Muhammad Dimas Firdaus
Tata surya dengan Matahari sebagai bintang induk bukan satu-satunya sistem keplanetan yang ada di alam semesta. Dalam teori evolusi bintang, ketika bintang terlahir akan menyisakan debu yang tidak menjadi bagian dari bintang tersebut namun akan menjadi planet-planet yang mengitarinya. Planet-planet yang berada pada sistem lain disebut sebagai eksoplanet (planet ekstrasurya). Sampai saat ini sudah terkonfirmasi sebanyak 5.300 eksoplanet dalam 3.969 sistem keplanetan. Bahkan salah satu misi yang akan diemban oleh Observatorium Nasional di Timau, Nusa Tenggara Timur adalah pencarian eksoplanet.
Sejauh ini ada beberapa teknik untuk mendeteksi keberadaan eksoplanet. Karena planet tidak seperti bintang yang memancarkan cahaya sendiri sehingga diperlukan teknik khusus untuk dapat mendeteksinya. Teknik-teknik dalam pengamatan eksoplanet adalah sebagai berikut:
- Kecepatan Radial (Radial Velocity, Watching for Wobble)
Metode kecepatan radial merupakan metode pertama yang digunakan dalam pendeteksian eksoplanet. Sebuah bintang tunggal yang tidak memiliki sistem keplanetan akan memiliki pusat gravitasi di dalam bintang itu sendiri, namun apabila ada planet yang mengorbit bintang tersebut maka pusat gravitasi berada di luar bintang tersebut. Kondisi ini akan mengakibatkan bintang dan planet akan mengitari pusat massa dan bintang akan terlihat “bergoyang” secara periodik dilihat dari sudut pandang pengamat. Lalu bagaimana para astronom dapat mengamatai goyangan bintang tersebut? Metode untuk mengamati goyangan bintang ini disebut “Doppler Shift”. Setiap energi seperti suara, cahaya, panas dan lain sebagainya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat diamati panjang gelombangnya. Ketika suatu benda yang memancarkan energi bergerak mendekat dan menjauhi pengamat, akan terjadi efek Doppler yaitu perubahan panjang gelombang. Jika mendekat maka panjang gelombang akan menyempit dan disebut blue shift, sementara jika menjauh akan merenggang dan disebut red shift. Dengan pengamatan ini dapat diamati goyangan bintang yang memiliki sistem keplanetan. Hingga saat ini para astronom sudah menemukan lebih dari 1000 eksoplanet menggunakan teknik ini.
- Transit (Transit, searching for Shadow)
Sebagaimana diketahui sebelumnya bahwa fenomena transit adalah ketika sebuah benda langit yang lebih kecil melintas di depan benda lain yang lebih besar dari sudut pandang pengamat. Seperti transit Venus melintasi Matahari diamati oleh pengamat di permukaan Bumi. Konsep yang sama berlaku untuk pengamatan eksoplanet, astronom pertama yang menggunakan teknik ini untuk mengamati eksoplanet adalah David Charbonneau dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics yang mengamati eksoplanet HD 20945b yang telah teramati sebelumnya menggunakan teknik kecepatan radial. Adapun eksoplanet pertama yang teramati menggunakan teknik transit adalah OGLE-TR-56b oleh Maciej Konacki pada tahun 2003. Dengan banyaknya instrumen baik landas Bumi maupun teleskop antariksa meningkatkan penemuan eksoplanet menggunakan teknik transit dengan sangat pesat. Saat ini teknik transit menjadi penyumbang jumlah eksoplanet yang terdeteksi paling banyak dengan lebih dari 3900 eksoplanet.
- Pencitraan Langsung (Direct Imaging, Taking Pictures)
Sesuai namanya, penggunaan teknik ini adalah dengan secara langsung memotret eksoplanet yang sedang mengorbit bintang induknya. Walaupun terdengar mudah, nyatanya teknik ini sangatlah sulit karena cahaya bintang yang sangat terang dapat menutupi planet-planet di sekitarnya. Namun ada kemungkinan dapat memotret eksoplanet yang masih muda dan jaraknya cukup jauh dari bintang induknya. Saat ini sedang dikembangkan beberapa instrumen tambahan untuk dapat mengamati eksoplanet secara langsung menggunakan teleskop antariksa. Coronagraphy dan starshade adalah dua metode yang sedang dikembangkan untuk pengamatan eksoplanet dengan teknik pencitraan langsung. Hingga saat ini hanya sekitar 60-an eksoplanet yang dapat diamati dengan teknik ini.
- Pelensaan-Mikro Gravitasi (Gravitational Microlensing, Light in a Gravity Lens)
Berbeda dengan tiga teknik sebelumnya yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik (cahaya) untuk mendeteksi eksoplanet, teknik keempat ini menggunakan efek gravitasi. Sebagaimana telah dikemukakan oleh Albert Einstein pada teori relativitas umumnya bahwa objek dengan massa yang sangat besar dapat membelokkan cahaya di sekelilingnya. Dengan jarak dan sudut yang tepat maka cahaya yang datang ke arah pengamat dari bintang yang jauh dapat dibelokkan di sekitar bintang yang berada antara bintang jauh dan pengamat, bintang ini berperan sebagai lensa. Cahaya dari bintang jauh akan diperkuat oleh efek gravitasi dari bintang perantara, sehingga apabila ada planet yang mengitari bintang tersebut akan muncul kurva cahaya pada hasil pengamatan yang dilakukan. Teknik ini berhasil mengamati eksoplanet pertama kali pada tahun 2004 oleh tim astronom dari Universitas Edinburgh yang dipimpin oleh Ian Bond. Sampai saat ini kurang dari 200 eksoplanet sudah terdeteksi menggunakan teknik ini.
- Astrometri (Astrometry, Minuscule Movements)
Astrometri adalah teknik pendeteksian eksoplanet memanfaatkan perubahan posisi bintang terhadap bintang-bintang di sekitarnya dengan sangat presisi. Teknik ini dilakukan dengan cara mengukur posisi sebuah bintang dengan sangat detail, apabila bintang tersebut “bergoyang” (seperti pada teknik kecepatan radial) dan mengubah posisinya secara relatif terhadap bintang-bintang sekitarnya maka dimungkinkan bintang tersebut memiliki sistem keplanetan. Teknik ini sangat sulit untuk dilakukan karena memerlukan ketelitian yang sangat tinggi untuk dapat melihat perubahan kecil pada posisi bintang. Misi GAIA milik ESA diharapkan dapat mengamati puluhan ribu eksoplanet pada jarak 500 parsek menggunakan teknik astrometi. Hingga saat ini hanya ada 2 eksoplanet yang ditemukan menggunakan teknik ini yaitu VB 10b dan HD 176051b.
Sumber:
https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/#
https://sci.esa.int/web/exoplanets/-/60655-detection-methods
Ziqi Dai et al 2021 J. Phys.: Conf. Ser. 2012 012135
https://www.lapan.go.id/post/6703/lapan-akan-teliti-eksoplanet-dari-observatorium-kupang
http://exoplanet.eu/catalog