Sistem Planet di Bintang HR 8799

Ada 4 planet yang mengorbit bintang HR 8799.  Sistem planet di bintang HR 8799 ini ditemukan lewat deteksi langsung. Artinya, para astronom berhasil memotret sendiri keberadaan planet-planet tersebut pada bintang.

Di tahun 2008, bintang HR 8799 dan Fomalhaut menorehkan catatan penting dalam sejarah pencarian exoplanet ketika para astronom berhasil menemukan keberadaan planet secara langsung di kedua bintang ini. Saat ditemukan, hanya ada 3 planet yang diketahui mengitari HR 8799.

Dua tahun kemudian, para astronom berhasil menemukan planet keempat yang diamati secara langsung. Selain keempat planet, sistem ini juga diketahui memiliki piringan puing-puing debu serupa sabuk Kuiper di Tata Surya yang menempati area terdalam dan terluar sistem keplanetan HR 8799.

Keempat exoplanet di bintang HR 8799 ditemukan lewat pengamatan di Observatorium Keck dan Observatorium Gemini di Hawaii. Pengamatan lain untuk planet-planet yang sama juga dilakukan dengan Very Large Telescope milik ESO maupun dengan teleskop di Observatorium Palomar. Selain teleskop di Bumi, tiga planet yang pertama kali ditemukan pada tahun 2008 sudah diamati oleh Teleskop Hubble sejak tahun 1998.

Pengamatan exoplanet secara langsung memang tidak mudah tapi bukan berarti tidak mungkin.

Tidak percaya?

Coba simak video dan foto keempat exoplanet di bintang HR 8799. Citra yang ditampilkan merupakan hasil pengamatan selama 7 tahun di Observatorium W. M. Keck di Hawaii. Video dan citra yang ditampilkan merupakan hasil pengamatan selama lebih dari 7 tahun di Observatorium W.M. Keck.

Tapi, ada yang kurang. Foto-foto dari sistem keplanetan HR 8799 tidak bisa memperlihatkan seluruh orbit planet yang sedang mengitari sang bintang induk, karena waktu yang dibutuhkan setiap planet untuk mengorbit sangat panjang, merentang dari 40 tahun sampai lebih dari 400 tahun.

Hasil pengamatan selama lebih dari 7 tahun tentu saja belum bisa memperlihatkan seluruh orbit keempat exoplanet yang sedemikian panjang. Akan tetapi, hasil pengamatan tersebut menjadi langkah penting untuk dunia exoplanet. Kita bisa memantau secara langsung pergerakan planet di bintang lain. Di masa depan, bukan tidak mungkin akan semakin banyak planet yang ditemukan lewat deteksi langsung yang bisa dipantau secara rutin untuk kita pahami sistemnya. Target utama tentu saja untuk bisa mengamati secara langsung planet serupa Bumi atau yang memiliki potensi kehidupan.

Mengenal Sistem Planet HR 8799

HR 8799 bintang muda dengan 4 planet ini baru berusia 30 juta tahun. Bintang ini bisa ditemukan di rasi Pegasus pada jarak 130 tahun cahaya dari Bumi. Cukup jauh jika kita bercita-cita untuk menyambangi planet ini suatu hari kelak. HR 8799 merupakan bagian dari bintang Lambda Boötis, tipe bintang yang hanya memiliki sedikit logam atau unsur berat di permukannya. Ketiadaan unsur berat ini bisa dikenali dari spektrum bintang yang memiliki garis-garis logam lemah. Selain itu bintang tipe ini juga berotasi lambat. Bintang HR 8799 termasuk bintang kelas spektrum A5 V, atau bintang tipe A yang sedang berada di Deret Utama.

Bintang HR 8799 bisa dikatakan sebagai bintang yang cukup unik. Bintang dengan massa 1,5 massa matahari ini merupakan satu-satunya bintang yang dikategorikan sebagai bintang tipe Lambda Bootis maupun bintang variabel Gamma Doradus dan bintang serupa Vega.

Bintang terang HR 8799 yang 5 kali lebih terang dari Matahari merupakan bagian bintang variabel Gamma Doradus karena memiliki kecerlangan yang berubah-ubah akibat denyutan non radial di permukannya. Luminositasnya berubah sampai setengahnya setiap hari. Bintang ini juga dikategorikan serupa bintang Vega karena memiliki pancaran inframerah berlebihan yang disebabkan oleh piringan gas dan debu yang ada di sekelilingnya. Dalam spektrum, merahnya lebih kuat dari model yang ada.

