Ilustrasi oleh Universitas California Irvine
Kemungkinan besar planet ini berbatu dan membuka pintu baru terhadap kemungkinan adanya kehidupan di luar Bumi. Ini GJ 251c.
Penemuan kemungkinan “Bumi super” yang berjarak kurang dari 20 tahun cahaya dari planet kita menawarkan harapan baru bagi para ilmuwan dalam mencari dunia lain yang dapat menampung kehidupan. Tim peneliti menjuluki planet ekstrasurya, bernama GJ 251c, dari “Bumi super”, seperti yang ditunjukkan oleh data, ukurannya hampir empat kali lebih besar dari Bumi dan kemungkinan besar merupakan planet berbatu.
“Kami mencari planet-planet seperti ini karena ini adalah peluang terbaik bagi kami untuk menemukan kehidupan di tempat lain,” kata Suvrath Mahadevan, profesor astronomi di Pennsylvania State University dan salah satu penulis makalah. belajar laporan ilmiah tentang penemuan tersebut dimuat dalam majalah Jurnal Astronomi.
“Planet ekstrasurya berada di zona layak huni, jarak yang tepat dari bintang Anda sehingga air dalam bentuk cair dapat ada di permukaannya, jika suasananya cocok.”
Selama beberapa dekade, pencarian planet yang dapat menampung air cair, dan mungkin kehidupan, telah mengarahkan para astronom untuk merancang dan membangun teleskop dan model komputer canggih yang mampu mendeteksi sinyal cahaya bintang yang paling redup sekalipun. Penemuan terakhir ini adalahhasil data observasi selama dua dekade dan menawarkan salah satu prospek paling menjanjikan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di planet lain, kata Mahadevan.
Planet ekstrasurya ini ditemukan menggunakan data dari HPF (Habitable-Zone Planet Finder), sebuah spektograf inframerah dekat presisi tinggi – sebuah prisma kompleks yang memisahkan sinyal cahaya bintang – yang dipasang pada Teleskop Hobby-Eberly di Observatorium McDonald di Texas. Peneliti Penn State memimpin desain dan konstruksi HPF, yang dirancang untuk mendeteksi planet mirip Bumi di zona layak huni bintang-bintang terdekat.
“Kami menyebutnya ‘Pencari Planet Zona Layak Huni’ karena kami mencari dunia yang berada pada jarak yang tepat dari bintangnya agar air cair dapat ada di permukaannya. Ini telah menjadi tujuan utama penelitian ini,” kata Mahadevan. “Penemuan ini mewakili salah satu kandidat terbaik dalam pencarian tanda-tanda kehidupan di atmosfer di tempat lain dalam lima hingga sepuluh tahun ke depan.”
Mahadevan dan rekan-rekannya membuat penemuan ini dengan menganalisis kumpulan data yang luas selama lebih dari 20 tahun dan dikumpulkan oleh teleskop di seluruh dunia, dengan fokus pada sedikit gerakan, atau “goyangan”, dari bintang induk planet tersebut, GJ 251. “Goyangan” ini terdiri dari pergeseran Doppler kecil pada cahaya bintang yang disebabkan oleh gravitasi planet yang mengorbit.
Mereka menggunakan observasi dasar untuk meningkatkan pengukuran “goyangan” planet bagian dalam yang sebelumnya diketahui, GJ 251 b, yang menyelesaikan orbit mengelilingi bintang setiap 14 hari. Mereka kemudian menggabungkan data dasar dengan data HPF presisi tinggi baru untuk mengungkapkan sinyal kedua yang lebih kuat dalam 54 hari — menunjukkan bahwa ada planet lain yang jauh lebih masif di sistem ini.
Tim selanjutnya mengkonfirmasi sinyal planet tersebut menggunakan spektrometer NEID yang dibuat oleh peneliti Penn State, yang terhubung ke teleskop di Kitt Peak National Observatory di Arizona.
