Planet Ekstragalaksi Pengembara di Galaksi Jauh

Ada berita gembira! Untuk pertama kalinya, para astronom berhasil menemukan planet ekstragalaksi atau planet yang berada di galaksi lain (selain Bima Sakti).Uniknya lagi, yang ditemukan bukan planet yang kita biasanya kita kenal mengelilingi bintang. Planet ekstragalaksi yang ditemukan duo astronom dari Universitas Oklahoma ini merupakan planet pengembara yang tidak mengorbit bintang. Tak hanya itu, planet ini ditemukan di galaksi lain yang jaraknya 3,5 milyar tahun cahaya dan tidak hanya satu tapi ribuan!

RX J1131-1231 Qasar yang jaraknya 6 milyar tahun cahaya dan mengalami pelensaan gravitasi oleh galaksi yang lebih dekat Bumi (tengah). Tampak empat citra quasar yang dihasilkan oleh pembelokkan cahaya pada cincin di sekleiling galaksi. Kredit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Optical: NASA/STScI
Quasar RX J1131-1231 yang jaraknya 6 milyar tahun cahaya dan mengalami pelensaan gravitasi oleh galaksi yang lebih dekat Bumi (tengah). Tampak empat citra quasar yang dihasilkan oleh pembelokkan cahaya pada cincin di sekeliling galaksi. Kredit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Optical: NASA/STScI

Pertanyaannya, bagaimana planet-planet yang notabene kecil ini bisa ditemukan di galaksi jauh?

Yang pasti, para astronom tidak melihat secara langsung keberadaan planet ekstragalaksi tersebut. Mereka menggunakan teknik lensa gravitasi untuk mengetahui keberadaan planet pengembara tersebut.

Lensa Gravitasi

Untuk menemukan planet-planet di galaksi lain, para astronom memanfaatkan efek pelensaan gravitasi. Jadi untuk mengetahui keberadaan sebuah objek yang jadi sumber cahaya yang berada sangat jauh dari pengamat, maka kita memanfaatkan keberadaan objek lain (bintang atau galaksi) yang lebih dekat dengan Bumi sebagai lensa yang membelokkan cahaya dari jauh tersebut.

Sebagai contoh, cahaya dari supernova dipancarkan ke segala arah, termasuk ke arah Bumi. Dalam perjalanannya, cahaya tersebut melintasi galaksi yang berada di antara supernova dan Bumi. Akibatnya, cahaya dari supernova tadi mengalami pembengkokkan oleh medan gravitasi galaksi yang dilewatinya. Galaksi ini bertindak sebagai lensa yang mengumpulkan dan memperkuat cahaya.

Semakin besar massa galaksi, maka makin besar pula gravitasinya dan semakin kuat pembelokkan cahaya supernova yang lewat tadi. Pembelokkan cahaya itu menyebabkan terbentuknya beberapa citra dari supernova yang jadi sumber cahaya. Akibat lainnya, cahaya supernova tadi juga diperkuat dan jadi lebih terang.

Nah, metode inilah yang digunakan untuk menemukan planet ekstragalaksi.

Sumber cahaya dalam penelitian ini datang dari quasar RX J1131-1231, galaksi terang yang berada 6 milyar tahun cahaya dari Bumi. Yang bertindak sebagai lensa gravitasi adalah galaksi yang berada di antara Bumi dan quasar RX J1131-1231. Jaraknya ~3,5 milyar tahun cahaya dan galaksi ini merupakan bagian dari gugus galaksi. Ketika cahaya dari quasar melintasi galaksi dekat tersebut, cahayanya dibelokkan dan diperkuat sehingga menghasilkan beberapa citra dari quasar tersebut.

Tapi, ada yang lebih menarik.

Cahaya dari quasar yang dibelokkan oleh galaksi itu ternyata mengalami sedikit penguatan oleh objek lain yang jadi anggota galaksi. Objek tersebut diduga merupakan bintang atau planet yang bergerak dan menyebabkan cahaya quasar tersebut semakin terang tapi kemudian meredup selama beberapa hari.

