Sistem Keplanetan Kepler-11 Yang Menakjubkan

Ilustrasi transit planet-planet dalam sistem Kepler-11. Kredit : NASA/Tim Pyle

Tahun 1995, dunia dikejutkan dengan penemuan planet pertama yang mengorbit bintang lain. Pegasi 51 menjadi titik awal perjalanan penemuan planet-planet yang mengitari bintang lain. Satu per satu planet ditemukan. Satu demi satu kejutan pun tersaji bagi manusia, untuk melihat kalau Tata Surya bukanlah satu-satunya sistem keplanetan dan Tata Surya tidaklah unik.

Pencarian Bumi yang lain juga dimulai. Manusia dikejutkan oleh penemuan Gliese 581c yang menjadi bagian dari planet laik huni atau planet yang diduga memiliki air dalam bentuk cair. Semenjak itu, satu persatu planet seukuran Bumi pun ditemukan walau memang si kembar Bumi belum benar-benar ditemukan.

Tahun 2009, misi Kepler diluncurkan dan sejak saat itu penemuan planet-planet baru semakin banyak.  Tanggal 3 Februari dini hari, NASA memberi kejutan dengan mengumumkan hasil terbaru penelitian Kepler. Ada ribuan kandidat exoplanet. Tapi bukan itu yang utama.

Kepler berhasil menemukan sistem keplanetan dengan 6 planet yang terdiri dari planet gas dan juga batuan mengitari sebuah bintang serupa Matahari dan dikenal sebagai Kepler-11. Sistem ini berlokasi 2000 tahun cahaya dari Bumi. Fiuhh jauh.

Sistem Kepler-11
Apa uniknya sistem ini?

Sistem keplanetan Kepler-11 merupakan sistem dengan 6 buah planet pertama yang ditemukan melalui sistem transit.  Keunikan lainnya, sistem ini sangat kompak, seluruh planet mengorbit sang bintang dalam kesejajaran yang sempurna dan dari sudut padang pengamat, planet-planet tersebut secara berkala melintasi piringan bintang atau yang kita kenal dengan nama transit.  Kepler-11 merupakan sistem pertama yang memiliki lebih dari 3 planet transit.

Tidak hanya itu,  sistem ini memiliki 5 planet yang mengorbit sedemikian dekat dengan bintang induknya dan belum ada sistem seperti ini sebelumnya.

Planet terdalam, Kepler-11b, berada 10 kali lebih dekat ke bintang induk jika dibanding dengan jarak Bumi ke Matahari. Bergerak keluar, planet berikutnya, Kepler-11c, Kepler-11d, Kepler-11e, Kepler-11f dan yang terluar Kepler-11g memiliki jarak 2 kali lebih dekat ke bintang induknya dibanding jarak Bumi ke Matahari.

Yang paling menarik,  kelima planet dalam di sistem ini jika ditempatkan di Tata Surya maka mereka akan berada dalam obit antara Merkurius dan Matahari! Dan untuk planet terluar yakni Kepler-11g, ia berada dalam orbit antara Merkurius dan Venus.  Orbit kelima planet dalam di sistem keplanetan Kepler-11 juga sangat berdekatan jika dibanding dengan planet-planet yang ada di Tata Surya.  Kelima planet dalam memiliki periode orbit antara 10 – 46,7 hari untuk mengitari bintang induknya sedangkan planet terluar Kepler-11g membutuhkan waktu 118 hari untuk mengitari sang bintang.

Masih ada lagi loh yang membuat sistem ini jadi sedemikian menarik dan memukau. Planet-planetnya tidak seperti yang kita kenal selama ini di Tata Surya.  Kelima planet dalam di sistem ini memiliki massa yang merentang dari 2,3 – 13,5 massa Bumi dengan ukuran lebih besar dari Bumi. Planet terbesar memiliki ukuran setara Uranus dan Neptunus dengan variasi ukuran 2 – 4,5 kali diameter Bumi.

Perbandingan sistem Kepler-11 dan sistem Tata Surya. kredit :
NASA/Tim Pyle 

Berada sedemikian dekat dengan bintang induknya, jelas mereka akan diterpa panas dan angin bintang diperkirakan kalau planet-planet ini merupakan versi dengan skala lebih kecil dari planet kebumian, seperti halnya planet “cannonball” Kepler-10b. Tapi ternyata, kelima planet ini memberi kejutan lain. Kerapatannya sangat rendah hanya berkisar antara 3,1 gr/cm³ yang paling “rapat” sampai dengan 0,5 g/cm³ (kerapatan lebih rendah dari Saturnus yang hampir seluruhnya merupakan planet gas)

Komposisi dan Pembentukan Planet

Dari ukuran dan massa kelima planet dalam, Jack Lissauer dari NASA’s Ames Research Center, Moffett Field, Calif, yang memimpin penelitian ini  berhasil menemukan exoplanet terkecil yang ada di sistem extrasolar planet.  Planet-planet ini terdiri dari campuran batuan dan gas dan kemungkinan juga oleh air.  Materi batuan pada planet inilah yang memberikan massa pada planet-planet sementara gas yang juga menyusun si planet mengambil alih sebagian besar volum si planet.

