Eksoplanet-eksoplanet Baru nan Unik
Eksoplanet terus ditemukan. Karakternya unik. Ada eksoplanet seringan permen kapas, panas bak neraka, dan penuh lava.
Ilustrasi eksoplanet seringan permen kapas WASP-193 b (kanan). Disebut eksoplanet permen kapas karena massa jenis planet ini dengan permen kapas hampir sama. Ini adalah eksoplanet teringan kedua yang sudah ditemukan.
Planet-planet baru di luar Tata Surya terus ditemukan. Banyak di antara eksoplanet itu memiliki karakter unik yang tidak ditemukan pada planet-planet di Tata Surya, mulai dari eksoplanet yang seringan permen kapas, eksoplanet yang panas membara, hingga eksoplanet bak lelehan lava yang merah menyala.
Sejak pertama kali terkonfirmasi pada 1992, data Institut Sains Eksoplanet Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional Amerika Serikat (NASA) hingga 8 Mei 2024 menyebut sudah ada 5.626 eksoplanet yang terkonfirmasi keberadaannya. Ribuan eksoplanet lain yang sudah ditemukan masih menunggu konfirmasi untuk memastikan eksistensinya.
Keberadaan eksoplanet-eksoplanet itu memberi banyak pemahaman baru pada manusia tentang keberagaman karakteristik planet yang tidak ditemukan pada delapan planet yang dimiliki Tata Surya. Kondisi ini juga memberi tantangan baru pada astronom dalam memahami bagaimana sistem keplanetan dan planet terbentuk di alam semesta.
Salah satu karakter eksoplanet yang baru ditemukan adalah eksoplanet WASP-193 b yang memiliki ukuran 1,5 planet Jupiter, tetapi massanya hanya sepersepuluh dari planet terbesar di Tata Surya tersebut. Meski ukuran eksoplanet ini raksasa, bobotnya sangat ringan sehingga astronom menyebut sebagai eksoplanet permen kapas.
Sebagai gambaran betapa ringannya bobot eksoplanet ini, Bumi sebagai planet batuan memiliki massa jenis 5,5 gram per sentimeter kubik dan Jupiter sebagai planet gas mempunyai kerapatan 1,3 gram per sentimeter kubik. Namun, massa jenis WASP-193 b hanya 0,059 gram per sentimeter kubik. Sementara kerapatan permen kapas umumnya 0,05 gram per sentimeter kubik.
”Planet ini sangat ringan sehingga sulit mencari padanannya dengan material padat,” kata salah satu pemimpin tim penemu dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT) Amerika Serikat, Khalid Barkaoui, seperti dikutip Space, Rabu (15/5/2024).
Dianalogikan sebagai permen kapas karena WASP-193 b dan permen kapas sama-sama terbuat dari gas ringan, bukan gas padat. Susunan gas penyusun ini membuat eksoplanet tersebut tidak hanya ringan, tetapi juga sangat halus.
Ilustrasi eksoplanet permen kapas WASP-193 b (kanan) yang mengelilingi bintang induk seukuran Matahari.
WASP-193 b mengorbit bintang induknya pada jarak 10 juta kilometer atau 0,07 kali jarak Bumi ke Matahari. Dengan jarak sedekat itu, eksoplanet raksasa ini hanya butuh waktu 6,2 hari untuk satu kali mengelilingi bintang induknya yang mirip Matahari bernama WASP-193. Bintang WASP-193 ini berjarak 1.200 tahun cahaya dari Bumi.
Massa WASSP-193 b yang sangat ringan itu menjadikannya sebagai eksoplanet teringan kedua dalam katalog eksoplanet setelah Kepler 51 d. Eksoplanet Kepler 51 d ini berukuran seperti Neptunus, tetapi massanya hanya 10 kali massa Bumi. Bandingkan dengan Neptunus di Tata Surya yang memiliki massa 17 kali massa Bumi.
Tim MIT menemukan WASP-193 b menggunakan sistem Wide Angle Search for Planets (WASP) yang terdiri atas dua observatorium robotik dengan satu teleskop berada di belahan Bumi utara dan satu teleskop lagi di belahan Bumi selatan.
Dianalogikan sebagai permen kapas karena WASP-193 b dan permen kapas sama-sama terbuat dari gas ringan, bukan gas padat.
Eksoplanet ini dideteksi pertama kali dari Bumi saat transit atau melintas di depan bintang induknya. Transit ini juga memungkinkan astronom menentukan ukuran dan periode yang ditempuh eksoplanet tersebut untuk mengelilingi bintang induknya.
Sementara massa WASP-193 b ditentukan dengan mengamati tarikan gravitasinya terhadap bintang induk saat mengorbit. Tarikan eksoplanet ini membuat gerak bintang menjadi sedikit bergoyang. Goyangan bintang itu membuat panjang gelombang yang datang dari bintang induk berubah-ubah sehingga astronom bisa menghitung massanya. Namun, peneliti butuh waktu empat tahun untuk mengamati perubahan kecil cahaya bintang tersebut.
Sangat ringannya bobot WASP-193 b membuat pembentukan eksoplanet ini sulit dijelaskan dengan teori klasik pembentukan planet. Tim peneliti memperkirakan eksoplanet superringan ini tersusun atas hidrogen dan helium, sama seperti planet raksasa di Tata Surya, seperti Jupiter dan Saturnus.
Gas-gas penyusun eksoplanet itu selanjutnya membentuk atmosfer yang mengalami inflasi berlebihan hingga akhirnya menggembung sangat besar. Namun, belum jelas bagaimana eksoplanet ini bisa mempertahankan gembungan super tersebut. Secara teoretis, gembungan atmosfer WASP-193 b itu akan hancur oleh bombardir radiasi bintang induk yang sangat dekat. Namun, nyatanya, itu tidak terjadi.
