Kandidat Exoplanet Extragalaksi di Galaksi Pusaran Air

Para astronom menemukan kandidat extroplanet a.k.a exoplanet extragalaksi pertama di Messier 51 (M51) atau galaksi pusaran air. 

Kiri: Kandidat exoplanet di galaksi Pusaran Air (M51) tampak di dalam kotak kecil. Kanan: Ilustrasi aliran materi yang diakresi bintang neutron atau lubang hitam dari bintang pasangannya. Kredit: X-ray: NASA / CXC / SAO / R. DiStefano, et al.; Optical: NASA / ESA / STScI / Gendler
Kiri: Kandidat exoplanet di galaksi Pusaran Air (M51). Kanan: Ilustrasi aliran materi yang diakresi bintang neutron atau lubang hitam dari bintang pasangannya. Kredit: X-ray: NASA / CXC / SAO / R. DiStefano, et al.; Optical: NASA / ESA / STScI / Gendler

Planet tidak hanya ada di Tata Surya mengelilingi Matahari. Dan dugaan yang muncul ratusan tahun lalu ini akhirnya memperoleh jawaban lewat penemuan exoplanet. Penemuan planet 51 Peg b pada bintang Pegasi 51 yang serupa Matahari menjadi tonggak awal era exoplanet.

Sejak itu sudah 4868 planet ditemukan mengitari 3597 bintang dan masih ada 7913 kandidat planet yang belum dikonfirmasi. Dan ini baru hasil pengamatan pada sebagian kecil area Bima Sakti. 

Seandainya semua bintang di Bima Sakti punya planet, tentu ada miliaran planet di Bima Sakti. Bagaimana dengan galaksi lain?

Para astronom memang menduga bintang-bintang di galaksi lain juga punya planet. tapi bagaimana menemukannya menjadi tantangan tersendiri. Metode yang selama ini sukses untuk mencari planet di Bima Sakti tidak bisa diterapkan pada planet di galaksi lain. 

Kita ada di Bima Sakti. Ketika kita mengamati angkasa, galaksi-galaksi lain hanya menempati sepotong kecil area langit sehingga sangat sulit untuk bisa mempelajari bintang satu persatu dengan lebih detail. Apalagi untuk mendeteksi kehadiran planet lewat kecepatan radial dan transit. 

Tapi bukan berarti tak bisa. 

Selama ini para astronom menggunakan teknik pelensaan mikrogravitasi untuk mencari planet di galaksi lain. Akan tetapi, detail bintang dan planet yang bisa diperoleh sangat minim.

Kali ini para astronom menerima indikasi transit planet dalam sinar-X dari galaksi Pusaran Air yang jaraknya 28 juta tahun cahaya dari kita! 

Kedipan dari Galaksi Pusaran Air

Nun jauh di galaksi Pusaran Air, ada pasangan bintang sinar-X yang jadi target pengamatan para astronom yang dipimpin oleh Rosanne Di Stefano dari Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) di Cambridge, Massachusetts. Pengamatan dilakukan dengan teleskop antariksa Chandra milik NASA dan XMM-Newton milik ESA.

Sepasang bintang ini sedang berdansa saling mengitari pusat massanya. Tapi tentu saja ini bukan bintang gandabiasa. Bintang ganda sinar X ini terdiri dari bintang maharaksasa biru yang 20 kali lebih masif dari Matahari dengan bintang kompak sebagai pasangannya.

Bintang kompak merupakan bintang yang massa dan kerapatannya sangat tinggi. Pada sistem ganda sinar-X, bintang kompak bisa berupa bintang neutron atau lubang hitam. Biasanya bintang kompak ini mengakresi materi dari bintang pasangan yang sedang berada di deret utama.

Dan itu yang memang terjadi. Bintang neutron ataupun lubang hitam di sistem ini sedang melahap materi dari bintang maharaksasa bitu. Mirip vampir yang menghisap darah korbannya. Aliran materi terjadi karena bintang neutron atau lubang hitam gravitasinya sangat kuat sehingga bisa menarik materi dari bintang maharaksasa biru pasangannya.

Saat plasma panas mengalir, cahayanya sangat terang bahkan sejuta kali lebih terang dari Matahari. Dan para astronom yang mengamatinya pada panjang gelombang sinar-X. 

