Berkat satelit Kepler, kita sekarang tahu tiga planet yang mengorbit dalam sistem bintang ganda.
Pada awal 2012, para astronom mengumumkan bahwa satelit Kepler telah menemukan dua planet raksasa gas tambahan - yang mereka beri label Kepler-34b dan Kepler-35b - mengorbit biner atau sistem bintang ganda. Planet-planet berukuran sekitar Saturnus. Hanya satu planet lain yang mengorbit bintang ganda - Kepler-16b - yang sebelumnya diamati; penemuannya diumumkan pada September 2011. Kolaborasi Kepler melaporkan dua planet bintang ganda terbaru pada 11 Januari 2012, dalam jurnal Alam.
Sistem Kepler-35. Artis: Lynette Cook / extrasolar.spaceart.org
Kepler-34b mengorbit dua bintang seperti matahari setiap 289 hari, dan bintang-bintang saling mengorbit setiap 28 hari. Kepler-35b mengorbit bintang induknya yang lebih kecil dan lebih dingin setiap 131 hari, dan pasangan bintang saling mengorbit setiap 21 hari. Planet-planet yang berada terlalu dekat dengan bintang induknya berada di "zona layak huni" - wilayah di mana air cair bisa ada di permukaan planet.
Planet-planet yang mengorbit bintang ganda dulunya adalah novel Issac Asimov dan film-film George Lucas. Tetapi penulis Alam Artikel memperkirakan bahwa untuk sistem biner periode pendek - di mana dua bintang saling mengorbit pada rentang waktu yang mirip dengan yang disebutkan di atas - setidaknya 1% dari mereka akan meng-host planet. Ini berjumlah jutaan sistem, setidaknya, belum lagi sistem ganda periode yang lebih lama (beberapa bintang ganda membutuhkan bertahun-tahun untuk mengorbit satu sama lain sekali) yang mana Alam artikel tidak menganalisa.
Kepler 34b, Atas perkenan W. Wilson et al.
Pada laporan ini, satelit Kepler saat ini telah menemukan 2.326 kandidat exoplanet, atau planet yang mengorbit bintang selain matahari kita, tetapi - selain tiga planet yang disebutkan di atas - semua planet ini mengorbit bintang tunggal. Sementara itu, sekitar sepertiga dari semua sistem bintang di Bima Sakti diyakini sebagai sistem biner, di mana dua bintang yang terikat secara gravitasi saling mengorbit. Omong-omong, hanya sedikit sistem lain yang diyakini terdiri dari lebih dari dua bintang. Bintang Castor di rasi bintang Gemini diyakini sebagai sistem bintang sextuple: tiga pasang binari yang mengorbit!
Satelit Kepler, dinamai untuk menghormati astronom abad ke-17 Johannes Kepler, diluncurkan pada 2009 dengan mandat yang tepat untuk menemukan planet ekstrasurya, planet-planet yang mengorbit bintang lainnya. Sebelum Kepler, sementara beberapa exoplanet telah ditemukan di masa lalu, mereka semua adalah planet yang sangat masif seperti Jupiter. Planet yang sangat masif, meski relatif mudah dideteksi, tidak menawarkan kemungkinan kehidupan seperti Bumi. Satelit Kepler telah memberi kita pandangan tentang bentang alam planet yang beragam yang ditawarkan galaksi kita.
Render seniman menggambarkan berbagai sistem planet yang ditemukan oleh misi Kepler NASA. Dari ratusan kandidat sistem planet, para ilmuwan sebelumnya telah memverifikasi enam sistem dengan beberapa planet transit (dilambangkan dengan warna merah). Sekarang, pengamatan Kepler telah memverifikasi planet-planet (ditunjukkan dalam warna hijau) di 11 sistem planet baru. Banyak dari sistem ini mengandung kandidat planet tambahan yang belum diverifikasi (ditunjukkan di sini dalam warna ungu gelap). Untuk referensi, delapan planet tata surya ditampilkan dengan warna biru. Kredit: NASA Ames / Jason Steffen, Pusat Fermilab untuk Astrofisika Partikel
Satelit Kepler juga melihat sangat dekat pada sistem bintang ganda untuk melihat jenis planet apa yang mereka inangi. Temuan ini akan memberikan petunjuk penting tentang bagaimana sistem ini terbentuk. Apakah sistem bintang ganda terbentuk melalui tabrakan sistem bintang terpisah, atau apakah biner-biner ini terbentuk dari 'benda bintang' yang sama secara bersamaan? Apakah sistem bintang ganda lebih mungkin untuk menampung planet daripada sistem bintang tunggal? Kepler berharap untuk mulai menjawab banyak pertanyaan ini.
