Mengapa Butuh Waktu Lama Menemukan Proxima b?

Penemuan Proxima b yang mengorbit Proxima Centauri baru saja dikonfirmasi. Karena Proxima Centauri adalah bintang terdekat dari Bumi, maka Proxima b pun menjadi exoplanet terdekat dari Bumi. Namun penemuan ini barangkali menghadirkan tanya: Mengapa planet di bintang terdekat baru ditemukan sekarang? Mengapa butuh waktu begitu lama untuk menemukan Proxima b?

Ilustrasi Proxima b. Kredit: ESO.

Pencarian planet di luar tata surya memang sudah dimulai sejak tahun 1992 atau sudah hampir 25 tahun lamanya. Hingga kini telah ditemukan lebih dari 3.300 planet di luar tata surya kita. Semua exoplanet itu memiliki jarak yang beragam dari Bumi. Mulai dari puluhan hingga ribuan tahun cahaya. Bahkan exoplanet terjauh hingga kini mencapai 13.000 tahun cahaya dari Bumi!

Namun jarak bukan acuan untuk menemukan planet di bintang lain. Dalam astronomi, jauh atau dekat suatu bintang relatif sama saja. Kita sama-sama tidak bisa datang ke sana kemudian mendata mana bintang yang memiliki planet dan mana yang tidak. Para astronom hanya bisa mempelajari berkas cahaya dari bintang-bintang yang sampai ke Bumi.

Mencari Goyangan Bintang

Bintang umumnya memiliki massa jauh lebih besar dari planet. Karena itu planet akan terkungkung dalam gravitasi bintang hingga membuat planet mengelilingi bintang. Meski begitu planet pun memiliki massa walau jauh lebih kecil. Karena gravitasi dari planet yang mengorbit maka bintang akan tertarik mengikuti pergerakan planet. Sehingga terjadi goyangan pada bintang terhadap titik pusat sistem antara bintang dan planet.

Goyangan bintang. Kredit: Wikipedia.

Goyangan pada bintang menyebabkan jarak radial antara bintang dan Bumi berubah-ubah. Perubahan jarak radial menyebabkan pergeseran spektrum cahaya bintang yang sampai ke Bumi. Ketika bintang sedang bergerak menjauh maka cahaya bintang akan mengalami pergeseran ke warna merah. Sedangkan ketika bintang sedang bergerak mendekat maka cahaya bintang akan mengalami pergeseran ke warna biru. Efek pergeseran cahaya ini dikenal sebagai efek Doppler.

Pergeseran spektrum cahaya bintang karena perubahan jarak radial. Kredit: ESO.

Jadi dengan menemukan pergeseran spektrum cahaya bintang maka para astronom bisa memperkirakan keberadaan planet pada bintang tersebut. Cara menemukan exoplanet dengan mengamati pergeseran spektrum cahaya bintang dikenal sebagai metode doppler spectroscopy atau radial velocity. Semakin besar massa dan dekat jarak suatu planet mengorbit bintang, maka akan semakin besar kecepatan radial dan efek doppler pada bintang tersebut. Begitupun sebaliknya.

Proxima b Akhirnya Ditemukan

Semenjak dimulainya pencarian planet di luar tata surya, para astronom telah menjadikan Proxima Centauri sebagai salah satu sasaran utama. Dengan jarak yang paling dekat dengan Bumi maka mengeksplorasi Proxima Centauri adalah yang paling mungkin dibanding bintang-bintang lainnya. Namun sayangnya pengamatan selama bertahun-tahun lalu tidak berhasilkan menemukan gejala-gejala adanya planet yang mengelilingi Proxima Centauri. Mengapa?

Sebagaimana yang-akhirnya-kita ketahui sekarang, Proxima b berukuran kecil. Massa Proxima b hanya 1,3 kali massa Bumi. Dengan massa hampir sebesar Bumi maka gravitasi yang dihasilkan cukup kecil. Kecilnya gravitasi yang dihasilkan Proxima b hanya mampu sedikit mempengaruhi Proxima Centauri. Akibatnya goyangan Proxima Centauri yang disebabkan Proxima b sangat kecil. Sehingga pergeseran spektrum cahaya Proxima Centauri begitu lemah.

Lemahnya pergeseran spektrum diperparah dengan redupnya cahaya Proxima Centauri. Itu karena Proxima Centauri hanya bintang katai merah yang kecil dan dingin. Massanya hanya 0,12 kali Massa Matahari dengan temperatur 2.800 Celcius. Energi yang dihasilkan Proxima Centauri bahkan hanya 0,00155 kali energi yang dihasilkan Matahari. Tidak heran meski hanya berjarak 4,2 tahun cahaya dari Bumi, namun Proxima Centauri terlalu redup untuk dilihat mata telanjang.

Dengan cahaya yang begitu redup dan pergeseran spektrum yang begitu lemah menuntut ketelitian yang tinggi untuk bisa menangkap tanda-tanda keberadaan Proxima b. Sayangnya beberapa tahun lalu kita belum memiliki instrumen pengamatan yang memiliki akurasi setinggi itu. Karena itu pengamatan pada Proxima Centauri selama ini tidak membuahkan hasil.

Perubahan kecepatan radial pada Proxima Centauri dengan periode 11,2 hari. Kredit: ESO.

Baru pada awal tahun ini dengan menggunakan High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) milik European South Observatory (ESO) di La Silla, Chile para astronom mulai menemukan pergeseran spektrum pada cahaya Proxima Centauri. Penemuan ini diprakarsai oleh tim astronom yang dipimpin oleh Guillem Anglada-Escude melalui Kampanye Pale Red Dot. Yaitu suatu kampanye untuk menemukan "Bumi" lain di bintang dekat.

Penemuan ini memang di luar dugaan. Karena HARPS milik ESO sudah beberapa kali gagal dalam mengamati pergeseran spektrum cahaya pada bintang katai seperti Proxima Centauri. Namun diduga karena jaraknya yang sangat dekat dengan Bumi akhirnya goyangan pada Proxima Centauri berhasil ditemukan. Dan kemungkinan masih banyak "Bumi" lain yang menunggu untuk ditemukan di bintang katai lainnya. Apalagi diperkirakan alam semesta didominasi oleh bintang katai merah.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar