Planet Jupiter-Panas Bukanlah Tetangga Yang Baik

Planet Jupiter-panas, tipe planet yang satu ini ternyata cukup banyak ditemukan sedang mengitari bintang-bintang lain. Seperti namanya, planet Jupiter-panas tentunya merupakan planet rakasasa seperti halnya planet Jupiter di Tata Surya. Tapi juga aneh! Kok bisa?

Planet Jupiter-panas bisa dikatakan aneh bagi para astronom, karena seharusnya planet raksasa seperti Jupiter tidak berada sangat dekat dengan bintang induknya. Seharusnya planet Jupiter-panas juga seharusnya berada jauh dari bintang seperti Jupiter di Tata Surya. Tapi kenyataannya, planet Jupiter-panas justru ditemukan dekat dengan bintang dan bahkan ada yang jaraknya hanya 0,015 AU dari bintang. Jauh lebih dekat dari jarak Merkurius ke Matahari, yakni 0.307 AU. Kenyataan ini tentu tidak sejalan dengan teori maupun pemodelan pembentukan planet yang ada di Tata Surya.

Berdasarkan teori yang ada saat ini, tidak mungkin sebuah planet gas bisa terbentuk pada jarak yang dekat dengan bintang mengingat materi yang ada tidak cukup untuk membentuk planet seukuran Jupiter.  dari teori yang ada saat ini, kehadiran planet Jupiter-panas di dekat bintang dimungkinkan lewat proses migrasi. Artinya, planet gas seukuran Jupiter terbentuk jauh dari bintang dimana materi untuk planet serupa Jupiter memang masih berlimpah dan kemudian planet yang terbentuk bermigrasi ke dekat bintang.

Selain itu, planet Jupiter-panas biasanya ditemukan hanya sendirian di dekat bintang induknya. Padahal area di dekat bintang dimana planet Jupiter-panas ditemukan, biasanya dihuni oleh planet-panet kecil bermassa rendah. Ketika planet Jupiter-panas ditemukan, planet-planet kecil ini justru “menghilang”.

Mengapa demikian?

Menurut teori migrasi planet, ada dua penjelasan terkait posisi planet Jupiter-panas ini. Menurut teori migrasi Tipe II, migrasi planet bisa terjadi saat pembentukan planet, ketika planet bergerak melewati piringan protoplanet yang kaya gas menuju area di dekat bintang. Atau setelah planet terbentuk, planet bermigrasi sebagai akibat sebaran gravitasi ketika planet raksasa yang berada pada orbit yang sangat lonjong berinteraksi dengan planet kecil di dekat bintang.

Tapi, teori migrasi Tipe II tidak menjelaskan mengapa planet Jupiter-panas memiliki lingkungan yang demikian sepi dari planet kecil. Jika migrasi terjadi di saat pembentukan planet, tentu masih tersisa materi untuk membentuk planet ketika planet gas raksasa ini bermigrasi.  Tampaknya perlu penjelasan lain untuk kasus keberadaan Jupiter-panas tanpa planet lain.

Para astronom kemudian melakukan simulasi untuk menguji teori dan ide mereka terkait mengapa planet-planet kecil tidak ditemukan keberadaannya di sekeliling planet Jupiter-panas.

Idenya, planet Jupiter-panas bisa jadi membunuh dua burung dalam sekali loncatan migrasi. Para astronom mengembangkan teori bahwa migrasi terjadi sebagai akibat interaksi gravitasi dan planet raksasa yang sudah terbentuk itu kemudian pindah ke area di dekat bintang sekaligus menyingkirkan planet-planet yang lebih kecil dari area tersebut.

Pengujian dilakukan dengan rangkaian skenario yang dibuat acak dari kondisi yang sudah ditemukan maupun tambahan kondisi hipotetik. Dalam hal ini, para astronom menggunakan 4 kandidat planet Kepler yang memiliki massa rendah, berada dekat dengan bintang induk dan menambahkan planet Jupiter imajiner yang orbitnya lonjong dan pericenter kecil. Dalam simulasi ini, para astronom melakukan pengujian untuk planet Jupiter dengan parameter yang berbeda-beda dalam setiap simulasi. Pericenter atau titik terdekat dengan bintang yang digunakan juga merentang dari 0,01 AU – 0,25 AU dengan orbit prograde dan retrograde. Tak hanya itu, variasi inklinasi orbit juga diberikan pada planet Kepler.

Hasilnya, ketika planet raksasa bermigrasi dari orbit yang sangat lonjong menjadi orbit yang hampir lingkaran di dekat bintang, kemungkinannya hanya dua. Yang pertama planet bermassa rendah mengalami kehancuran dan hanya tersisa planet Jupiter-panas di dekat bintang dan yang kedua planet seukuran Jupiter terlontar dan hanya tersisa satu dari tiga planet kecil di area tersebut. Pada kedua kasus, planet-planet kecil tersebut mengalami kehancuran akibat tabrakan dengan bintang, antar planet kecil atau tabrakan dengan si planet raksasa.

Jadi, ketika sebuah planet raksasa bermigrasi ke orbit yang lebih dekat dengan bintang dan diberi predikat planet Jupiter-panas, maka dalam prosesnya ia akan menyingkirkan planet-planet lain yang ada di area itu atau ia tidak akan menjadi Jupiter-panas.

Sumber: Astrobites: Hot Jupiters Are Very Bad Neighbors oleh Jaime Green berdasarkan makalah The destruction of inner planetary systems during high-eccentricity migration of gas giants oleh Alexander J. Mustill, Melvyn B. Davies, Anders Johansen