Para astronom mendeteksi sistem bintang biner dalam sejumlah cara berbeda. Beberapa biner cukup dekat untuk diselesaikan secara optik melalui teleskop. Kita benar-benar dapat melihat dua bintang yang terpisah! Untuk sistem bintang yang lebih jauh, metode yang lebih pintar harus digunakan.
Mengukur luminositas, atau kecerahan, dari titik-titik cahaya yang jauh memberikan petunjuk apakah mereka mungkin benar-benar bintang ganda. Sistem Algol, Bintang Iblis, yang ditemukan di rasi Perseus, diketahui oleh para bintang bintang awal memiliki luminositas yang bervariasi. Baru pada tahun 1783 para ilmuwan awal mencatat kecerahannya bervariasi dalam pola yang berulang, meredupkan setiap tiga hari selama 10 jam. Mereka mengusulkan bahwa Algol sebenarnya adalah sistem biner dengan satu bintang mengalahkan yang lain selama 10 jam tersebut.
Frekuensi cahaya yang dipancarkan dari sistem bintang juga digunakan untuk menentukan sifat sistem. Bintang, seperti matahari kita, menghasilkan radiasi elektromagnetik dalam rentang frekuensi, atau warna. Matahari kita sebenarnya menghasilkan sebagian besar cahaya tampak, tetapi juga inframerah dan gelombang radio di sisi spektrum frekuensi rendah, serta radiasi ultraviolet dan sinar-x di pita frekuensi atas. Gelombang elektromagnetik ini berperilaku mirip dengan gelombang suara yang lebih kita kenal. Kita semua telah memperhatikan efek Doppler ketika kendaraan dengan sirene telah melewati kita: gelombang suara bergerak ke arah kita menjadi nada tinggi, atau frekuensi lebih tinggi, gelombang suara menjauh dari kita menjadi nada rendah. Efek yang sama terjadi dengan gelombang elektromagnetik yang ringan. Para astronom dapat mengukur cahaya dari sistem biner ini secara simultan menjadi lebih tinggi dan lebih rendah 'bernada,' memungkinkan kita untuk memastikan bahwa sebenarnya ada dua bintang secara bersamaan bergerak menuju dan menjauh dari kita.
Satelit Kepler, pemburu planet yang luar biasa. Kredit Gambar: NASA
Saat ini, begitu para astronom menemukan sistem bintang ganda, tugas tersebut dapat beralih untuk mendeteksi planet yang mungkin ada dalam sistem. Satelit Kepler menggunakan metode yang sangat mirip dengan pengukuran luminositas yang disebutkan di atas. Kepler mempertahankan kameranya pada bagian tertentu dari langit, menuju rasi bintang Cygnus, Lyra, dan Draco. Itu kemudian dengan sabar menunggu sampai salah satu bintang sejenak tenggelam dalam luminositas. Ini adalah sinyal sebuah planet ekstrasurya. Peredupan ini ditafsirkan sebagai sebuah planet yang transit di seluruh wajah bintang. Dengan mengukur jumlah peredupan dan frekuensi kemunculannya, karakteristik planet, seperti ukuran dan massa, dapat dipastikan. Dengan sedikit informasi ini, adalah mungkin untuk menentukan apakah planet itu mirip Bumi atau lebih mirip dengan planet-planet gas raksasa di terluar tata surya kita, seperti Jupiter.
Meskipun penemuannya baru-baru ini tentang planet mirip Bumi serta planet yang mengorbit bintang ganda, satelit Kepler menawarkan kepada kita pandangan yang tak tertandingi ke dalam beragam lanskap surya.