Sistem enam planet disetel dengan sempurna – Dunia Fisika

Sebuah sistem langka yang terdiri dari enam exoplanet, semuanya lebih kecil dari Neptunus namun lebih besar dari Bumi, telah ditemukan dengan orbit yang semuanya beresonansi satu sama lain. Sistem ini ditemukan oleh para astronom yang dipimpin oleh Rafael Lukas dari Universitas Chicago, yang berpendapat bahwa planet-planet dalam konfigurasi ini tetap tidak terganggu sejak pembentukannya satu miliar tahun yang lalu.

Harta karun planet juga memberikan salah satu peluang terbaik untuk mengkarakterisasi “mini-Neptunus”, yang merupakan kelas planet misterius yang tidak ada di Tata Surya.

Planet-planet tersebut mengorbit bintang oranye yang disebut HD 110067, yang terletak sekitar 100 tahun cahaya jauhnya. Dua planet terdalam, yang dijuluki b dan c, ditemukan oleh NASA Satelit Transit Planet Satelit Transit (TESS) misi. Luque dan rekannya kemudian memperhatikan bahwa orbit planet b dan c berada dalam resonansi. Pasalnya, periode orbitnya 9.114 hari dan 13.673 hari memiliki perbandingan 2:3. Ada juga hal lain dalam data tersebut – transit jahat yang tidak dapat dikaitkan dengan planet b atau c.

Mengingat resonansi orbit b dan c, masuk akal jika ada planet transit lain dalam sistem HD 110067, maka mereka mungkin memiliki resonansi orbit yang sama. Dengan menggunakan peristiwa transit yang tidak disengaja sebagai titik awal, dan menebak bahwa planet ketiga bernama d mungkin juga memiliki rasio orbital 2:3 dengan planet c, memungkinkan tim untuk memprediksi kapan planet d akan transit berikutnya. Mereka menindaklanjuti hal ini dengan Badan Antariksa Eropa Cheops teleskop dan menemukan planet seperti yang diperkirakan.

Dari periode orbit planet d yang 20.519 hari, tim Luque kemudian mampu memprediksi planet keempat bernama e, dengan orbit 30.793 hari yang beresonansi 2:3 dengan planet d, dan cocok dengan salah satu planet yang belum ditetapkan. transit dilihat oleh TESS.

Sudut Laplace

Masih ada beberapa transit yang tidak dapat dijelaskan dalam data TESS. Untuk mengetahui planet mana yang transit ini, tim Luque memanfaatkan aturan rumit orbit resonansi seperti yang ditetapkan oleh ahli matematika abad kedelapan belas Pierre-Simon Laplace, yang mempelajari orbit resonansi beberapa bulan Jupiter.

Seperti bulan-bulan Jupiter, planet-planet HD 110067 “selalu harus berada dalam sudut tertentu satu sama lain agar gangguan apa pun yang mereka lakukan terhadap satu sama lain tidak dapat berkembang,” kata anggota tim Andrew Collier Cameron dari Universitas St Andrews, yang fokus pada pengukuran massa planet dengan teknik kecepatan radial.

Sudut yang disinggung Cameron disebut sebagai sudut Laplace, dan memberikan konfigurasi orbit yang stabil. Setiap penyimpangan darinya akan mengakibatkan gangguan gravitasi yang semakin besar seiring berjalannya waktu. Akibatnya planet-planet akan terlempar keluar dari resonansinya dan sangat mungkin terlempar ke orbit yang saling bersilangan, sehingga bisa bertabrakan.

Dengan memperkirakan sudut Laplace yang seharusnya, tim Luque mampu memperkirakan bahwa planet f dan g akan memiliki periode orbit masing-masing 41.0575 dan 54.7433 hari. Ini cocok dengan dua sisa transit yang tidak dapat dijelaskan dalam data Kepler. Pasangan planet e dan f, serta f dan g, masing-masing memiliki resonansi orbital 3:4.

Ada kemungkinan terdapat lebih banyak planet yang mengorbit HD 110067 pada orbit yang lebih luas dalam zona layak huni bintang tersebut. Namun, jika ada lebih banyak planet, baik TESS maupun CHEOPS tidak mencatat adanya transit. Artinya, upaya untuk menemukan planet ketujuh atau kedelapan akan menjadi “pencarian buta”, kata Luque. “Tetapi jika kita beruntung dan menemukan planet tambahan, tentu akan sangat menarik karena potensinya untuk layak huni.”

Namun, tidak ada prospek untuk mencari planet lain dalam waktu dekat. Jika ada planet yang mengorbit selama 75 hari, misalnya, CHEOPS harus mengamati HD 110067 setidaknya selama waktu tersebut untuk mengamati satu transit. Namun, mengamati waktu sangatlah berharga, seperti yang dijelaskan Luque; “Kami lebih memilih untuk menginvestasikan sumber daya observasi untuk menyempurnakan parameter planet yang diketahui dalam sistem”.

Mengkarakterisasi planet-planet

Pekerjaan lebih lanjut pada sistem ini akan melibatkan penyempurnaan parameter planet yang diketahui – yang bergantung pada pengukuran massanya. Jari-jari setiap planet ditentukan dari seberapa banyak cahaya bintang yang terhalang saat transit di depan bintang – ukurannya berkisar antara 1.9 hingga 2.85 jari-jari Bumi. Massa ditentukan oleh pengukuran kecepatan radial, yang mengamati bagaimana planet menyebabkan bintang bergetar. Setelah jari-jari dan massanya diketahui, kepadatan planet dapat dihitung. Apakah planet-planet tersebut memiliki atmosfer yang tebal dapat ditentukan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb.

Sejauh ini, massa baru diperoleh untuk tiga planet, yaitu planet b (5.69 massa Bumi), d (8.52 massa Bumi), dan f (5.04 massa Bumi). Ini dilakukan dengan menggunakan HARPS-Utara instrumen pada Teleskop Nasional Galileo di Kepulauan Canary dan Spektograf CARMENES pada jarak 3.5 meter Observatorium Calar Alto Di spanyol.

“Tiga planet lainnya masih terbang sedikit di bawah kemampuan deteksi kami,” kata Cameron. Secara khusus, aktivitas bintang dapat menutupi sinyal kecepatan radial planet. “Jadi hal berikutnya yang harus dilakukan adalah mempelajari kecepatan radial lebih dalam sehingga kita dapat menentukan massa planet.”

Sepasang planet jahat ditemukan berkeliaran di Nebula Orion

Pengukuran waktu transit memberikan cara lain untuk mengukur massa planet. Saat planet-planet mengorbit bintangnya, gravitasinya dapat menarik satu sama lain ke belakang, atau mempercepat satu sama lain, yang mengakibatkan sedikit perbedaan pada saat planet-planet tersebut terlihat transit. Besarnya perbedaan tersebut ditentukan oleh tarikan gravitasi, dan juga oleh massanya.

Terlepas dari seperti apa planet-planet ini, keberadaannya pada orbit resonansi saja sudah cukup menonjol. Teori menyatakan bahwa planet-planet terbentuk dalam resonansi ini. Biasanya resonansi ini kemudian dihancurkan oleh gangguan gravitasi dari bintang-bintang yang lewat atau planet-planet raksasa yang menyerbu, namun pada sekitar HD 110067 hal ini tampaknya tidak terjadi.

“Dengan lingkungan yang stabil secara dinamis, sistem planet idealis ini dapat terbentuk dan yang lebih hebatnya lagi, sistem ini dapat bertahan dalam jangka waktu yang sangat lama,” kata Cameron.

Dengan demikian, HD 110067 dapat memberikan jendela waktu, mempertahankan konfigurasi planet segera setelah pembentukannya.

Temuannya dijelaskan dalam Alam.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/six-planet-system-is-perfectly-tuned/