“Kami berada di garis depan dalam teknologi dan metode analisis dengan sistem ini,” kata Corey Beard, penulis makalah ilmiah, yang melakukan penelitian tersebut sambil mengejar gelar doktor di bidang astrofisika di University of California, Irvine. “Kita membutuhkan teleskop generasi berikutnya untuk secara langsung memotret kandidat ini, namun kita juga membutuhkan investasi masyarakat.”
Salah satu tantangan terbesar dalam menemukan dunia yang jauh adalah memisahkan sinyal planet dari aktivitas bintang itu sendiri, sejenis cuaca bintang, jelas Mahadevan. Aktivitas bintang, seperti bintik bintang, dapat meniru gerakan periodik sebuah planet, sehingga memberikan kesan yang salah tentang sebuah planet yang sebenarnya tidak ada.
Untuk membedakan sinyal dari kebisingan, para peneliti menerapkan teknik pemodelan komputer canggih untuk menganalisis bagaimana sinyal berubah pada panjang gelombang, atau warna cahaya yang berbeda.
“Ini adalah pertandingan yang sulit upaya untuk mengalahkan aktivitas bintang, serta mengukur sinyal halusnya, mengekstraksi sinyal samar dari apa yang pada dasarnya adalah ‘kuali’ magnetosfer permukaan bintang yang menggelegak,” kata Mahadevan.
Ia menjelaskan, penemuan exoplanet seperti GJ 251 c membutuhkan instrumen canggih dan analisis data yang kompleks. Pekerjaan ini melibatkan kolaborasi antara berbagai institusi dan pakar di seluruh dunia dan, yang paling penting, memerlukan komitmen berkelanjutan dari negara-negara yang mendanai penelitian ini – yang seringkali membutuhkan waktu puluhan tahun untuk membuahkan hasil yang nyata.
“Penemuan ini adalah contoh yang sangat baik dari kekuatan penelitian multidisiplin di Penn State,” kata Eric Ford, profesor astronomi dan astrofisika terkemuka dan direktur penelitian di Institute of Computational & Data Sciences (ICDS) di lembaga pendidikan yang sama.
“Mengurangi kebisingan dari aktivitas bintang tidak hanya memerlukan instrumentasi mutakhir dan akses teleskopik, namun juga menyesuaikan metode ilmu data dengan kebutuhan spesifik dari kombinasi bintang dan instrumen ini. Kombinasi data yang sangat bagus dan metode statistik mutakhir memungkinkan tim interdisipliner kami mengubah data menjadi sebuah Penemuan menarik yang membuka jalan bagi observatorium masa depan untuk mencari bukti kehidupan di luar Tata Surya kita“, katanya.
Meskipun tidak mungkin untuk mengambil gambar planet ekstrasurya yang ditemukan tim dengan instrumen yang ada saat ini, Mahadevan mengatakan, teleskop generasi berikutnya akan mampu menganalisis atmosfer planet tersebut, yang dapat mengungkap tanda-tanda kimiawi kehidupan.
“Kami selalu fokus pada masa depan“, katanya. “Apakah itu memastikan generasi siswa berikutnya dapat berpartisipasi dalam penelitian mutakhir atau merancang dan membangun teknologi baru untuk mendeteksi planet yang berpotensi layak huni.”
Planet ekstrasurya yang baru ditemukan ini memiliki posisi yang sempurna untuk observasi langsung dengan teknologi yang lebih maju. Mahadevan dan murid-muridnya telah merencanakan pembuatan teleskop yang lebih kuat, generasi baru teleskop berbasis darat 30 meter. Dilengkapi dengan instrumen canggih, teleskop baru ini diharapkan memiliki kemampuan untuk memotret planet berbatu terdekat di zona layak huni bintangnya.
“Meski kami belum bisa memastikan keberadaan atmosfer atau kehidupan di GJ 251 c, planet ini mewakili target yang menjanjikan untuk eksplorasi di masa depan“, kata Mahadevan. “Kami telah membuat penemuan menarik, namun masih banyak lagi yang perlu dipelajari tentang planet ini.”
