Planet-Planet Seukuran Bumi Dalam Katalog Kepler

Kepler merilis katalog terbaru dengan 219 planet baru dan 10 di antaranya planet-planet seukuran Bumi di zona laik huni.

Ilustrasi exoplanet yang ditemukan Wahana Kepler. Katalog Kepler yang dirilis memuat 49 planet seukuran Bumi. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Ilustrasi exoplanet yang ditemukan Wahana Kepler. Katalog Kepler terbaru memuat 49 planet seukuran Bumi. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Katalog Exoplanet Kepler

Buat kamu yang ingin mempelajari seluruh planet yang ditemukan Kepler, katalog baru dari NASA ini akan sangat berguna. Katalog Kepler ke-8 ini merangkum seluruh pengamatan Wahana Kepler selama 4 tahun pertama sensus planet.

Dari tahun 2009 – 2012, Wahana Kepler bertugas mencari planet-planet baru di bintang-bintang di rasi Cygnus. Seperempat area langit berhasil dijelajahi Kepler untuk mencari Bumi yang lain. Dua ratus ribu bintang diamati Kepler dan 34000 sinyal transit berhasil diterima. Tap, tidak semua sinyal, datang dari planet yang transit. Sebagian besar sinyal yang diterima ternyata memang bukan dari planet. Sinyal yang salah. Itu istilah yang digunakan para astronom. Ada yang merupakan derau atau justru sinyal palsu dari bintang.

Akhirnya, para astronom berhasil memisahkan 4034 sinyal transit yang berasal dari kandidat planet. Untuk memastikan kalau kandidat planet memang benar sebuah planet, para astronom melakukan pengamatan ulang dengan teleskop lain yang ada di Bumi dan di luar angkasa.

Dari semua kandidat yang ada, 2335 obyek sudah dipastikan merupakan planet yang transit di bintang-bintang lain. Dan rupanya ada 49 planet yang seukuran Bumi dan berada di zona laik huni bintang. Planet-planet kandidat Bumi lain ini ukurannya kurang dari 1,8 ukuran Bumi.

Penyusunan katalog hasil penemuan Kepler sangat penting untuk mengetahui frekuensi tipe-tipe planet yang ditemukan di galaksi Bima Sakti. Selain itu, kita juga bisa memahami pembentukan dan evolusi planet dari ragam planet yang ditemukan di bintang lain. Jika ditilik dari planet yang sudah ditemukan Kepler, sebagian besar merupakan planet yang lebih kecil dari Neptunus. Planet-planet kecil ini ternyata umum ditemukan pada bintang-bintang katai merah yang lebih kecil dan lebih redup dari Matahari.

Katalog ini jelas jadi panduan penting bagi astronom untuk mempelajari ragam planet di bintang lain, sekaligus untuk mencari Bumi lain yang bisa dihuni. Seberapa banyak planet yang mengitari bintang serupa Matahari dan bagaimana planet berevolusi di sistem akan jadi fakter penentu bagi tumbuh kembangnya kehidupan.

Menarik bukan?

Dalam katalog baru ini, para astronom berhasil memastikan kehadiran 219 planet baru dan diantaranya, ada 10 planet yang seukuran bumi dan berada di zona laik huni. Dari ke-10 planet, ada satu yang mirip dengan Bumi dari ukuran dan orbit.

KOI 7711, Kandidat Planet Mirip Bumi

KOI a.k.a Kepler Object of Interest merupakan obyek yang diamati Kepler dan masuk dalam jajaran kandidat planet. Kandidat planet yang sudah dikonfirmasi keberadaannya dalam katalog terbaru Kepler ini mengitari bintang KOI 7711 yang serupa Matahari. Massa dan ukuran bintang ini hanya sedikit lebih kecil dari Matahari yakni 0,86 massa Matahari dan 0,79 radius Matahari. Temperatur bintang ini hampir sama dengan Matahari yakni 5734 K, hanya berbeda ~44 K.

Planet yang mengitari bintang KOI 7711 diketahui keberadaannya dari 4 transit yang berhasil dideteksi Kepler. Karakteristik planet ini memang mirip Bumi. Dari peristiwa transit, planet ini diketahui memiliki ukuran 1,3 radius Bumi. Sedikit lebih besar tapi bisa disimpulkan kalau kerapatannya cukup tinggi dan merupakan planet kebumian seperti planet Biru yang jadi rumah bagi manusia ini.

Kemiripannya bukan cuma itu. Kandidat planet KOI 7711 mengitari sang bintang dari jarak 0,8 AU atau 120 juta km. Hanya 30 juta km lebih dekat dari Bumi ke Matahari. Akibatnya, waktu yang dibutuhkan untuk mengelilingi bintang pun jadi sedikit lebih cepat.

Jika  kita bisa mengunjungi planet ini, satu tahun akan berakhir dalam 302,7 hari. Di sini, kita tidak akan merasakan perbedaan dari Bumi karena radiasi yang diterima hampir sama dengan radiasi Matahari yang diterima Bumi.

Planet Bumi Super vs Mini Neptunus

Planet-planet kecil yang ditemukan Wahana Kepler di area laik huni bintang. Kredit: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel
Planet-planet kecil yang ditemukan Wahana Kepler di area laik huni bintang. Kredit: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

Hal menarik lainnya dalam penyusunan katalog ini adalah keberadaan planet-planet kecil yang ditemukan Kepler. Ukuran planet ini bisa diketahui dari pengamatan dengan metode transit seperti yang dilakukan Wahana Kepler. Tampaknya, Wahana Kepler justru menemukan lebih banyak planet-planet kecil yang lebih besar dari Bumi tapi lebih kecil dari Neptunus. Ukuran planet-planet ini merentang dari 1 – 4 kali ukuran Bumi. Tidak ada garis pasti yang bisa membedakan apakah planet-planet tersebut mirip Bumi yang kerapatannya tinggi dengan sedikit atmosfer atau justru mirip Neptunus yang renggang dengan atmosfer tebal?

