Planet Serupa Mars di Sistem Kepler 138

Pernahkah membayangkan bagaimana mengenali kepala peniti atau jarum pada jarak dimana Bulan berada! Jauh? Tak mungkin? Itulah yang terjadi saat para astronom mencari planet di bintang lain. Bagaimana seorang astronom bisa mengetahui keberadaan planet yang sangat kecil pada jarak yang sangat jauh. Akhirnya yang bisa dipelajari adalah efek yang ditimbulkan oleh planet pada bintang. dari sinilah para astronom bisa mengetahui kehadiran sebuah planet di bintang lain yang jaraknya sangattttt jauh dari Bumi.

Salah satunya adalah planet yang ditemukan oleh Wahana Kepler. Planet Kepler 138b, ditemukan berada pada bintang katai merah di belahan utara rasi Lyra yang jaraknya 200 tahun cahaya dari Bumi. Kepler 138b menjadi salah satu planet terkecil yang sudah berhasil ditemukan sampai dengan saat ini.  Tak hanya satu, sistem Kepler 138 diketahui memiliki 3 buah planet yang mengitari sang bintang induk.

Bagaimana Menghitung Ukuran dan Massa Planet di Bintang lain?
Teknik yang digunakan untuk menemukan Kepler 138b membawa kita kembali ke masa ketika planet Neptunus ditemukan. Di awal abad ke-19, pengamatan yang sangat teliti pada planet Uranus menunjukkan adanya penyimpangan kecil pada gerak orbit sang planet. Astronom di masa itu kemudian menduga, penyimpangan tersebut terjadi akibat gangguan gravitasi obyek lain yang berada jauh dari Matahari. Pada tahun 1846, obyek itu ditemukan. Planet ke-8 dari Matahari, Neptunus.

Teknik serupa digunakan untuk menemukan ketiga planet di Bintang Kepler 138. Wahana Kepler mengamati si bintang dan melihat apakah ada perbedaan yang terjadi dari waktu ke waktu. perbedaan ini adalah peredupan yang sangat kecil pada cahaya bintang ketika ada benda lain dalam hal ini planet yang melintas di depan si bintang. Atau yang kita kenal sebagai transit planet.

Perbandingan massa dan jari-jari planet di sistem Kepler 138 dan planet kebumian di Tata Surya. Kredit: NASA Ames/W Stenzel
Perbandingan massa dan jari-jari planet di sistem Kepler 138 dan planet kebumian di Tata Surya. Kredit: NASA Ames/W Stenzel

Planet Kepler 138b berhasil ditemukan setelah Kepler melihat adanya keterlambatan atau kadang percepatan waktu transit dari 2 planet terluar di sistem ini. Kadang transit yang terjadi terlambat satu jam atau malah lebih cepat satu jam. Akhirnya disimpulkan ada gangguan dari planet di dekat bintang yang menyebabkan perubahan kecil tersebut. Akhirnya ditemukanlah Planet Kepler 138b yang berada di dekat bintang induknya.

Para astronom bisa menentukan ukuran exoplanet seukuran Bumi dari jumlah cahaya bintang yang dihalangi oleh planet ketika melintas di depan bintang dalam arah pandang Wahan Kepler. Tunggu.. apakah mungkin? pada suatu masa cara ini mungkin hanya ada dalam fiksi sains. tapi, inilah yang terjadi sekarang. Para astronom menggunakan cara tersebut hanya dari gravitasinya untuk menghitung massa planet yang ukurannya 50% Bumi. Hasilnya, si planet kecil Kepler 138b diketahui memiliki massa sepersepuluh massa Bumi atau serupa Mars dan menjadikannya sebagai planet pertama yang lebih kecil dari Bumi yang berhasil dihitung ukuran dan massanya.

Untuk mengetahui massa planet, para astronom mengukur gangguan yang terjadi saat planet melakukan transit. Nah, untuk planet yang massanya serupa Bumi, tidak mudah untuk bisa melihat gangguan kecil tersebut dengan teknologi yang ada saat ini. Pada bintang yang memiliki beberapa planet yang semuanya mengorbit pada jarak cukup dekat, para astronom membangun cara lain untuk bisa mengetahui massa planet.

Untuk itu para astronom yang dipimpin oleh Daniel Jontof-Hutter dari Pennsylvania State University’s Center for Exoplanets and Habitable Worlds, melakukan pengamatan untuk mengetahui waktu yang presisi ketika setiap planet d sistem Kepler 138 melakukan transit pada bintang induknya tersebut. Hasil pengamatan yang menunjukkan adanya keterlambatan dan percepatan waktu transit tidak sekedar menjadi acuan untuk menemukan planet Kepler 138b namun juga digunakan untuk menghitung massa planet-planet yang ada di sistem tersebut.

