Tabrakan mematikan mengurangi panas Jupiter

Kabar buruk bagi para pemburu planet, sebagian besar kandungan panas Jupiter yang dicari para astronom dalam cluster kemungkinan besar dihancurkan oleh bintang lama mereka.

Dalam sebuah makalah yang dipublikasikan oleh jurnal Astrophysical, John Debes dan Brian Jackson dari NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt Md, memaparkan penjelasan baru mengapa tidak ada transit planet yang ditemukan dalam gugus bintang.

Para peneliti juga memprediksi bahwa perburuan planet yang dilakukan oleh misi Kepler lebih mungkin berhasil dalam gugus bintang muda dibanding yang lebih tua. "Planet adalah makhluk yang sulit dipahami dan kami menemukan alasan lain bahwa mereka sukar dipahami," kata Jackson, seorang peserta program Postdoctoral fellow NASA di Goddard dikutip sciencedaily.com.

Ketika para astronom mulai mencari planet di kemasan bintang dalam gugus bola sekitar 10 tahun yang lalu, mereka berharap menemukan dunia baru. Salah satu survei dari cluster yang disebut 47 Tucanae (47 TUC), misalnya, diharapkan bisa menemukan paling tidak selusin planet antara sekitar 34 ribu calon bintang.

"Mereka melihat begitu banyak bintang sehingga berpikir pasti akan menemukan planet. Namun nyatanya tidak," kata Debes, rekan Jackson

Dia mencatat, ebih dari 450 eksoplanet (singkatan dari "planet ekstra surya," atau planet di luar tata surya kita) telah ditemukan, tetapi sebagian besar diantaranya telah terdeteksi sebagai bintang tunggal. "Globular cluster berubah menjadi lingkungan kasar untuk planet, karena ada banyak bintang di sekitarnya yang menabrak mereka dan tidak cukup banyak untuk mereka makan," jelas Jackson

Kepadatan tinggi bintang di kelompok ini menunjukkan bahwa planet-planet dapat disingkirkan dari sistem tenaga surya mereka oleh bintang di dekatnya. Selain itu, gugusan bola yang disurvei sejauh ini semakin mengandung sedikit logam, yang merupakan bahan baku untuk membuat planet sehingga dikenal memiliki metalisitas yang rendah.

Debes dan Jackson yakin bahwa kandungan panas planet Jupiter cukup besar, yang setidaknya 3 sampai 4 kali lebih dekat ke bintang induknya dari Merkurius yakni matahari kita sehingga dengan cepat bisa dihancurkan.

Dalam orbit sempit ini, tarikan gravitasi dari planet terhadap bintang dapat menciptakan sebuah pasangan yaitu sebuah tonjolan pada bintang. Sebagai orbit planet, tonjolan ini pada dasarnya menarik penentangnya. Tarikan ini mengurangi energi orbit planet sehingga planet bergerak ke arah bintang.

Kemudian tonjolan pada bintang akan membesar dan kandungan energinya menjadi lebih banyak dibanding orbit planet. Hal ini berlanjut selama miliaran tahun sampai planet menabrak bintang atau dikoyak oleh gravitasi bintang itu, menurut model Jackson merupakan tabrakan orbital yang pasang surut.

"Saat-saat terakhir untuk planet ini bisa sangat dramatis, sama seperti atmosfer mereka direnggut oleh gravitasi bintang mereka. Bahkan baru-baru ini telah diupayakan agar kandungan panas Jupiter yang disebut WASP-12B bisa cukup dekat dengan bintangnya sehingga bisa dihancurkan," kata Jackson

Debes dan Jackson menggambarkan apa yang akan terjadi di 47 TUC jika pengaruh pasang surut tidak dilepaskan pada kandungan panas Jupiter. Mereka kembali menciptakan rentang massa dan ukuran bintang-bintang pada cluster itu dan disimulasikan dengan pengaturan planet. Lalu mereka membiarkan pasang surut bintang-bintang bekerja di dekat planet.

Model seperti ini memperkirakan bahwa banyak diantara planet akan hancur, namun nyatanya survei itu hanya akan datang dengan tangan kosong. "Model yang kami buat menunjukkan bahwa Anda tidak perlu mempertimbangkan metalisitas untuk menjelaskan hasil survei meskipun ini dan efek lain juga akan mengurangi jumlah planet," tambah Debes.

Ron Gilliland, yang berada di Space Telescope Science Institute di Baltimore dan berpartisipasi dalam survei TUC 47, mengatakan, "analisis interaksi pasang surut planet dan bintang-bintang memberikan penjelasan lain yang berpotensi memberikan penjelasan yang bagus, di samping untuk membuat korelasi kuat antara metalisitas dan kehadiran planet untuk mengetahui kegagalan mendeteksi eksoplanet di 47 TUC. "

Secara umum, model yang dicetuskan Debes dan Jackson memprediksi bahwa sepertiga dari Jupiter panas akan dihancurkan oleh waktu cluster selama satu miliar tahun. Ini masih tergolong remaja dibandingkan dengan sistem tata surya kita yang telah berumur sekitar 4-1/2 miliar tahun.

47 TUC baru-baru ini diperkirakan telah berumkur 11 miliar tahun. Pada usia itu, para peneliti menperkirakan lebih dari 96% kandungan panas Jupiter akan hilang.

Misi Kepler yang mencari kandungan panas Jupiter dan yang lebih kecil, seperti planet Bumi, memberikan kesempatan yang bagus bagi Jackson dan Debes yang baik untuk menguji model mereka.

Kepler akan survei empat cluster terbuka yang merupakan kelompok bintang yang tidak padat seperti gugus bola kurang dari setengah miliar menjadi hampir 8 miliar tahun. Semua cluster memiliki cukup bahan baku untuk membentuk sejumlah planet yang siginfikan, catatan Debes.

Jika kerusakan pasang surut orbital ini terjadi, Debes dan Jackson memprediksi, Kepler bisa menemukan lebih dari tiga kali ukuran planet Jupiter pada cluster termuda dibanding yang tertua.

"Jika kami melakukannya makan kami akan menemukan planet pada cluster yang sama dengan Kepler," kata Gilliland, sebuah Kepler co-penyelidik, "Melihat korelasi dengan umur dan metalisitasnya, hal itu akan menarik untuk membentuk pemahaman kita tentang pembentukan planet, serta keberadaan mereka yang terus menerus setelah mereka terbentuk. "