Menyingkap Orbit “Brutal” Planet Fomalhaut b

Cerita baru tentang Fomalhaut! Tidak hanya baru tapi juga mengejutkan. Citra terbaru bintang yang berada di mulut ikan yang terbaring di angkasa aka bintang Fomalhaut di rasi Piscis Austrinus.

Untuk mengingatkan, Fomalhaut merupakan bintang bermagnitudo satu yang di tahun 2008 diketahui memiliki sebuah planet yang diberi nama Fomalhaut b. Menariknya, Fomalhaut b merupakan planet pertama di bintang lain yang dideteksi dari hasil pencitraan langsung oleh Teleskop Hubble.  Fomalhaut b membuka jalan bagi para pengamat exoplanet kalau planet di bintang lain bisa juga dtemukan lewat pengamatan langsung bukan hanya dari metode tak langsung meskipun sulit dan sangat sulit untuk dilakukan. Bayangkan, kalau kamu harus menemukan nyamuk terbang di depan lampu mercusuar atau lampu mobil dari jarak 1000 km.

Tahun 2010, pengamatan Fomalhaut menunjukkan si planet sudah berpindah secara mengejutkan. Pada akhirnya terjadilah perdebatan yang mempertanyakan status Fomalhaut b apakah ia sebuah planet ataukah bukan. Tahun 2012, ALMA berhasil mendeteksi keberadaan Fomalhaut b dan juga diyakini ada planet lainnya. Tak hanya itu diduga ukuran Fomalhaut b juga lebih kecil dari ukuran yang diduga saat ditemukan yakni sebedar planet gas raksasa.

Di awal tahun 2013, dalam pertemuan American Astronomical Societies yang ke  221 di Long Beach, NASA merilis citra terbaru Fomalhaut yang diambil Teleskop Hubble. Dalam citra terbaru tersebut, tampak piringan puing-puing debu yang cukup luas mengelilingi bintang Fomalhaut dan planet misteriusnya. Keberadaan piringan debu bisa menjadi bukti forensik gangguan besar-besaran di dalam sistem keplanetan tersebut.

Gerak orbit Fomalhaut b yang disingkap Teleskop Hubble dan keberadaan sabuk debu dan es. Kredit : NASA, ESA, and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)
Gerak orbit Fomalhaut b yang disingkap Teleskop Hubble dan keberadaan sabuk debu dan es. Kredit : NASA, ESA, and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)

Sabuk di Fomalhaut
Para astronom dikejutkan dengan penemuan sabuk puing-puing debu yang jauh lebih lebar dibanding yang diketahui sebelumnya. Sabuk ini merentang di angkasa pada jarak 22,5 – 32 milyar km dari bintang. Dan yang lebih mengejutkan, planet yang berada di Fomalhaut alias si planet Fomalhaut b ternyata bergerak dalam lintasan orbit elips yang tidak biasa karena diperkirakan akan mengarahkan planet ini ke dalam jalur kehancuran saat melintasi cincin debu yang lebar.

Planet Fomalhaut b berada pada jarak 7,4 milyar km dari bintang induknya dan titik terluar orbitnya berada pada jarak 43 milyar km dari bintang. Orbit planet Fomalhaut b dihitung ulang berdasarkan hasil pengamatan dengan Teleskop Hubble di tahun 2012.

Hasil perhitungan ulang orbit Fomalhaut b jelas mengejutkan karena “tidak sesuai yang diharapkan” oleh Paul Kalas dari University of California di Barkeley dan SETI Institute di Mountain View, Calif.

Tim yang dipimpin oleh Paul Kalas menduga ada obyek serupa planet lainnya di sistem yang  mengganggu Folmahaut b sehingga mengakibatkan si planet berada dalam orbit yang sangat eksentrik.  Planet yang belum ditemukan tersebutlah yang melontarkan Fomalhaut b dari posisinya yang berada dekat bintang ke orbit yang sangat jauh di luar sabuk debu. Fomalhaut b memiliki periode orbit yang panjang yakni 2000 tahun.

Dalam pengamatannya, Hubble juga menemukan keberadaan gap yang memotong sabuk debu dan es yang mengitari Fomalhaut. Diduga potongan tersebut diukir oleh planet tak terdeteksi lainnya. Dengan kata lain, sabuk debu yang dilihat Hubble menunjukkan penyimpangan yang mendorong para astronom untuk terus mencari keberadaan planet lain di sistem tersebut.

