Pasangan Yang Mengejutkan dari Bintang Katai Putih

Untuk pertama kalinya para astronom menemukan ada exoplanet yang mengelilingi bintang katai putih.

Ilustrasi pasangan bintang katai putih dan planet gas raksasa WD 1856b. Kredit: NASA’s Goddard Space Flight Center
Ilustrasi pasangan bintang katai putih dan planet gas raksasa WD 1856b. Kredit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Memang tidak semua bintang dikelilingi planet. Tapi kadang para astronom justru menemukan planet pada tempat yang tidak diharapkan!

Katai Putih

Ketika bintang seperti Matahari beranjak tua ditandai oleh habisnya hidrogen yang sudah menjadi helium, maka bintang pun mengembang menjadi raksasa merah.Bintang kemudian melontarkan lapisan terluar dan kehilangan 80% massa menyisakan pusat bintang yang kemudian menjadi katai putih.

Setelah helium di pusat bintang habis, maka bintang serupa Matahari akan mengalami keruntuhan. Materi di pusat bintang memadat menjadi bola kecil yang dikenal sebagai katai putih.

Selama proses ini berlangsung, planet yang mengorbit dekat bintang justru mengalami kehancuran. Selain itu, objek yang mendekati bintang katai putih juga akan dicabik-cabik oleh gravitasi bintang yang sangat besar. Karena itu, tidak umum untuk menemukan panet mengorbit katai putih, apalagi planet raksasa.

Kejutan!

Tapi, inilah yang ditemukan astronom!? Sebuah eksoplanet raksasa ditemukan mengorbit di dekat bintang katai putih.

Planet WD 1856b. Planet raksasa sekitar 13,8 massa Matahari ini mengitari bintang katai putih WD 1856+534 ukurannya hanya 40% lebih besar dari Bumi. Yang menarik, ukuran WD 1856b justru 7 kali lebih besar dari ukuran bintang katai putihnya. Exoplanet raksasa ini bergerak mengitari bintang induknya setiap 34 jam dan bergerak 60 kali lebih cepat dari kecepatan Merkurius saat mengitari Matahari.  Hasil pengamatan Teleskop Spitzer juga memperlihatkan kalau WD 1856b cukup dingin yakni 17ºC.

Planet WD 1856b. Planet inilah yang ditemukan di katai putih. Massanya sekitar 13 massa Jupiter dan ditemukan dari data pengamatan Teleskop Gemini Utara milik NOIRLab, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), Teleskop Spitzer, serta berbagai teleskop lainnya di seluruh dunia.

Sistem WD 1856 berada pada jarak 80 tahun cahaya di rasi Draco dengan planet WD 1856b berada pada jarak hanya 18.000 km dari bintang yang usianya 10 miliar tahun. Bintang WD 1856 merupakan anggota jauh dari sistem bintang bertiga.

Lolos Dari Kehancuran

Bagaimana WD 1856b bisa selamat dari kehancuran masih menjadi pertanyaan. Apalagi lokasinya sangat dekat dengan bintang. Penjelasan yang memungkinkan, planet sejak awal bukan berada di dekat bintang melainkan bermigrasi dari lokasi yang cukup jauh. Diperkirakan, WD 1856b pada mulanya berada 50 kali lebih jauh dari jaraknya sekarang. Selain itu oorbit WD 1856b juga lonjong tapi perlahan-lahan akan berubah jadi lingkaran akibat gravitasi bintang.

Ada dua skenario yang dibuat untuk menjelaskan bagaimana planet WD 1856b bisa utuh di dekat bintang katai putih. Yang pertama, ada objek raksasa lain seukuran Jupiter di dekat orbit awal WD 1856b yang jauh dari bintang. Pengaruh gravitasi yang kuat dari objek tersebut menyebabkan ketidaksetimbangan sehingga WD 1856b bermigrasi ke bagian dalam sistem.

Skenario lainnya melibatkan gangguan gravitasi yang terjadi secara berkala dari dua bintang lain di dalam sistem yakni G229-20 A dan B dalam rentang miliaran tahun, serta gangguan bintang pengembara yang terbang lintas alias lewat di dekat bintang WD 1856. Akibatnya planet mengalami gangguan dan bermigrasi ke dekat bintang.

