Tim astronom internasional telah menemukan planet muda eksotis yang tidak mengorbit bintang.
Planet mengambang bebas ini, dijuluki PSO J318.5-22, hanya berjarak 80 tahun cahaya dari Bumi dan memiliki massa hanya enam kali lipat dari Jupiter. Planet ini terbentuk hanya 12 juta tahun yang lalu — bayi baru lahir di planet ini seumur hidup.
Itu diidentifikasi dari tanda tangan panas yang samar dan unik oleh teleskop survei lapangan luas Pan-STARRS 1 (PS1) di Haleakala, Maui. Pengamatan tindak lanjut menggunakan teleskop lain di Hawaii menunjukkan bahwa ia memiliki sifat yang mirip dengan planet raksasa gas yang ditemukan mengorbit di sekitar bintang muda. Namun PSO J318.5-22 dengan sendirinya, tanpa bintang tuan rumah.
Konsepsi artis tentang PSO J318.5-22. Kredit gambar: MPIA / V. Ch. Quetz
“Kami belum pernah melihat benda mengambang bebas di ruang angkasa yang terlihat seperti ini. Ia memiliki semua karakteristik planet muda yang ditemukan di sekitar bintang-bintang lain, tetapi itu melayang di sana sendirian, ”jelas ketua tim Dr. Michael Liu dari Institute for Astronomy di University of Hawaii di Manoa. "Aku sering bertanya-tanya apakah benda-benda sunyi seperti itu ada, dan sekarang kita tahu mereka memilikinya."
Selama dekade terakhir, planet-planet ekstrasurya telah ditemukan dengan kecepatan yang luar biasa, dengan sekitar seribu ditemukan dengan metode tidak langsung seperti goyangan atau peredupan bintang induknya yang disebabkan oleh planet ini. Namun, hanya segelintir planet yang dicitrakan langsung, yang semuanya ada di sekitar bintang muda (kurang dari 200 juta tahun). PSO J318.5-22 adalah salah satu objek mengambang bebas massa terendah yang diketahui, mungkin yang paling rendah. Tetapi aspek yang paling unik adalah massa, warna, dan output energi yang serupa dengan planet yang dicitrakan langsung.
“Planet yang ditemukan oleh pencitraan langsung sangat sulit dipelajari, karena mereka berada tepat di sebelah bintang induknya yang jauh lebih terang. PSO J318.5-22 tidak mengorbit bintang sehingga akan lebih mudah bagi kita untuk belajar. Ini akan memberikan pandangan yang indah ke dalam kerja planet-planet raksasa gas seperti Jupiter tak lama setelah kelahiran mereka, ”kata Dr. Niall Deacon dari Institut Max Planck untuk Astronomi di Jerman dan penulis pendamping penelitian ini.
PSO J318.5-22 ditemukan selama pencarian bintang gagal yang dikenal sebagai katai coklat. Karena suhunya yang relatif dingin, katai coklat sangat redup dan warnanya sangat merah. Untuk menghindari kesulitan ini, Liu dan rekan-rekannya telah menambang data dari teleskop PS1. PS1 memindai langit setiap malam dengan kamera yang cukup sensitif untuk mendeteksi tanda-tanda panas samar dari katai coklat. PSO J318.5-22 menonjol sebagai bola ganjil, lebih merah daripada kurcaci cokelat paling dikenal.
Gambar beraneka warna dari teleskop Pan-STARRS1 dari planet bebas-mengambang PSO J318.5-22, di konstelasi Capricornus. Planet ini sangat dingin dan redup, sekitar 100 miliar kali lebih redup dalam cahaya optik daripada planet Venus. Sebagian besar energinya dipancarkan pada panjang gelombang inframerah. Gambar adalah 125 detik busur di samping. Kredit: N. Metcalfe & Pan-STARRS 1 Konsorsium Sains
“Kami sering menggambarkan mencari benda-benda langit yang langka seperti mencari jarum di tumpukan jerami. Jadi kami memutuskan untuk mencari tumpukan jerami terbesar yang ada di astronomi, set data dari PS1, ”kata Dr. Eugene Magnier dari Institute for Astronomy di University of Hawaii di Manoa dan rekan penulis penelitian ini. Magnier memimpin tim pemrosesan data untuk PS1, yang menghasilkan setara dengan 60.000 foto iPhone setiap malam. Total dataset hingga saat ini adalah sekitar 4.000 Terabyte, lebih besar dari jumlah versi digital semua film yang pernah dibuat, semua buku yang pernah diterbitkan, dan semua album musik yang pernah dirilis.
Tim menindaklanjuti penemuan PS1 dengan beberapa teleskop di puncak Mauna Kea di pulau Hawaii. Spektrum inframerah yang diambil dengan Fasilitas Teleskop Inframerah NASA dan Teleskop Utara Gemini menunjukkan bahwa PSO J318.5-22 bukan merupakan katai coklat, berdasarkan tanda tangan pada cahaya infra merahnya yang paling baik dijelaskan dengan menjadi muda dan bermassa rendah.
Dengan secara teratur memantau posisi PSO J318.5-22 selama dua tahun dengan Teleskop Kanada-Prancis-Hawaii, tim langsung mengukur jaraknya dari Bumi. Berdasarkan jarak ini, sekitar 80 tahun cahaya, dan gerakannya melalui ruang angkasa, tim menyimpulkan bahwa PSO J318.5-22 termasuk dalam kumpulan bintang muda yang disebut kelompok penggerak Beta Pictoris yang terbentuk sekitar 12 juta tahun yang lalu. Bahkan, bintang eponymous dari kelompok itu, Beta Pictoris, memiliki planet raksasa gas-muda di orbit di sekitarnya. PSO J318.5-22 bahkan memiliki massa yang lebih rendah daripada planet Beta Pictoris dan mungkin dibentuk dengan cara yang berbeda.
Makalah penemuan PSO J318.5-22 sedang diterbitkan oleh Surat Jurnal Astrofisika dan tersedia di https://arxiv.org/abs/1310.0457. Penulis utama lain dari makalah ini adalah Katelyn Allers (Universitas Bucknell), Trent Dupuy (Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian), dan Michael Kotson dan Kimberly Aller (Universitas Hawaii di Manoa).
Melalui Institut Astronomi, Universitas Hawaii