Baca juga: Berharap Eksoplanet TOI 700 d Seperti Bumi
Ilustrasi planet yang permukaannya dipenuhi oleh muntahan lava cair dari letusan gunung berapi.
Eksoplanet ”neraka”
Eksoplanet lain yang baru ditemukan adalah 55 Cancri e. Keberadaan eksoplanet yang ditemukan tahun 2004 ini terkonfirmasi oleh pengamatan dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST). Disebut ”planet neraka”, seperti ditulis Livescience, 12 Mei 2024, karena permukaan eksoplanet ini tertutup lautan magma cair yang suhu panasnya cukup untuk melelehkan besi.
55 Cancri e adalah dunia yang berapi-api. Eksoplanet ini dikelompokkan sebagai ”Bumi super” karena ukurannya dua kali diameter Bumi. Eksoplanet ini mengorbit bintang induknya hanya pada jarak 4 persen dari jarak antara Merkurius dan matahari atau sekitar 2,3 juta kilometer saja.
Semula, astronom tidak yakin apakah planet batuan ini bisa memiliki atmosfer. Jarak yang terlalu dekat dengan bintang induknya akan membuat eksoplanet ini terlalu panas dan tidak bisa mempertahankan atmosfernya. Namun, pengamatan JWST membuktikan bahwa eksoplanet ini memang memiliki lapisan gas meski tidak terlihat seperti pada umumnya.
Jika eksoplanet ini tidak memiliki atmosfer, suhu pada siang harinya bisa mencapai 2.200 derajat celsius. Namun, perhitungan instrumen di JWST menunjukkan suhu 55 Cancri e hanya 1.500 derajat celsius.
Perbedaan suhu teoretis dan empiris itu, menurut astronom dari Laboratorium Propulsi Jet (JPL) NASA Renyu Hu, menunjukkan adanya arus dalam atmosfer eksoplanet tersebut yang memindahkan panas dari bagian eksoplanet yang sedang mengalami siang hari ke sisi eksoplanet yang sedang malam hari. Atmosfer planet ini terdiri dari karbon dioksida dan karbon monoksida yang bergerak berputar-putar mengelilingi eksoplanet tersebut.
Selain 55 Cancri e, ada eksoplanet lain yang sama panasnya dan berisi gunung api dengan lava cair yang keluar dari dalamnya dan berwarna merah menyala, yaitu TOI-6713.01.
Gambaran artis tentang eksoplanet 55 Cancri e yang disebut sebagai planet neraka. Planet batuan ini tetap memiliki atmostfer meski suhunya panas dan jaraknya sangat dekat dengan bintang induknya.
Eksoplanet TOI-6713.01 terletak pada sistem keplanetan yang bintangnya berjarak 66 tahun cahaya dari Bumi. Planet berbatu ini berukuran sedikit lebih besar daripada Bumi dan mengorbit bintang katai oranye yang berumur 5 miliar tahun setiap 2,2 hari sekali. Eksoplanet ini memiliki banyak gunung berapi.
Warna merah menyala yang terlihat dari eksoplanet ini terjadi karena banyak gunung berapi itu sedang meletus. Pengamatan menggunakan Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) milik NASA menunjukkan planet batuan ini ditutupi cairan lava yang dimuntahkan oleh gunung berapi yang ada. Keberadaan lava itu membuat suhu permukaan planet mencapai 2.300 derajat celsius.
Tarikan antara eksoplanet-eksoplanet lain dalam satu sistem keplanetan dengan TOI-6713.01 dengan bintang induknya telah mengubah jalur orbit TOI-6713.01 dari lingkaran menjadi oval. Tarik-menarik antara gravitasi eksoplanet lain dan bintang induk itu terjadi secara terus-menerus hingga memicu gesekan internal dan panas dari dalam planet. Gesekan itu menghasilkan lava yang dimuntahkan terus-menerus ke permukaan eksoplanet tersebut melalui letusan gunung berapi.
Menurut Stephen Kane, astrofisikawan dari Universitas California Riverside, AS, yang meneliti eksoplanet ini seperti dikutip Livescience, 14 Mei 2024, dalam beberapa kasus planet kebumian yang dekat dengan bintang induknya, pemanasan bagian dalam planet itu biasanya dipicu energi dari bintang induknya. Adapun pada TOI-6713.01, pelelehan bagian dalam eksoplanet itu justru dipicu oleh energi pasang surut.
Baca juga: Eksoplanet Seukuran Bumi Makin Banyak Ditemukan
Ilustrasi artis tentang atmosfer eksoplanet yang menggembung.
Proses seperti ini juga terjadi di salah satu bulan atau satelit alami Jupiter, yaitu Io. Tarik-menarik gravitasi antara Jupiter dan dua bulan Jupiter lain. yaitu Europa dan Ganymede, telah memicu letusan ratusan gunung api aktif di Io. Proses letusan ini telah berlangsung selama 4,57 tahun sepanjang sejarah Tata Surya atau sejak Io terbentuk.
Namun, energi pasang surut yang terjadi di TOI-6713.01 itu 10 kali lebih besar dibandingkan dengan energi serupa yang terjadi di Io. ”Kondisi ini membuat TOI-6713.01 digambarkan sebagai Io dengan steroid,” tambahnya.
Semua keunikan karakteristik eksoplanet ini menambah pengetahuan baru astronom tentang bagaimana sistem keplanetan dan planet terbentuk dan berevolusi. Bagaimanapun, pengetahuan manusia tentang rumah besar dan lingkungan sekitarnya masih terbatas.