Off-road di Sabuk Es dan Debu
Dengan orbit yang merentang dari dekat bintang sampai di luar sabuk debu dan gas, suatu hari Fomalhaut b tentunya akan melintasi sabuk tersebut.

Perjalanan Fomalhaut b melintasi sabuk debu yang melingkari sang bintang akan terjadi di tahun 2032. Ketika masa itu tiba, Fomalhaut b akan memulai perjalanan off-road melintasi puing-puing puing-puing es dan debu. Lintasan ini bukan jalan kecil yang mulus. Fomalhaut b akan bertemu dengan es dan debu di sepanjang jalan dan tabrakan pun akan terjadi hingga merusak atmosfer si planet. Bahkan tabrakan itu bisa menciptakan percikan api kosmik yang kita lihat saat komet Shoemaker-Levy 9 menabrak Jupiter.  Percikan kembang api tersebut akan tampak dalam cahaya inframerah.

Jika orbit planet Fomalhaut b tidak sebidang dengan sabuk, maka yang akan tampak hanyalah peredupan secara bertahap dari Fomalhaut b saat ia bergerak menjauh dari bintang.

Orbit ekstrim Fomalhaut b merupakan petunjuk penting untuk menjelaskan mengapa Fomalhaut b sangat terang di dalam cahaya tampak tapi sangat redup dalam cahaya infra merah.  Jika massa si planet Fomalhaut b tidaklah besar, tampaknya Hubble tidak melihat si planet itu melainkan kecerlangan optik planet yang berasal dari cincin debu di sekeliling planet yang memantulkan cahaya. Dan itulah yang dulu dilihat Hubble di tahun 2008.

Cincin debu tersebut terbentuk dengan cepat oleh satelit sang planet yang mengalami erosi ekstrim akibat tabrakan dan gravitasi saat Fomalhaut b memasuki sistem keplanetan setelah satu milenium dalam kebekuan di luar sabuk utama. Analogi yang sama juga bisa ditemukan di Saturnus yang memiliki cincin debu renggang dan lebar yang terbentuk ketika meteoroids menabrak satelit Pheobe.

Jadi, jika planet itu ternyata kecil, seberapa besarkah ia sehingga bisa menahan cukup debu sehingga tampak seperti yang dilihat Hubble? Jawabnya ia tidak lebih besar dari Ceres.

Skenario lain yang dipertimbangkan adalah keberadaan planet katai hipotetik kedua yang menderita tabrakan dasyat dengan Fomalhaut b. Skenario tabrakan ini bisa menjelaskan mengapa bintang Fomalhaut memiliki sabuk tipis di area terluar bintang dan sabuk ini bisa memiliki hubungan dengan si planet. Tapi, skenario ini lemah karena sabuk di Fomalhaut masih sangat muda dengan usia kurang dari 10000 tahun. Sangat sulit untuk menghasilkan tabrakan dasyat yang terjadi jauh dari bintang di sistem yang masih sangat muda.

Sistem Fomalhaut merupakan sistem yang unik karena bisa menjadi referensi dan gambaran akan apa yang terjadi di Tata Surya 4 milyar tahun lalu. Arsitektur sistem seperti sedang disketsa ulang, sabuk komet sedang berevolusi, dan planet-planet akan menambah dan mengurangi satelitnya.

Planet atau bukan?
Fomalhaut tidaklah mirip dengan planet tradisional yang sudah dikenal. Ia lebih mirip Centaur- obyek kecil yang pada awalnya memiliki orbit lingkaran yang kemudian mengalami gangguan sehingga memotong orbit obyek lain di sistem. Dan jika memang ternyata obyek ini sekecil Ceres,  maka pertanyaan yang muncul pengaruh gravitasi siapa yang lebih kuat? Gravitasi si planet ataukah piringan debu?

Masih banyak misteri yang belum terkuak dan indikasi keberadaan planet besar juga belum ditemukan. Dan seandainya Fomalhaut b seukuran Ceres, tentunya berdasarkan ketentuan IAU ia bukanlah planet. Tapi, definisi planet yang dibuat IAU tidaklah berlaku untuk planet extrasolar.

Pemantauan Fomalhaut b akan terus dilakukan selama beberapa dekade untuk melihat si planet ketika memasuki perjalanan berbatu melintasi sabuk es dan debu yang mirip Sabuk Kuiper di Tata Surya.

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.