran tahun yang lalu dan sangat berpotensi laik huni pada masa itu. Tapi sekarang sudah tidak lagi!

Perbandingan Kepler-20e dan Kepler-20f dengan Venus dan Bumi. NASA/Ames/JPL-Caltech

Sistem Planet Yang Unik
Planet Kepler-20e dan Kepler-20f memang memiliki ukuran hampir sama dengan Bumi dan menjadi planet terkecil yang ditemukan saat ini. Tapi tidak hanya itu kedua planet ini berada dalam sistem yang sangat unik. Sistem ini tidak hanya terdiri dari dua buah planet melainkan lima buah planet dengan 3 planet diantaranya merupakan planet yang lebih besar. Apa yang unik? Bukankah sistem keplanetan dengan beberapa planet sudah banyak ditemukan?

Keunikannya ada pada ukuran sistem Kepler-20. Kelima planet di sistem Kepler-20 mengorbit bintangnya hanya dalam jarak lebih dekat dari jarak Merkurius ke Matahari di Tata Surya!

Sistem keplanetan Kepler-20 yang berada hanya dalam jarak Matahari - Merkurius. Kredit : David A. Aguilar (CfA)

Keunikan lainnya ada pada susunan planet ini. Kalau di Tata Surya, planet batuan yang kecil berada dekat dengan Matahari sementara planet gas raksasa yang lebih besar berada pada jarak yang lebih jauh. Nah kalau di sistem Kepler-20, planet-planetnya tersusun dari besar – kecil – besar – kecil – besar.  Pola pengaturan yang terbalik dan sangat berbeda dari Tata Surya.

Ketiga planet besar di sistem keplanetan Kepler-20 itu adalah Kepler-20b, 20c, dan 20d dengan diameter 24140 km, 39589 km dan 35405 km yang mengorbit bintang induknya setiap 3,7 hari, 10,9 hari dan 77,6 hari.  Kepler-20b memiliki massa 8,7 massa Bumi, sedangkan Kepler-20c dan Kepler-20d masing-masing memiliki massa 16,1 massa Bumi dan kurang dari 20 massa Bumi,

Yang menarik, pada saat kelahiran kelima planet ini tentunya lokasinya tidak pada lokasi mereka saat ini. Yang terjadi, kelima planet ini terbentuk jauh dari bintangnya dan kemudian bermigrasi ke orbit bagian daam sebagai akibat interaksi dengan piringan materi pembentuk planet di Kepler-20. Dengan cara ini, planet-planet di sistem Kepler-20 dapat mempertahankan jarak mereka meskipun ukurannya bergantian.

Konfirmasi Planet Seukuran Bumi
Yang dilakukan wahana Kepler adalah mengamati terjadinya transit pada bintang untuk memastikan apakah di sebuah bintang terdapat sebuah bintang pengembara yang menemani dirinya. Kepler mengidentifikasi obyeknya dengan meilihat perubahan cahaya yang sedikit meredup pada bintang ketika sebuah planet melintas di depan wajah bintang.

Tapi untuk mengkonfirmasi keberadaan planet tersebut, para astronom kemudian mengamati apakah bintang tersebut bergoyang saat ia diganggu secara gravitasi oleh pasangan yang mengorbit dirinya yang dilakukan lewat pengamatan kecepatan radial. Tapi ada kendala lain.

Sinyal kecepatan radial planet yang massanya kurang dari satu sampai beberapa massa Bumi terlalu kecil untuk bisa dideteksi dengan teknologi saat ini. Karena itu perlu diterapkan teknik lain untuk membuktikan keberadaan obyek yang dilihat Kepler sebagai sebuah planet.

Ada banyak kondisi yang bisa meniru kejadian peredupan bintang saat planet transit. Contohnya, sistem bintang ganda yang cahayanya bercampur dengan cahaya Kepler-20 dapat menciptakan sinyal yang serupa. Untuk bisa memastikan bahwa ini bukan sinyal tiruan, dilakukan pengujian  dengan simulasi piranti lunak blender yang dikembangkan oleh Francois Fressin dan Willie Torres dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Hasilnya mereka menyimpulkan kalau Kepler-20e dan Kepler-20f adalah planet.

Selain kedua planet itu, planet Kepler-22b yang diumumkan keberadaannya sebelumnya dan ditemukan berada dalam zaona laik huni bintangna dikonfirmasi keberadaannya dengan cara yang sama.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.