Meurut Lissaauer, Kepler-11 merupakan sistem keplanetan yang luar biasa karena aristektur dan dinamika sistemnya bisa memberi petunjuk mengenai pembentukan sistem keplanetan tersebut.

Sistem keplanetan lahir saat inti awan molekul runtuh untuk membentuk bintang. Pada saat tersebut, planet terbentuk dalam piringan gas dan debu di sekeliling bintang yang dikenal sebagai piringan protoplanet. Piringan protoplanet dapat dilihat disekeliling sebagian besar bintang yang baru berusia kurang dari satu juta tahun, tapi ada juga beberapa bintang berusia lebih dari 5 juta tahun yang masih memiliki piringan tersebut.

Dari hasil pengamatan Kepler, diyakini untuk sistem Kepler-11, planet yang memiliki gas dengan jumlah tertentu terbentuk relatif lebih cepat untuk bisa memiliki gas tersebut sebelum piringan gas dan debu tersebut habis.

Sebagian besar volum di planet Kepler-11c – f memiliki materi dengan kerapatan rendah yang diperkirakan berasal dari materi keplanetan yang memiliki kerapatan dari yang tinggi ke rendah seperti batuan/logam, es yang didominasi oleh H₂O, CH₄, dan NH₃, dan gas H/He. Kesemua komponen ini bisa diakumulasi secara langsung dari piringan protoplanet saat pembentukan planet. Hidrogen dan selubung uap, bisa merupakan produk reaksi kimia dan gas-yang terbuang keluar dari planet batuan, tapi hanya sekitar 6% dari 20% massa sesuai urutannya.

Dalam sistem ini, planet Kepler-11d, Kepler-11e dan Kepler-11f pasti memiliki jumlah gas hidrogen yang cukup besar yang mengindikasikan kalau ke-3 planet ini terbentuk lebih awal dalam sejarah sistem keplanetan Kepler-11. Diyakini mereka terbentuk hanya dalam beberapa juta tahun di awal pembentukan sistem. Planet Kepler-11b dan c diyakini kaya dengan es (dalam bentuk fluida seperti di Uranus dan Neptunus) dan/atau campuran H/He.

Jika dilihat dari massanya, kelima planet di sistem ini tersusun oleh elemen yang lebih berat dari Helium. Karakterisasi atmosfer di masa depan akan dapat menguraikan apakah atmosfer didominasi hidrogen atau uap air dan memberi informasi lebih banyak mengenai komposisi terbesar di planet-planet tersebut beserta stabilitas atmosfernya.

Hasil awal yang didapat menunjukkan kalau planet Kepler-11b dan c memiliki atmosfer yang didominasi hidrogen di masa lalu dan kemudian mengalami kehilangan atmosfer di era awal ketika planet memiliki radius yang lebih besar, kerapatan lebih rendah, dan bintang induk masih lebih aktif. Pada masa awal itulah terjadi kehilangan massa dengan laju yang cukup tinggi. Studi lanjut dari sistem keplanetan Kepler-11 ini tentunya akan memberi informasi dan pemahaman yang lebih baik lagi mengenai proses kehilangan massa.

Kelima planet di sistem Kepler-11 yang cukup dinamis dan berada di orbit yang sedemikian dekat dengan bintang induk tidak akan stabil selama milyaran tahun ketika bintang induknya sudah berada di Deret Utama.

Pengamatan Lanjutan

Kepler akan melanjutkan pengamatannya dan akan terus memberikan data terbaru dari sistem Kepler-11.  Semakin banyak transit yang bisa dilihat kepler, maka akan semakin baik bagi para peneliti untuk bisa memberi estimasi ukuran dan massa planet-planet tersebut.

Data yang ada akan membantu dalam kalkulasi dan penentuan ukuran dan massa planet serta memberi kesempatan untuk mendeteksi lebih banyak planet yang akan mengorbit bintang Kepler-11.  Bisa jadi akan ditemukan planet ke-7 di sistem tersebut melalui transit atau bahkan dari gangguan gravitasi yang ia timbulkan pada ke-6 planet yang sudah teramati saat ini.

Yang pasti, manusia akan mengetahui dan belajar lebih banyak lagi mengenai perbedaan yang ada pada planet-planet di berbagai bintang dalam galaksi Bima Sakti.

Sumber: LangitSelatan