Penemuan ini memperlihatkan bahwa ada kemungkinan planet seukuran Jupiter bisa selamat dari kehancuran bintang. Ini juga mengindikasikan planet bisa menemukan rumah barunya di sekitar katai putih.

Planet atau Bintang Gagal

Jika diperhatikan, planet punya rentang massa yang cukup luas. Tapi, apakah ada massa maksimum sebuah planet? Ternyata ada. Planet paling masif itu sekitar 13 massa Jupiter. Bahkan sebenarnya ini merupakan perbatasan massa antara planet dan bintang terkecil.

Jadi untuk benda lebih dari 13 massa Jupiter, objek tersebut bisa memicu atau memulai pembakaran deutrium menjadi helium. Tapi, reaksi fusi nuklir ini segera berakhir ketika deutrium habis. Dan pada objek dengan massa seperti ini, deutriumnya sangat sedikit. Ketika pembakaran berhenti, maka objek akan mendingin. Cahaya objek ini sangat redup pada panjang gelombang inframerah.

Objek tersebut mirip bintang tapi gagal menjadi bintang dan dikenal sebagai bintang katai coklat.

Exoplanet WD 1856b memiliki massa sekitar 13 massa Jupiter. Itu artinya, planet ini ada pada perbatasan massa antara planet dan bintang. Untuk mengetahui WD 1856b adalah planet atau bintang, diperlukan pengamatan kecepatan radial untuk mengetahui massa objek sehingga bisa diketahui komposisinya. Pengamatan kecepatan radial adalah cara untuk mencari planet di bintang lain dengan cara mengamati goyangan bintang akibat gangguan gravitasi planet yang mengelilinginya.

Akan tetapi, kali ini hal tersebut tidak bisa dilakukan. Bintang katai putih pada sistem ini sudah terlalu tua sehingga cahayanya sudah semakin redup dan semakin lemah fitur-fiturnys untuk bisa dikenali perubahannya.

Untuk itu, para astronom menggunakan metode lain. Mereka melakukan pengamatan dengan Teleskop Spitzer beberapa bulan sebelum teleskop ini pensiun untuk mengamati WD 1856b pada panjang gelombang inframerah. Pengamatan pada panjang gelombang yang sama juga dilakukan dengan Gemini Near-Infrared Spectrograph yang dipasang pada Teleskop Gemini Utara 8,1 meter.

Apabila WD 1856b adalah katai coklat, maka objek ini akan memancarkan cahaya inframerah.

Jika WD 1856b adalah katai coklat, maka Teleskop Spitzer akan mengamati peristiwa transit yang lebih terang dibandingkan bila objek ini sebuah planet. Bila WD 1856b adalah planet, maka objek ini akan menghalangi cahaya bukan memancarkan cahaya. Ketika hasil pengamatan inframerah dibandingkan dengan hasil dari Teleskop Canarias di Pulau Canary, Spanyol, mereka melihat tidak ada perbedaan berarti.

Karena itulah disimpulkan bahwa yang mengitari bintang katai putih adalah planet raksasa dengan ukuran tidak lebih dari 14 kali Jupiter.

Ramalan Masa Depan

Di masa depan, ketika Matahari tua, bintang kita ini akan menjadi katai putih. Pada saat itu, sebagian planet akan ditelan Matahari yang sedang menuju akhir hidupnya dan bertransisi menjadi bintang katai putih. Bumi pun sudah ditelan dan hancur ketika Matahari menjadi bintang raksasa merah. Akan tetapi, penemuan ini justru memberi harapan bahwa mungkin saja planet raksasa di Tata Surya bisa selamat!

Fakta keren:

Katai putih itu sangat padat. Bahkan kalau kamu bisa mengambil satu sendok teh materi katai putih, maka beratnya akan sama seperti berat seekor gajah di Bumi!


Sumber: Artikel ini merupakan publikasi ulang yang dikembangkan dari Space Scoop Universe Awareness edisi Indonesia. Space Scoop edisi Indonesia diterjemahkan oleh langitselatan.

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.