Planet Pengembara di Galaksi Jauh

Pelensaan gravitasi Quasar RX J1131-1231 menghasilkan empat citra quasar di sekeliling galaksi. Kredit: Universitas Oklahoma
Pelensaan gravitasi Quasar RX J1131-1231 menghasilkan empat citra quasar di sekeliling galaksi. Kredit: Universitas Oklahoma

Untuk mengetahui objek seperti apa yang bertindak sebagai lensamikro gravitasi, Profesor Xinyu Dai dan Dr. Eduardo Guerras dari Universitas Oklahoma melakukan analisis data sinar-X dari beberapa citra quasar RX J1131-1231 yang diamati oleh Teleskop Chandra milik NASA.

Ketika cahaya quasar RX J1131-1231 mengalami pembelokkan oleh galaksi besar yang lebih dekat Bumi, terbentuklah beberapa citra yang memperlihatkan keberadaan quasar yang berada luar biasa jauh itu pada hasil pengamatan. Untuk RX J1131-1231, ada setidaknya 3 citra yang cukup jelas dan 1 citra redup yang muncul setelah mengalami pembelokkan cahaya.

Hasil analisis memperlihatkan ada kejanggalan. Energi sinar-X dari citra hasil pelensaan gravitasi memperlihatkan terjadinya perubahan berkala sebesar 30% pada cahaya yang dipancarkan oleh besi. Perubahan ini seharusnya bukan hal aneh karena sudah pernah terlihat sebelumnya pada quasar RX J1131-1231 dan memang bisa disebabkan oleh peristiwa yang terjadi di piringan akresi lubang hitam.

Tapi untuk kasus yang satu ini ada yang berbeda. Kalau perubahan itu disebabkan oleh piringan akresi lubang hitam, tentu semua citra yang diperoleh akan sama. Ternyata, tidak demikian. Itu artinya ada sumber lain yang menyebabkan terjadinya perubahan energi dan bukan dari piringan akresi.

Duo astronom ini pun melakukan simulasi dengan persamaan pelensaan gravitasi Einstein untuk mengetahui objek apa yang jadi penyebab anomali energi tersebut. Dalam pemodelan yang dilakukan, kedua astronom ini menempatkan bintang katai coklat dan sejumlah planet (massa antara massa Bulan dan Jupiter) untuk melihat apakah efek yang sama bisa dibuat kembali.

Yang dilakukan adalah menempatkan objek yang berbeda. Untuk percobaan ini, bintang katai coklat (0,01 – 0,08 massa Matahari) dan planet (massa Bulan – Jupiter) ditempatkan sebagai objek yang menyebabkan terjadinya anomali. Ternyata, untuk katai coklat efek pelensaan yang dihasilkan masih terlalu rendah untuk menjelaskan 30% anomali pada unsur besi seperti yang diamati.

Objek diganti dengan planet yang massanya merentang dari massa Bulan hingga Jupiter. Tapi, planet – planet yang digunakan dalam simulasi adalah planet pengembara dan bukan planet yang mengitari bintang. Jika planet mengitari bintang, efek pelensaan yang dihasilkan tidak akan tampak karena tentu saja didominasi oleh efek pelensaan yang dihasilkan bintang induknya.

Dengan menempatkan sejumlah planet pengembara, efek pelensaan yang diamati bisa diduplikasi. Tapi, efek pelensaan itu tidak bisa terjadi kalau hanya satu atau dua planet. Pada simulasi ini, dibutuhkan ~2000 planet dengan massa Bulan hingga Jupiter atau 200 planet Mars hingga Jupiter agar bisa menghasilkan efek yang diamati tersebut.  Planet ekstragalaksi yang ditemukan tersebut memang bukan dari pengamatan langsung melainkan hasil simulasi untuk menciptakan kembali hasil pengamatan yang serupa. Karena itu, perlu ada pengujian lain dnegan teknik yang sama untuk memastikan kalau efek pelensaan gravitasi ini berlaku umum untuk menemukan planet di galaksi lain.

Apakah mungkin ada ribuan planet pengembara seperti itu?

Jawabannya mungkin saja. Ketika planet terbentuk pada bintang, ada yang kemudian terlontar ke luar dari sistem saat berinteraksi dengan planet yang lebih besar. Planet-planet inilah yang kemudian mengembara seorang diri di ruang antar bintang, menanti untuk ditemukan.

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.