Montréal, Gatra.com- .Massa inti dari planet ekstrasurya raksasa WASP-107b jauh lebih rendah daripada yang diperkirakan diperlukan untuk membangun selubung gas besar yang mengelilingi planet raksasa seperti Jupiter dan Saturnus. Demikian temuan para astronom di Université de Montréal (UdeM). Sciencedaily, 18/01.

Penemuan menarik oleh mahasiswa doktoral, Caroline Piaulet dari Institut Penelitian Eksoplanet (iREx) UdeM menyarankan bahwa planet raksasa gas terbentuk jauh lebih mudah daripada yang diyakini sebelumnya.

Piaulet adalah bagian dari tim peneliti inovatif dari profesor astrofisika UdeM Björn Benneke yang pada 2019 mengumumkan deteksi pertama air di planet ekstrasurya yang terletak di zona layak huni bintangnya.

Analisis baru dari struktur internal WASP-107b diterbitkan hari ini (18/01) di Jurnal Astronomi dengan rekan-rekan di Kanada, AS, Jerman dan Jepang. "Memiliki implikasi besar," kata Benneke.

"Pekerjaan ini membahas dasar-dasar bagaimana planet raksasa dapat terbentuk dan tumbuh," katanya. "Ini memberikan bukti nyata bahwa pertambahan masif selubung gas dapat dipicu untuk inti yang jauh lebih kecil dari yang diperkirakan sebelumnya."

WASP-107b pertama kali terdeteksi pada 2017. WASP-107 mengorbit sebuah bintang sekitar 212 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Virgo. Planet ini sangat dekat dengan bintangnya - lebih dari 16 kali lebih dekat dari Bumi ke Matahari. Sebesar Jupiter tetapi 10 kali lebih ringan, WASP-107b adalah salah satu planet ekstrasurya yang paling tidak padat yang diketahui: jenis yang oleh ahli astrofisika dijuluki planet "super-puff" atau "permen kapas". Saking ringannya, planet ini akan mengapung di atas air jika ada lautan yang bisa menampungnya.

Piaulet dan timnya pertama kali menggunakan pengamatan WASP-107b yang diperoleh di Observatorium Keck di Hawai'i untuk menilai massanya secara lebih akurat. Mereka menggunakan metode kecepatan radial, yang memungkinkan para ilmuwan menentukan massa planet dengan mengamati gerakan goyangan bintang induknya akibat tarikan gravitasi planet. Mereka menyimpulkan bahwa massa WASP-107b adalah sekitar sepersepuluh dari Jupiter, atau sekitar 30 kali massa Bumi.

Tim kemudian melakukan analisis untuk menentukan struktur internal planet yang paling mungkin. Mereka sampai pada kesimpulan yang mengejutkan: dengan kepadatan yang rendah, planet ini pasti memiliki inti padat yang tidak lebih dari empat kali massa Bumi. Artinya, lebih dari 85 persen massanya termasuk dalam lapisan gas tebal yang mengelilingi inti ini. Sebagai perbandingan, Neptunus, yang memiliki massa serupa dengan WASP-107b, hanya memiliki 5 hingga 15 persen massa totalnya di lapisan gasnya.

"Kami punya banyak pertanyaan tentang WASP-107b," kata Piaulet. "Bagaimana sebuah planet dengan kepadatan rendah seperti itu? Dan bagaimana ia bisa menjaga lapisan gasnya yang sangat besar agar tidak terlepas, terutama mengingat kedekatan planet itu dengan bintangnya? Ini memotivasi kami untuk melakukan analisis menyeluruh untuk menentukan sejarah pembentukannya," urainya.

Planet terbentuk dalam cakram debu dan gas yang mengelilingi bintang muda yang disebut cakram protoplanet. Model klasik pembentukan planet raksasa gas didasarkan pada Jupiter dan Saturnus. Dalam hal ini, inti padat setidaknya 10 kali lebih masif dari Bumi dibutuhkan untuk mengakumulasi sejumlah besar gas sebelum piringan menghilang.

Tanpa inti masif, planet raksasa gas tidak dianggap mampu melewati ambang kritis yang diperlukan untuk membangun dan mempertahankan selubung gas besar mereka.

Lalu bagaimana menjelaskan keberadaan WASP-107b, yang memiliki inti yang jauh lebih masif? Profesor McGill University dan anggota iREx Eve Lee, seorang ahli planet super-puff terkenal di dunia seperti WASP-107b, memiliki beberapa hipotesis.

"Untuk WASP-107b, skenario yang paling masuk akal adalah planet terbentuk jauh dari bintang, di mana gas dalam cakram cukup dingin sehingga pertambahan gas dapat terjadi dengan sangat cepat," katanya. Planet itu kemudian dapat bermigrasi ke posisinya saat ini, baik melalui interaksi dengan cakram atau dengan planet lain dalam sistem.

Pengamatan Keck terhadap sistem WASP-107 mencakup periode waktu yang jauh lebih lama daripada penelitian sebelumnya, memungkinkan tim peneliti yang dipimpin UdeM untuk membuat penemuan tambahan: keberadaan planet kedua, WASP-107c, dengan massa sekitar sepertiga dari Jupiter, jauh lebih  berat daripada WASP-107b.

WASP-107c juga lebih jauh dari bintang pusat; dibutuhkan tiga tahun untuk menyelesaikan satu orbit di sekitarnya, dibandingkan dengan hanya 5,7 hari untuk WASP-107b. Yang juga menarik: eksentrisitas planet kedua ini tinggi, yang berarti lintasan mengelilingi bintangnya lebih oval daripada melingkar.

"WASP-107c dalam beberapa hal telah menyimpan ingatan tentang apa yang terjadi dalam sistemnya," kata Piaulet. "Keeksentrikannya yang luar biasa mengisyaratkan masa lalu yang agak kacau, dengan interaksi antara planet-planet yang dapat menyebabkan perpindahan yang signifikan, seperti yang diduga untuk WASP-107b."

Di luar sejarah pembentukannya, masih banyak misteri seputar WASP-107b. Studi tentang atmosfer planet dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble yang diterbitkan pada 2018 mengungkapkan satu kejutan: ia mengandung sangat sedikit metana.

"Aneh, karena untuk planet jenis ini, metana seharusnya melimpah," kata Piaulet. "Kami sekarang menganalisis ulang pengamatan Hubble dengan massa baru planet untuk melihat bagaimana pengaruhnya terhadap hasil, dan untuk memeriksa mekanisme apa yang mungkin menjelaskan penghancuran metana."

Peneliti muda tersebut berencana untuk terus mempelajari WASP-107b, semoga dengan James Webb Space Telescope akan diluncurkan pada tahun 2021, yang akan memberikan gambaran yang jauh lebih tepat tentang komposisi atmosfer planet.

"Exoplanet seperti WASP-107b yang tidak memiliki analog di Tata Surya kita memungkinkan kita untuk lebih memahami mekanisme pembentukan planet secara umum dan variasi exoplanet yang dihasilkan," katanya. "Itu memotivasi kami untuk mempelajarinya dengan sangat detail."