Yang menarik, pancaran sinar-X itu tiba-tiba menghilang selama tiga jam seperti ada objek lain yang lewat dan memblokir cahaya tersebut. Mirip seperti transit planet pada bintang. 

Bedanya, pada pengamatan transit, cahayanya hanya meredup sesaat. Sementara cahaya sinar-X dari pasangan bintang ini benar-benar menghilang. 

Sebenarnya ini bukan hal aneh. 

Aliran plasma panas yang memancarkan sinar-X ini sangat kecil dalam pengamatan kita. Areanya hanya 50.000 km dan tentu saja areanya sangat kecil dari sudut pandang pengamat di Bumi. Akibatnya ketika ada benda lain yang melintas, maka benda itu akan menghalangi seluruh pancaran sinar-X dari aliran plasma bintang tersebut.

Untuk mengetahui objek yang jadi tersangka, para astronom melakukan analisis yang menyertakan berbagai kemungkinan. Jika yang menyebabkan peredupan adalah awan gas dan debu maka seharusnya terjadi peredupan energi pada beberapa area terlebih dahulu. Yang terjadi, peredupan justru terjadi bersamaan di semua area. Jika yang lewat adalah bintang katai putih, maka gravitasi yang ekstrim dari bintang ini akan membelokan dan memperkuat cahaya bukan memblokirnya. 

Simulasi justru memperlihatkan jika yang lewat memang sebuah planet dan peredupan terjadi sesuai dengan hasil pengamatan.

Kandidat Exoplanet Extragalaksi

Diagram bagaimana kandidat extroplanet M51-ULS-1 memblokir cahaya dari aliran plasma yang mengalir selama 3 jam. Kredit: NASA / CXC / M. Weiss

Untuk mengetahui tersangkanya, para astronom melakukan analisis yang menyertakan berbagai kemungkinan. Jika yang menyebabkan peredupan adalah awan gas dan debu maka seharusnya terjadi peredupan energi pada beberapa area terlebih dahulu. Yang terjadi, peredupan justru terjadi bersamaan di semua area. Jika yang lewat adalah bintang katai putih, maka gravitasi yang ekstrim dari bintang ini akan membelokan dan memperkuat cahaya bukan memblokirnya. 

Simulasi memperlihatkan jika yang lewat sebuah planet maka peredupan yang terjadi sesuai dengan hasil pengamatan.

M51-ULS-1. Inilah kandidat extroplanet a.k.a exoplanet extragalaksi pertama di galaksi lain.

Dari periode peredupan, jika ukurannya setara Bumi, maka pancaran sinar-X hanya padam selama beberapa menit. Tapi, untuk planet berukuran Jupiter, periode pemblokiran sinar-X bisa berlangsung beberapa jam. Setelah melakukan simulasi dengan periode peredupan 3 jam sesuai pengamatan, para astronom berkesimpulan kalau M51-ULS-1 seukuran Saturnus.

Kandidat extroplanet M51-ULS-1 mengelilingi bintang neutron atau lubang hitam pada jarak dua kali jarak Saturnus dari Matahari! 

Orbitnya yang sangat lebar membutuhkan waktu yang panjang untuk bisa transit lagi dan memblokir cahaya. M51-ULS-1 membutuhkan waktu 70 tahun untuk menyelesaikan orbitnya atau menghasilkan peredupan sinar-X yang sama. Untuk memperoleh peredupan berkala dan memastikan M51-ULS-1 adalah extroplanet di sistem bintang ganda sinar-X, para astronom membutuhkan waktu beberapa abad!

Tapi, seandainya M51-ULS-1 memang sebuah planet, maka objek ini telah berhasil bertahan melalui supernova ketika bintang meledak dan menyisakan bintang neutron atau lubang hitam. Di masa depan, planet ini harus mampu melewati masa sulit lain, ketika bintang maharaksasa biru di sistem ini meledak. Pada saat itu radiasi yang menhujani planet akan sangat kuat. Bahkan sebelum bintang maharaksasa biru meledak, saat ini jika ada kehidupan di M51-ULS-1 pun tidak akan bertahan dari hantaman radiasi.

Apakah M51-ULS-1 merupakan sebuah planet? Kita tunggu saja jawaban lewat pengamatan berikut beberapa dekade lagi.

Ditulis oleh

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.

Tulis komentar dan diskusi...