Exoplanet Kedua di Sistem Bintang Beta Pictoris

Exoplanet kedua di bintang Beta Pictoris berhasil ditemukan lewat metode langsung dan tidak langsung!

Skema Beta Pictoris b, c, bintang Beta PIctoris, dan piringan gas dan debu di sekeliling bintang. Kredit: GRAVITY Collaboration / Axel M. Quetz, MPIA Graphics Department

Beta Pictoris c. Planet kedua dalam sistem Beta Pictoris, ditemukan lewat pengamatan kecepatan radial dan dikonfirmasi lewat pencitraan langsung. Menarik karena kita bisa memperoleh konfirmasi justru dari pengamatan langsung atau lewat pencitraan teleskop.

Itu artinya kita punya foto planet Beta Pictoris c.

Sekilas Sistem Beta Pictoris

Selama 30 tahun terakhir, sistem Beta Pictoris memang menarik perhatian para astronom karena masih dikelilingi piringan debu. Pada cincin gas dan debu inilah planet terbentuk.

Beta Pictoris merupakan bintang muda berusia 23 juta tahun di rasi Pictor yang jaraknya 63,4 tahun cahaya. Termasuk bintang kelas A yang lebih panas dari Matahari, Beta Pictoris 1,75 kali lebih masif dari Matahari dan 8,7 kali lebih cerlang.

Hasil pengamatan telah menemukan planet Beta Pictoris b pada tahun 2008. Planet pertama yang dipotret secara langsung itu termasuk masif dengan 9 massa Jupiter pada jarak 1,5 miliar km, atau pada kisaran jarak Saturnus ke Matahari. Berada pada jarak tersebut, Beta Pictoris b butuh waktu 23 tahun untuk mengitari bintang induknya.

Itu sekilas tentang Beta Pictoris b. Tak berhenti sampai di situ, pengamatan lanjutan masih dilakukan untuk mendeteksi kemungkinan planet lainnya.

Dan perburuan itu tak sia-sia. Planet Beta Pictoris b memang tidak sendirian.

Beta Pictoris c

Orbit Beta Pictoris b dan c. Kredit: GRAVITY Collaboration / Axel M. Quetz, MPIA Graphics Department

Beta Pictoris c. Planet ini ditemukan lewat pengamatan kecepatan radial selama 10 tahun oleh instrumen HARPS yang dipasang pada teleskop ESO di Chili. Pada pengamatan kecepatan radial, para astronom mendeteksi goyangan bintang yang mendekati dan menjauhi pengamat akibat interaksi gravitasi dengan planet. Pergeseran bintang tersebut bisa dilihat pada pergeseran pada spektrum.

Metode ini lebih efektif untuk menemukan planet raksasa yang berada di dekat bintang. Semakin masif planet maka pergeseran spektrum bintang juga makin lebar. Dan semakin dekat planet ke bintang, interaksi gravitasi akan memperlihatkan gerak bintang jadi makin cepat.

Untuk megonfirmasi hasil pengamatan efek Doppler bintang, para astronom melakukan pengamatan dengan kamera GRAVITY yang dipasang pada teleskop VLT di Chili. Pengamatan dengan 4 teleskop VLT 8,2 meter tersebut menghasilkan citra atau foto keberadaan planet kedua di bintang Beta Pictoris. Merode pencitraan langsung ini efektif untuk memotret planet yang jaraknya jauh dari bintang. Kalau planet berada dekat bintang, cahaya bintang yang terang akan menutupi planet.

Bisa mendeteksi dengan dua metode berbeda membuat para astronom bisa memperoleh lebih banyak informasi dari planet tersebut. Dari metode kecepatan radial, para astronom bisa memperoleh perkiraan massa planet. Tapi, dengan informasi kemiringan orbit dari pencitraan langsung, massa planet bisa ditentukan dengan baik. Selain itu, pengamatan langsung juga memberi informasi kecerlangan intrinsik planet.

Diberi identitas c atau planet kedua yang ditemukan di sistem bintang Beta Pictoris, exoplanet Beta PIctoris c ternyata sangat panas. Suhunya 1000º C. Lebih dingin dari Beta Pictoris b yang temperaturnya 1451º C. Planet ini memang masih membara karena masih sangat muda dan baru melalui proses pembentukan yang keras.

Beta Pictoris c hanya butuh 3,4 tahun untuk mengitari bintang induknya karena berada pada jarak 2,7 AU atau 405 juta km dari bintang. Setara dengan jarak sabuk Asteroid ke Matahari. Massa exoplanet Beta Pictoris c sedikit lebih kecil dari Beta Pictoris b yakni 8 massa Jupiter, tapi kecerlangannya justru 6 kali lebih redup dibanding Beta Pictoris b.

Skenario Pembentukan Planet

Bintang Beta Pictoris dan cakram gas dan debu di sekelilingnya. Kredit: GRAVITY Collaboration / Axel M. Quetz, MPIA Graphics Department

Semakin masif sebuah planet maka planet akan semakin terang. Tapi dalam pengamatan ini dengan massa yang 8 massa Jupiter, Beta Pictoris c justru 6 kali lebih redup dibanding Beta Pictoris b yang rentang massanya antara 6 – 15 massa Jupiter.

Seharusnya perbedaan kecerlangannya tidak sebesar itu. Karena itu, muncul pertanyaan baru terkait pembentukan planet. Ini karena hubungan massa dan kecerlangan terkait erat dengan proses pembentukan.

Model pembentukan planet gas raksasa yang ditemukan di Tata Surya dimulai dengan pembentukan inti batuan sebelum menangkap gas untuk menyelubunginya. Tapi, planet Beta Pictoris c masih lebih panas dari yang diprediksi jika terbentuk dengan cara ini. Model akresi yang baru bisa mengakomodasi evolusi planet panas seperti Beta Pictoris c.

Skenario lain yang jadi tandingan adalah model ketidakstabilan piringan. Pada skenario ini, tidak ada inti padat, dan planet terbentuk dari piringan gas dan debu yang mengitari bintang muda. Jadi, planetnya hanya disusun oleh gas tanpa inti padat. Untuk massa berapapun, planet yang terbentuk lebih panas, dan lebih terang. Beta Pictoris c memang panas tapi lebih dingin dibanding prediksi model ketidakstabilan piringan gas dan debu. Selain itu, jarak Beta Pictoris c masih terlalu dekat dengan bintang untuk bisa terbentuk lewat skenario ketidakstabilan piringan. Jika planet terbentuk lewat skenario ini pada jarak yang lebih jauh, maka planet harus segera bermigrasi ke areanya sekarang.

Selain skenario pembentukan planet, pertanyaan lain yang muncul adalah berapa massa planet Beta Pictoris b. Untuk mengetahui jawabannya, kita harus menunggu Beta Pictoris b menyelesaikan putaran 28 tahunnya mengelilingi bintang induk.