Sampai saat ini, seluruh planet yang ukurannya 1 – 4 radius Bumi masih dikelompokkan dalam 1 tipe yang sama yakni planet Bumi super. Dari analisa planet yang ditemukan Kepler, ternyata ada kesenjangan populasi planet yang berukuran 1,5 – 2 radius Bumi. Planet – planet dengan ukuran ini justru langka atau jarang ditemukan. Paling banyak itu yang ukurannya lebih kecil dari 1,5 radius Bumi atau justru lebih besar dari 2 – 3 radius Bumi.

Dari informasi yang ada dan data pengamatan kecepatan radial, planet dengan ukuran 1,6 lebih besar dari Bumi cenderung memiliki selubung gas dan kerapatan yang rendah. Artinya, planet-planet ini sudah mulai beralih ke planet gas. Sedangkan planet-planet yang ukurannya lebih kecil dari 1,6 ukuran Bumi justru memiliki kerapatan tinggi, selaras dengan planet batuan. Langkanya planet dengan ukuran 1,5 – 2 lebih besar dari Bumi memperlihatkan keberadaan 2 tipe planet pada rentang tersebut. Planet Bumi Super dengan ukuran kurang dari 1,3 ukuran Bumi dan Planet Mini Neptunus yang ukurannya lebih besar dari 2,4 ukuran Bumi.

Itu dari sisi ukuran. Perbedaan tipe dan ukuran ini bisa terjadi karena jenis dan jumlah materi yang diakresi. Ukuran sebuah planet bisa berubah jika materi yang sudah terikat itu terlepas.

Evolusi pembentukan planet Bumi super dan planet mini Neptunus. Krdit: NASA/Ames Research Center/JPL-Caltech/R. Hurt
Evolusi pembentukan planet Bumi super dan planet mini Neptunus. Krdit: NASA/Ames Research Center/JPL-Caltech/R. Hurt

Komposisi planet sangat ditentukan oleh materi yang diakresi saat pembentukan. Kedua tipe planet memulai pembentukan dengan cara yang sama. Planetesimal di sekitar bintang bergabung membentuk inti batuan. Setelah inti terbentuk, gaya tarik cikal bakal planet kemudian menarik gas yang ada di sekitarnya untuk bergabung.

Untuk planet batuan seperti Bumi, ukurannya tidak melebihi 75% lebih besar dari ukuran Bumi. Sedangkan penambahan gas 2% saja pada inti planet batuan akan membentuk selubung gas tebal yang melapisi inti.

Dalam evolusi pembentukannya, planet-planet ini juga menerima radiasi dari bintang yang cukup intens jika berada dekat dengan sang bintang induk. Akibatnya, ada materi yang lepas dari planet dan planet yang tadinya terbentuk bersama-sama akan berakhir dalam dua tipe planet dengan komposisi yang berbeda.

Planet Bumi super yang merupakan planet batuan serupa Bumi dan Planet mini Neptunus, si planet gas kecil yang serupa Neptunus.

Berdasarkan teori, kedua tipe planet ini tidak seharusnya ada. Dan kita memang tidak menemukan contoh kehadiran planet Bumi super ataupun mini Neptunus di Tata Surya. Atau mungkin belum? Menurut teori, planet seharusnya gagal mengakresi atau mengumpulkan materi untuk jadi planet Bumi super. Di sisi lain, lebih memungkinkan jika planet itu menarik banyak sekali gas di sekitarnya untuk jadi planet gas raksasa seperti yang kita kenal. Tapi, hasil pengamatan menyatakan sebaliknya. Planet-planet ini justru umum ditemukan.

Agar planet-planet gas serupa Neptunus ini bisa terbentuk, evolusinya harus dimulai dengan atmosfer yang sangat tebal, sehingga bisa selamat dari erosi oleh radiasi bintang. Atau solusi lain, planet-planet ini terbentuk jauh dari bintang dan bermigrasi.

Pohon keluarga planet yang memperlihatkan tipe-tipe planet yang terbentuk. Kredit: NASA/Ames Research Center/JPL-Caltech/Tim Pyle
Pohon keluarga planet yang memperlihatkan tipe-tipe planet yang terbentuk. Kredit: NASA/Ames Research Center/JPL-Caltech/Tim Pyle

Secara umum, Wahana Kepler dan berbagai pengamatan exoplanet menemukan beberapa tipe exoplanet, yakni Jupiter panas, planet gas raksasa yang dingin, planet lautan, planet es, planet batuan dan planet lava. Setiap planet memiliki komposisi yang khas dan unik, serta bergantung pada lokasinya dari bintang. Yang menarik, ada planet lava yang berada sangat dekat dengan bintang. Planet-planet ini merupakan planet batuan yang menerima radiasi sangat tinggi dari bintang sehingga permukaannya diselubungi oleh lava. Kehadiran planet Bumi super dan planet mini Neptunus jadi bagian baru dari keluarga exoplanet yang sudah ada.

Rilis katalog Kepler ini jadi akhir dari misi Kepler yang saat ini sudah memasuki misi K2, misi lanjutan untuk mengamati bintang-bintang di bidang galaksi. Satu babak selesai, akan tetapi masih banyak tugas untuk mengungkap misteri planet – planet yang ditemukan Kepler.

Tertarik mengolah data Kepler? Silakan kunjungi arsip data Kepler di laman NASA Exoplanet Archive.

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.