Sejak tahun 2008, ada 4 planet serupa Jupiter yang ditemukan sedang mengitari bintang yang 1,34 kali lebih besar dari Matahari tersebut. Tak hanya itu, ditemukan juga dua buah sabuk obyek kecil, mirip dengan keberadaan sabuk asteroid dan sabuk Kuiper di Tata Surya.

Planet terdekat di sistem ini adalah HR 8799e, planet ke-4 yang ditemukan dalam sistem HR 8799. Planet ini berada 14,5 AU atau 14,5 kali jarak Bumi dari Matahari dan mengorbit bintang setiap 18000 hari atau sekitar 49 tahun. Jika ditempatkan di Tata Surya, HR8799e akan menempati area di antara Saturnus dan Uranus. Hasil pengamatan memperlihatkan keberadaan metana dan asetilena di planet ini. Tidak ada amonia maupun karbon dioksida yang terdeteksi.

Planet berikutnya adalah HR 8799d yang jaraknya 27 AU atau hampir setara jarak Neptunus di Tata Surya. Massanya 7 massa Jupiter dan planet ini mengorbit bintang induknya setiap 112 tahun. Hasil spektrum pengamatan HR 8799d memperlihakan kehadiran asetilena, metana dan karbondioksida.

Planet ketiga, HR 8799c berada pada jarak 42,9 AU atau lebih jauh dari Pluto yang jaraknya 39,48 AU dari Matahari. Pada jarak sejauh itu, planet ini masih bisa menangkap gas yang cukup banyak untuk menjadi planet. Massanya 10 massa Jupiter dan HR 8799c membutuhkan setidaknya 225 tahun untuk menyelesaikan orbitnya. Dari spektrum yang diamati, ada ammonia di planet ini. Selain itu ditemukan juga air dan karbon monoksida di atmosfernya. Tanda-tanda asetilena juga ada meskipun tak banyak. Tidak ada metana maupun karbon dioksida di HR 8799c.

Planet terluar dalam sistem ini adalah HR 8799b yang letaknya sedikit lebih jauh dari Eris di Tata Surya. Jaraknya 68 AU sedangkan Eris, jaraknya 67 AU. Meski jauh, HR 8799b masih merupakan planet raksasa yang massanya 7 massa Jupiter. Paling kecil di antara exoplanet di sistem HR 8799, planet yang satu ini membutuhkan waktu yang sangat lama untuk bisa mengitari bintang induk, yakni ~460 tahun. Hasil spektrum memperlihatkan kalau HR 8799b memiliki ammonia, asetilena, metana dan karbondioksida. Meskipun tanda keberadaan ammonia di planet ini jauh lebih kuat.

Setelah penemuan keempat exoplanet ini di tahun 2008 dan 2010, pengamatan untuk mengetahui lebih jauh lagi informasi planet-planet ini masih terus dilakukan. Hasil pengamatan selama 7 tahun memperlihatkan sepenggal cerita pergerakan keempat exoplanet dalam sebuah video.

Tak hanya itu. Keempat planet diduga beresonansi satu sama lainnya. Resonansi orbit adalah fenomena gravitasi dimana dua benda yang mengitari satu benda yang sama memiliki pola tertentu. Untuk sistem HR 8799, keempat planet memiliki resonansi 1 : 2 : 4 : 8. Artinya dalam satu kali orbit HR 8799b, maka planet c sudah dua kali mengitari bintang sedangkan planet d dan e masing-masing sudah 4 dan 8 kali mengitari sang bintang induk dengan orbit hampir sirkular.

Dengan jarak antar planet yang cukup jauh, kestabilan sistem menjadi pertanyaan. Apakah sistem ini akan tetap stabil ataukah akan ada planet yang kemudian terlontar dari sistem. Dari jarak, tentunya kemungkinan sebuah planet lepas bisa jadi bukan karena interaksi antar planet di dalam sistem melainkan dari gangguan lain seperti pengaruh gravitasi bintang yang melintas dekat sistem tersebut.