Montreal, Kanada, Gatra.com - Sebuah exoplanet seukuran Neptunus telah ditemukan di sekitar bintang muda AU Microscopii. Sebagian berkat karya Jonathan Gagne, mantan peneliti postdoctoral iREx Banting yang sekarang menjadi penasihat ilmiah di Planetarium Rio Tinto Alcan. Spacedaily.com, 25/06.

Para astrofisikawan telah mencari exoplanet dalam sistem ini, sebuah laboratorium unik untuk mempelajari pembentukan planet, selama lebih dari satu dekade. Terobosan itu, yang diumumkan di Nature, dimungkinkan sebagian oleh teleskop luar angkasa TESS dan Spitzer milik NASA.

Terletak sekitar 32 tahun cahaya dari Bumi, AU Microscopii, atau AU Mic, adalah bintang bocah (muda) berusia antara 20 hingga 30 juta tahun, sekitar 180 kali lebih muda dari Matahari. Pada tahun 2000-an, ditemukan masih dikelilingi piringan puing yang besar, sisa dari formasinya. Sejak itu, para astrofisikawan telah secara aktif mencari planet di sekitar AU Mic, karena berada dalam cakram debu dan gas yang terbentuk.

AU Mic adalah bintang kecil, dengan hanya sekitar 50 persen dari massa Matahari," kata Gagne, yang berpartisipasi dalam pengamatan dan pemrosesan data. Bintang-bintang ini umumnya memiliki medan magnet yang sangat kuat, yang membuatnya sangat aktif. Itu menjelaskan sebagian mengapa butuh hampir 15 tahun untuk mendeteksi planet ekstrasurya, yang disebut AU Mic b. Banyaknya bintik-bintik dan letusan pada permukaan AU Mic menghambat pendeteksiannya, yang sudah dipersulit kehadiran cakram debu.

Pada 2010, sebuah tim yang dipimpin Peter Plavchan, yang sekarang menjadi asisten profesor di Universitas George Mason, mulai mengamati AU Mic dari darat menggunakan Fasilitas Teleskop Inframerah NASA (IRTF).

Tim berharap dapat melihat sinyal planet ini dengan lebih baik, karena aktivitas bintang kurang intens dalam jenis cahaya infra merah. Gagne melakukan banyak perjalanan pengamatan ke IRFT selama studi doktoralnya. Saat itulah ia terlibat dalam proyek tersebut. "Beberapa tahun setelah saya bergabung dengan tim, kami melihat kemungkinan variasi periodik dalam kecepatan radial AU Mic," kenangnya.

"Karena itu, kami disadarkan akan keberadaan planet di sekitarnya yang masuk akal." Sebagai sebuah planet yang mengorbit, gravitasinya menarik bintang inangnya, yang bergerak sedikit sebagai respons. Spektrograf sensitif seperti yang ada di IRTF dapat mendeteksi kecepatan radial bintang, gerakannya ke sana kemari di sepanjang garis pandang kita.

Keakuratan data yang diperoleh di darat sayangnya tidak cukup untuk mengkonfirmasi tanpa keraguan bahwa sinyal itu disebabkan oleh planet ekstrasurya. Berkat metode transit, teknik deteksi yang berbeda, tim akhirnya dapat mengonfirmasi keberadaan AU Mic b.

Transit terjadi ketika sebuah planet melewati langsung antara bintang inangnya dan pemirsa, secara berkala menyembunyikan sebagian kecil dari cahayanya. Para astronom mengamati dua transit AU Mic b selama misi pertama Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) NASA, pada musim panas 2018. Mereka kemudian mengamati dua lagi dengan Spitzer Space Telescope NASA pada 2019.

Karena jumlah cahaya yang diblokir tergantung pada ukuran planet ekstrasurya dan jaraknya dari bintangnya, pengamatan ini memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan bahwa AU Mic b adalah seukuran Neptunus, dan bahwa ia melintas di depan bintangnya setiap 8,5 hari.

Berkat pengamatan berbasis darat sebelumnya, tim juga memiliki kendala parsial pada massa AU Mic b. Menggabungkan pengamatan IRTF dengan data yang diperoleh di European Southern Observatory di Chile dan W. M. Keck Observatory di Hawaii, mereka menyimpulkan bahwa massanya kurang dari sekitar 3,4 kali massa Neptunus (atau 58 kali Bumi).

AU Mic menyediakan laboratorium unik untuk menentukan bagaimana exoplanet dan atmosfernya terbentuk, dan bagaimana mereka bermain (interaksi) dengan cakram puing dan gas tempat mereka dilahirkan.

Para ilmuwan sangat senang dengan penemuan terbaru mereka, karena sangat sedikit sistem seperti AU Mic yang diketahui. Tidak hanya deteksi planet ekstrasurya sulit dalam sistem ini, tetapi mereka juga sangat langka karena periode sistem pembentukan planet relatif pendek dibandingkan dengan kehidupan bintang.

Sistem AU Mic dekat dengan Bumi dan karenanya tampak lebih cerah, memungkinkan para astrofisikawan untuk mengamatinya dengan berbagai instrumen. seperti spektograf SPIRou.

"Instrumen ini, dengan kemampuan polarimetriknya, akan memungkinkan kita untuk lebih membedakan efek dari aktivitas bintang, yang sering bingung dengan sinyal dari planet-planet," kata E tienne Artigau, seorang ilmuwan proyek di Universite de Montreal. "Ini akan memungkinkan kita untuk menentukan massa AU Mic b secara akurat dan untuk mengetahui apakah planet ekstrasurya ini lebih seperti Bumi besar atau kembaran Neptunus."

Para astronom iREx lainnya antusias mencoba mendeteksi atmosfer planet ini, dan melihat efek bintang aktif di dalamnya. Pengamatan ini juga dapat dilakukan dengan SPIRou.

AU Mic adalah bagian dari asosiasi bintang muda yang terbentuk pada waktu yang hampir bersamaan di tempat yang sama. Beta Pictoris, bintang yang memberikan namanya pada asosiasi ini, juga memiliki cakram dan dua planet yang dikenal.

Namun bintang Beta Pictoris berukuran 1,75 Matahari,  dan planet-planetnya 11 dan 9 kali massa Jupiter. Mereka tampaknya tidak berevolusi dengan cara yang sama seperti AU Mic dan planetnya. Mempelajari kedua sistem ini, yang memiliki banyak kesamaan karakteristik, para ilmuwan dapat membandingkan dua skenario yang sangat berbeda dari pembentukan planet.

Banyak kejutan tidak diragukan lagi masih bersembunyi di dalam sistem AU Mic, para peneliti iREX percaya. Akankah pengamatan lebih lanjut dari sistem dengan TESS mengkonfirmasi keberadaan planet lain? Apakah atmosfir planet ini lebih unggul karena aktivitas bintang yang kuat? Bagaimana sistem ini dibandingkan dengan bintang lain pada usia yang sama? Itu semua adalah pertanyaan untuk studi di masa depan.