Kosmos berantakan. Terkadang, hal itu melanggar aturan.
Dua planet baru, TOI-791 b dan c, baru saja menghancurkan ekspektasi akan seperti apa dunia raksasa nantinya. Mereka super-engah. Tidak hanya lembut, tapi sangat ringan. Kurang padat dibandingkan permen kapas yang Anda beli di pameran negara bagian.
Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Universitas Oxford melihat mereka. Temuan ini masuk dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Ini bukan sekadar planet ekstrasurya. Itu adalah potongan puzzle yang sepertinya tidak sesuai dengan gambaran yang kami buat.
Kepadatannya Tidak Masuk Akal
Inilah garis dasarnya: Jupiter. Itu adalah raja raksasa gas. Kepadatan rata-rata? 1,33 gram per cm kubik. Padat. Kompak. Berat.
TOI-791b? 0,038 gram/cm³.
TOI-791c? 0,047 gram/cm³.
Bumi? 5,5 gram/cm³. Sebuah batu.
Kembang gula? Sekitar 0,05 g/cm³.
Planet-planet ini lebih ringan dari gula yang dipintal menjadi awan. Mereka seukuran Jupiter tetapi mengandung sebagian kecil materinya. Jika Jupiter adalah bola bowling, keduanya akan menjadi bola pantai berisi helium. Bagaimana ini bisa terjadi? Fisika menunjukkan adanya gumpalan materi. Gravitasi menarik. Tapi di sini, gumpalan itu hampir tidak bisa bertahan.
Bintang yang mereka orbit? Katai tipe F7. 1.110 tahun cahaya jauhnya. Di Volans, konstelasi selatan yang mungkin tidak akan Anda lihat dari halaman belakang rumah.
Tarian Kembar Langka
Kebanyakan sistem planet tunggal membosankan. Atau begitulah yang kami pikirkan.
TOI-791 memiliki dua. Keduanya super-engah.
Hanya empat sistem lain yang diketahui memiliki lebih dari satu. Kelangkaan ini menjadikan TOI-791 sebagai tambang emas. Itu adalah laboratorium alami. Planet-planet terbentuk dari piringan debu yang sama. Mereka adalah saudara kandung. Namun mereka tidak berpisah begitu saja. Mereka terkunci dalam resonansi gerak rata-rata 5:3.
Biarkan hal itu meresap.
Untuk setiap lima orbit yang diselesaikan planet bagian dalam, planet bagian luar melakukan hampir tepat tiga orbit. Gravitasi mereka saling menarik satu sama lain. Ini adalah jabat tangan gravitasi, yang berulang selama jutaan tahun. Tarikan ini mengubah waktu transit mereka. Mereka melintasi wajah sang bintang bukan pada iramanya, tetapi tidak sesuai irama. Sedikit lebih awal. Sedikit terlambat.
Goyangan tersebut memberi tahu para astronom berapa berat planet-planet ini. Meskipun mereka tampak besar, mereka hampir tidak ada.
Ilmuwan Warga dan Dinginnya Antartika
Siapa yang menemukannya?
Relawan.
Melalui Pemburu Planet TESS. Ini bukanlah gelar PhD yang mempelajari kode. Mereka adalah manusia biasa yang memindai data dari Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) milik NASA. Mereka melihat penurunannya. Bayangan. Pada tahun 2019 dan lagi pada tahun 2023.
Kemudian para profesional turun tangan. Teleskop di seluruh dunia. Pengolahan data. Perhitungan massa. Konfirmasi kepadatan.
Tapi kuncinya? Es.
Teleskop ASTEP. Terletak di Stasiun Concordia di Antartika.
Mengapa Antartika? Karena saat musim dingin, matahari tidak terbit. Tidak selama berminggu-minggu. Atau berbulan-bulan. Kegelapan yang terus menerus. Tidak ada cahaya matahari yang merusak pemandangan. Anda membutuhkan itu. Untuk mengejar transit yang berlangsung 11 jam berturut-turut. Anda membutuhkan mata yang tak terputus ke langit.
Ini adalah transit darat terpanjang yang pernah tercatat. Planet-planet membutuhkan waktu lebih dari setengah hari untuk melintas di depan bintangnya. Dan berkat musim dingin di Antartika, para astronom tidak perlu berkedip.
Mengapa Mereka Begitu Bengkak?
Kami belum tahu.
Itu jawaban yang jujur. Para ilmuwan sedang menebak-nebak.
Hipotesis satu: Atmosfer masif. Lapisan hidrogen dan helium begitu tebal sehingga membuat planet ini menggelembung. Intinya mungkin kecil. Gas memakan ruang. Itu mengembang sampai… ada sesuatu yang menghentikannya? Gaya berat? Tekanan termal?
Hipotesis kedua: Mereka terbentuk jauh sekali. Dingin. Jauh dari panasnya bintang. Gas mendingin dengan cepat. Akumulasi di sekitar inti. Menciptakan kulit terluar yang ringan. Lalu mungkin bermigrasi ke dalam? Atau mungkin mereka tetap diam?
“Hanya segelintir planet super bengkak yang diketahui, dan bahkan jarang ditemukan dua planet dalam sistem yang sama.”
— Dr.George Dransfield, Universitas Oxford
Kepadatan rendah adalah misterinya. Jika sebagian besarnya berupa gas, mengapa gravitasi tidak menghancurkannya? Mengapa amplopnya begitu lemah?
Apa Selanjutnya?
Teleskop Luar Angkasa James Webb.
Ini adalah langkah selanjutnya. Penyelidik Utama ASTEP Inggris, Profesor Amaury Triaud, ingin melihat kimianya. Karbon. Nitrogen. Oksigen.
Jika Anda bisa membaca sidik jari atmosfer, Anda bisa menelusuri sejarahnya. Dari mana asal bahannya? Berapa suhu saat terbentuk? Apakah mereka menguap? Apakah mereka tetap utuh?
Profesor Tristan Guillot melihat gambaran yang lebih besar. Sistem multi-planet. Interaksi jangka panjang. Evolusi selama puluhan tahun. Hal ini membutuhkan kerja sama tim. Antartika. Teleskop luar angkasa. Observatorium di benua lain. Semua terhubung.
Tanpa kolaborasi tersebut, kebenaran akan tetap tersembunyi dalam kegelapan.
Kami sedang melihat hantu. Hantu raksasa berisi gas yang seharusnya tidak ada menurut model kami. Mereka menentang kepadatan. Mereka menentang kesederhanaan. Mereka adalah planet yang sangat besar.
Dan kami baru mulai memahaminya.
