Sebuah tim baru saja menemukan sebuah planet ekstrasurya menggunakan metode baru yang mengandalkan teori relativitas khusus Einstein.
Mendeteksi dunia asing menghadirkan tantangan yang signifikan karena mereka kecil, pingsan, dan dekat dengan bintang-bintang mereka. Dua teknik paling produktif untuk menemukan exoplanet adalah kecepatan radial (mencari bintang yang goyah) dan transit (mencari bintang yang meredup). Sebuah tim di Universitas Tel Aviv dan Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CfA) baru saja menemukan sebuah planet ekstrasurya menggunakan metode baru yang mengandalkan teori relativitas khusus Einstein.
“Kami mencari efek yang sangat halus. Kami membutuhkan pengukuran kecerahan bintang berkualitas tinggi, akurat hingga beberapa bagian per juta, ”kata anggota tim David Latham dari CfA.
"Ini hanya mungkin karena data luar biasa yang dikumpulkan NASA dengan pesawat ruang angkasa Kepler," tambah pemimpin penulis Simchon Faigler dari Universitas Tel Aviv, Israel.
Lihat Lebih Besar | Konsepsi artis ini menunjukkan Kepler-76b yang mengorbit bintang inangnya, yang telah berubah bentuk menjadi sepak bola kecil (berlebihan di sini untuk efek). Planet ini terdeteksi menggunakan algoritma BEER, yang mencari perubahan kecerahan pada bintang sebagai planet yang mengorbit karena BEaming relativistik, variasi Ellipsoidal, dan cahaya yang dipantulkan dari planet ini. Kredit: David A. Aguilar (CfA)
Meskipun Kepler dirancang untuk menemukan planet transit, planet ini tidak diidentifikasi menggunakan metode transit. Sebaliknya, itu ditemukan menggunakan teknik yang pertama kali diusulkan oleh Avi Loeb dari CfA dan rekannya Scott Gaudi (sekarang di Ohio State University) pada tahun 2003. (Kebetulan, mereka mengembangkan teori mereka saat mengunjungi Institute for Advanced Study di Princeton, tempat Einstein pernah bekerja.)
Metode baru mencari tiga efek kecil yang terjadi secara bersamaan saat sebuah planet mengorbit bintang. Efek "berseri-seri" Einstein menyebabkan bintang menjadi cerah ketika bergerak ke arah kita, diseret oleh planet, dan redup ketika bergerak menjauh. Hasil yang cerah dari foton "menumpuk" dalam energi, serta cahaya menjadi terfokus ke arah gerakan bintang karena efek relativistik.
"Ini adalah pertama kalinya aspek teori relativitas Einstein ini digunakan untuk menemukan sebuah planet," kata rekan penulis Tsevi Mazeh dari Universitas Tel Aviv.
Tim itu juga mencari tanda-tanda bahwa bintang itu terentang menjadi bentuk sepak bola oleh gelombang gravitasi dari planet yang mengorbit. Bintang itu akan tampak lebih cerah ketika kita mengamati "sepakbola" dari samping, karena area permukaan yang lebih terlihat, dan lebih redup ketika dilihat ujung-ke-belakang. Efek kecil ketiga adalah karena cahaya bintang yang dipantulkan oleh planet itu sendiri.
Setelah planet baru diidentifikasi, itu dikonfirmasi oleh Latham menggunakan pengamatan kecepatan radial yang dikumpulkan oleh spektograf TRES di Whipple Observatory di Arizona, dan oleh Lev Tal-Or (Universitas Tel Aviv) menggunakan spektograf SOPHIE di Observatorium Haute-Provence di Perancis . Pengamatan yang lebih dekat pada data Kepler juga menunjukkan bahwa planet ini mentransits bintangnya, memberikan konfirmasi tambahan.
"Planet Einstein," yang secara resmi dikenal sebagai Kepler-76b, adalah "Jupiter panas" yang mengorbit bintangnya setiap 1,5 hari. Diameternya sekitar 25 persen lebih besar dari Jupiter dan beratnya dua kali lipat. Itu mengorbit bintang tipe F yang terletak sekitar 2.000 tahun cahaya dari Bumi di rasi Cygnus.
Planet ini terkunci tidally ke bintangnya, selalu menunjukkan wajah yang sama dengannya, seperti Bulan yang terkunci terkunci ke Bumi. Hasilnya, Kepler-76b memanggang pada suhu sekitar 3.600 derajat Fahrenheit.
Lihat Lebih Besar | Grafik ini menunjukkan orbit Kepler-76b di sekitar bintang kuning-putih, tipe F yang terletak 2.000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Cygnus. Meskipun Kepler-76b diidentifikasi menggunakan efek BEER (lihat di atas), ia kemudian ditemukan menunjukkan transit penggembalaan, melintasi tepi wajah bintang seperti yang terlihat dari Bumi. Kredit: Dood Evan
Menariknya, tim menemukan bukti kuat bahwa planet ini memiliki angin jet-stream yang sangat cepat yang membawa panas di sekitarnya. Akibatnya, titik terpanas di Kepler-76b bukanlah titik subtellar ("siang tinggi") tetapi lokasi diimbangi sekitar 10.000 mil. Efek ini hanya diamati sekali sebelumnya, pada HD 189733b, dan hanya dalam cahaya inframerah dengan Spitzer Space Telescope. Ini adalah pertama kalinya pengamatan optik menunjukkan bukti angin aliran jet alien bekerja.
Meskipun metode baru ini tidak dapat menemukan dunia seukuran Bumi menggunakan teknologi saat ini, metode ini menawarkan peluang penemuan yang unik kepada para astronom. Tidak seperti pencarian kecepatan radial, itu tidak memerlukan spektrum presisi tinggi. Tidak seperti transit, itu tidak memerlukan keselarasan planet dan bintang yang tepat seperti yang terlihat dari Bumi.
“Setiap teknik berburu planet memiliki kekuatan dan kelemahannya. Dan setiap teknik baru yang kami tambahkan ke gudang senjata memungkinkan kami untuk menyelidiki planet-planet dalam rezim baru, ”kata Avi Loeb dari CfA.
Kepler-76b diidentifikasi oleh algoritma BEER, yang akronimnya singkatan dari relamingistic BEaming, Ellipsoidal, dan modulasi Reflection / emisi. BEER dikembangkan oleh Profesor Tsevi Mazeh dan muridnya, Simchon Faigler, di Universitas Tel Aviv, Israel.
Makalah yang mengumumkan penemuan ini telah diterima untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal dan tersedia online.
Melalui Harvard-Smithsonian CfA