Planet di Sistem Kepler 138

Ilustrasi sistem keplanetan Kepler 138 yang memiliki 3 planet kecil. Kredit: SETI Institute/Danielle Futselaar

Ketiga planet Kepler 138 tersebut juga termasuk dalam 4 exoplanet terkecil yang ukuran dan massanya sudah berhasil dihitung dengan baik. Dan planet Kepler 138b menjadi planet pertama yang berhasil diketahui massa dan ukurannya. Artinya, para astronom juga bisa mengetahui kerapatan dari planet yang mereka temukan. Dengan mengetahui kerapatan planet maka para astronom dapat mengetahui komposisi planet.

Pada umumnya planet disusun oleh 3 tipe komponen utama yakni batuan, air ataukah gas. Planet batuan, pada umumnya mengandung logam dan menempatkan planet seperti ini memiliki kerapatan yang paling tinggi.  Planet yang disusun oleh air bisa didominasi oleh air ataupun cairan seperti metana dan planet yang memiliki kerapatan paling rendah adalah planet yang disusun oleh gas. Planet gas biasanya didominasi oleh gas hidrogen dan helium. Dalam planet masif, komponen-komponen penyusun planet pada umumnya mengalami pemampatan sehingga kerapatan planet akan semakin besar untuk planet dengan massa yang besar. Planet dengan kerapatan menengah pada umumnya disusun oleh campuran batuan, gas dan air atau materi sejenis seperti metana ( dalam bentuk, padat, cair maupun gas).

Hasil perhitungan menunjukkan kalau Planet Kepler 138b memiliki ukuran seperti Mars dan yang lebih menarik lagi, komposisinya juga serupa dengan Bumi dan Mars. Bisa kita simpulkan planet Kepler 138b merupakan planet serupa Mars tidak saja dari ukuran tapi juga komposisinya.

Dua planet lainnya di sistem ini, planet Kepler 138c dan Kepler 138d masing-masing diketahui memiliki ukuran seperti halnya Bumi dengan komposisi yang lebih beragam.  Informasi kerapatan planet Kepler 138c membawa para astronom untuk menyimpulkan kalau planet tersebut merupakan planet batuan sedangkan planet Kepler 138d yang kerapatannya lebih rendah memiliki komposisi yang berbeda dari campuran komposisi pembentuk Bumi.

Dari pengetahuan ukuran dan massa planet, para astronom berharap dapat mengidentifikasi hubungan antara massa dan ukuran planet. Harapannya, hubungan tersebut dapat memberi informasi dan pemahaman yang lebih baik terkait sejarah Bumi dan planet-planet di Tata Surya sekaligus informasi penting bagi pencarian planet yang memiliki kehidupan lain di alam semesta.

Pertanyaan yang pastinya ditanyakan setiap astronom dan mungkin kita semua, apakah ketiga planet tersebut bisa menopang kehidupan?

Bintang Kepler 138 atau yang lebih dikenal sebagai KOI 314 (Kepler Object of Interest) dengan massa setengah massa Matahari, memiliki rentang zona laik huni antara 0,25 – 0,52 AU. Sementara itu jarak ketiga planet di sistem ini justru sangat dekat dengan bintang induknya yakni 0,07 AU, 0,09 AU dan 0,1 AU. Artinya lokasi ketiganya berada di luar area dimana air bisa bertahan dalam wujud cair. Tak hanya itu, ketiga planet tersebut juga terlalu panas untuk bisa mendukung kehidupan yang kita kenal.

Temperatur di planet Kepler 138b diperkirakan mencapai 400 – 500 K atau 126 – 226 ºC. Artinya jika kita berada di planet ini, maka kita akan merasakan panas yang mirip dengan panas air mendidih atau oven yang siap untuk membakar kue. Masalah lainnya, planet Kepler 138b juga terkunci secara gravitasi dengan sang bintang sehingga ada satu sisi yang akan selalu mengalami siang dan sisi lain yang selalu malam dengan temperatur yang sudah pasti sangat ekstrim di kedua sisi.

Meskipun demikian, metode penentuan massa dan ukuran planet yang dikembangkan akan sangat berguna dalam perjalanan pencarian planet lain di masa depan dengan instrumen yang memiliki kemampuan lebih baik.

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.

Tulis komentar dan diskusi...