Hari Yang Singkat di Beta Pictoris b

Sebagian besar  planet di bintang lain ditemukan dari pengamatan tak langsung yang dilakukan oleh para astronom. Keberadaan planet ditentukan dari pola perubahan atau gangguan yang terjadi pada bintang induknya. Tapi, ada juga planet-planet yang berhasil ditemukan lewat pengamatan langsung seperti halnya Beta Pictoris b, planet yang mengitari bintang Beta Pictoris.

Beta Pictoris b
Beta Pictoris b yang berada pada jarak 63 tahun cahaya dari Bumi bukan satu-satunya obyek yang diduga mengelilingi sang bintang. Bulan maret 2014, para astronom melihat kehadiran obyek lain yang diduga memiliki massa Saturnus di antara puing-puing pembentukan sistem keplanetan tersebut. Beta Pictoris memang diketahui maish memiliki piringan debu pembentukan planet yang mengitarinya. Tak hanya itu, sisa puing-puing tabrakan komet juga masih banyak disana. Kehadiran karbon monoksida di dalam piringan menandai terjadinya tabrakan komet secara terus menerus di sistem tersebut. Hal ini disebabkan oleh ketidakmampuan CO untuk bertahan lama. Gas karbon monoksida hanya bisa bertahan setidaknya 100 tahun karena biasanya sudah dihancurkan oleh sinar ultra ungu dari bintang induknya.

Pengamatan terbaru dari sistem Beta Pictoris mengungkap cerita baru dari Beta Pictoris b. Pengamatan yang dilakukan dengan Very Large Telescope (VLT) milik ESO berhasil memperlihatkan rotasi planet tersebut. Hmm.. apa menariknya? Bukankah semua obyek memang berotasi? Yup! Semua obyek memang berotasi akan tetapi untuk bisa melihat dan mengetahui waktu rotasi di sebuah exoplanet merupakan tonggak baru dalam dunia exoplanet. Alasannya bukan karena planet-planet tersebut tidak berotasi melainkan dibutuhkan instrumentasi yang punya kemampuan sangat baik untuk melihat perubahan pada si obyek.

Yang lebih menarik lagi, Beta Pictoris b diketahui berputar terhadap dirinya sendiri setiap 8 jam. Artinya panjang hari di planet tersebut hanya 8 jam, jauh lebih cepat dari planet-planet yang ada di Tata Surya.

Bagi pengamat langit, bintang Beta Pictoris di rasi Pictor merupakan salah satu bintang yang bisa dinikmati kehadirannya dengan mata tanpa alat. Dan di tahun 2008, Exoplanet Beta Pictoris b ditemukan lewat pengamatan langsung pada jarak sekitar 9 AU atau 9 kali jarak Matahari – Bumi.

Mengenali Rotasi Exoplanet Beta Pictoris b
Penentuan rotasi Beta Pictoris b dilakukan oleh tim astronom Belanda dari Universitas Leiden dan Netherlands Institute for Space Research (SRON) dengan menggunakan instrumen CRIRES yang dipasang di VLT.

Hasil perhitungan memberikan gambaran betapa cepatnya exoplanet ini berputar. Kecepatan rotasi di ekuator Beta Pictoris b hampir mencapai 100 000 km per jam! Cepat sekali bukan? Jupiter yang harinya paling pendek di Tata Surya pun hanya berputar 47000 km/jam di ekuatornya. Sedangkan Bumi jauh lebih lambat. Hanya 1700 km/jam.  Planet Beta Pictoris b memiliki ukuran 16 kali lebih besar dan 3000 kali lebih masif dari Bumi, dan sehari disana hanya 8 jam. Mirip dengan Jupiter yang 317.8 lebih masif dari Bumi dan sehari di Jupiter hanya 9,9 jam. tapi kalau ditilik dari kecepatan perputarannya, jelas Beta Pictoris b dua kali lebih cepat dari Jupiter.

Mengapa ada planet yang berputar lebih cepat dan ada yang lebih lambat belum diketahui dengan pasti. Tapi hasil pengamatan menunjukkan tren yang mirip dengan apa yang dilihat di Tata Surya. Semakin besar massa sebuah planet, maka kecepatan rotasinya pun semakin cepat. Dan tampaknya tren yang sama juga tampak pada exoplanet pertama yang bisa dihitung rotasinya. Hubungan massa dan rotasi bisa jadi berlaku umum di alam semesta terkait pembentukan planet.

Exoplanet Beta Pictoris b merupakan planet yang masih sangat muda. Usianya baru 20 juta tahun. Bandingkan dengan Bumi yang sudah berusia 4,5 miliar tahun. Seiring dengan pertambahan usia, Beta Pictoris b akan semakin dingin dan mengerut sehingga ia pun akan berputar semakin cepat. Tapi, rotasi planet juga bisa dipengaruhi oleh faktor lainnya seperti rotasi Bumi yang melambat seiring waktu karena interaksi pasang surut dengan Bulan.

Pertanyaan menarik yang hadir, exoplanet biasanya sulit ditemukan karena cahaya bintang yang sedemikian terang menutupi kehadiran planet yang sangat redup di dekatnya. Jika planet saja sulit dilihat, bagaimana para astronom bisa mengetahui perputaran sebuah planet?

Para astronom menghitung laju rotasi planet dengan mengukur seberapa banyak cahaya inframerah disaring oleh karbon monoksida di atmosfer. Mereka menggunakan teknik yang disebut spektroskopi dispersi-tinggi untuk memisahkan cahaya berdasarkan warnanya yang artinya memisahkan setiap panjang gelombang di spektrum. Dengan menggunakan prinsip Doppler, para astronom bisa melihat perubahan yang terjadi pada panjang gelombang untuk mendeteksi setiap bagian planet yang begerak pada kecepatan dan arah yang berlawanan dari pengamat. Dalam rentang waktu tertentu, setengah planet tampak berotasi menuju Bumi, dan pada spektrum planet tampak bergerak ke arah biru ditunjukkan oleh pergeseran ke panjang gelombang yang lebih pendek dan setengahnya lagi seperti bergerak menjauhi Bumi dan cahaya dari planet tampak bergeser ke arah merah atau panjang gelombang yang lebih panjang.

Tapi untuk bisa memperoleh spektrum planet yang menunjukkan setiap perubahan tersebut, para astronom harus terlebih dahulu memisahkan spektrum bintang dari spektrum planet untuk kemudian menganalisa sinyal rotasi dari planet.

Pengukuran pancaran radiasi pada panjang gelombang planet juga dilakukan untuk melihat pergerakan permukaan planet yang menjauhi dan mendekati pengamat pada kecepatan berbeda. Dengan demikian para astronom yang dipimpin oleh Ignas Snellen bisa mengenali rotasi planet.  Teknik yang serupa juga digunakan untuk pemetaan permukaan bintang dan juga pada katai coklat Luhman 16B yang berhasil diamati cuacanya.

Rotasi planet Beta Pictoris b yang sangat cepat tersebut sekaligus memberi harapan pada para astronom untuk membuat peta global yang bisa menunjukkan pola awan dan badai besar di planet tersebut.

Di masa depan, pengamatan lanjutan dan pemetaan exoplanet akan dapat dilakukan dengan menggunakan instrumen yang memiliki resolusi dan sensitivitas tinggi seperti European Extremely Large Telescope (E-ELT) dan spektrograf pencitraan dispersi-tinggi. Jika demikian, maka Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph (METIS) akan dapat digunakan untuk membuat peta global exoplanet sehingga karakteristik planet yang lebih kecil dari Beta Pictoris b bisa diketahui dengan teknik yang sama.