Dua planet gas di sekitar bintang seperti matahari yang terang

Pada malam hari, Miguel yang berusia tujuh tahun suka berbicara dengan ayahnya, Cesar Rubio, tentang planet dan bintang. “Saya mencoba untuk mengurusnya,” kata Rubio, seorang mekanik di Pomona, California, yang membuat suku cadang untuk peralatan pertambangan dan pembangkit listrik.

Sekarang, anak laki-laki itu dapat mengklaim bahwa ayahnya juga membantu menemukan planet-planet. Cesar Rubio adalah satu dari ribuan sukarelawan yang berpartisipasi dalam Pemburu planet Tess, proyek sains warga yang didanai NASA yang mencari bukti planet di luar tata surya atau exoplanet kita. Ilmu warga adalah cara bagi anggota masyarakat untuk berkolaborasi dengan para ilmuwan. Lebih dari 29.000 orang di seluruh dunia telah bergabung dengan Planet Hunters TESS untuk membantu para ilmuwan menemukan exoplanet.

Cesar Rubio dan putranya Miguel senang berbicara tentang ruang angkasa bersama. Kredit: Cesar Rubio

Planet Hunters TESS mengumumkan penemuan dua exoplanet dalam sebuah penelitian yang dipublikasikan secara online di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, dan penyertaan Rubio dan lebih dari selusin ilmuwan warga lainnya sebagai rekan penulis.

Dunia asing ini mengorbit sebuah bintang yang disebut HD 152843, yang terletak sekitar 352 tahun cahaya. Bintang ini kira-kira memiliki massa yang sama dengan Matahari, tetapi sekitar 1,5 kali lebih besar dan sedikit lebih terang.

Planet B, ukuran Neptunus, sekitar 3,4 kali lebih besar dari Bumi, dan menyelesaikan orbit di sekitar bintangnya dalam waktu sekitar 12 hari. Planet C, planet ekstrasurya, sekitar 5,8 kali lebih besar dari Bumi, menjadikannya “semi-Saturnus”, dan periode orbitnya antara 19 dan 35 hari. Di tata surya kita, kedua planet tersebut akan mengorbit di sekitar Merkurius, yaitu sekitar 88 hari.

kata Nora Eisner, seorang mahasiswa PhD dalam astrofisika di Universitas Oxford di Inggris dan penulis utama studi tersebut.

TESS adalah singkatan dari Transiting Exoplanet Survey Satellite, sebuah pesawat ruang angkasa NASA yang diluncurkan pada April 2018. Tim TESS menggunakan data dari observatorium untuk mengidentifikasi lebih dari 100 exoplanet dan lebih dari 2.600 kandidat yang menunggu konfirmasi.

Planet Hunters TESS, yang beroperasi melalui situs Zooniverse, dimulai pada Desember 2018, tak lama setelah data TESS pertama dipublikasikan. Relawan melihat grafik yang menunjukkan kecerahan bintang yang berbeda dari waktu ke waktu. Perhatikan plot mana yang menunjukkan penurunan singkat dalam kecerahan bintang dan kemudian ayunan ke atas kembali ke tingkat semula. Ini bisa terjadi ketika sebuah planet melintasi wajah bintangnya, menghalangi sedikit cahaya – sebuah peristiwa yang disebut “transit.”

Pemburu Planet membagikan setiap skema kecerahan yang disebut “Kurva Cahaya” dengan 15 sukarelawan. Di latar belakang situs, algoritme mengumpulkan semua kiriman sukarelawan dan memilih kurva cahaya yang telah dipilih beberapa sukarelawan. Kemudian Eisner dan rekan-rekannya melihat kurva cahaya tingkat tinggi dan menentukan mana yang baik untuk tindak lanjut ilmiah.

Alexander Hubert belajar untuk menjadi guru matematika dan bahasa Latin tetapi menikmati proyek sains warga dalam astronomi. Kredit: Alexander Hubert

Bahkan di era teknologi komputasi yang kompleks seperti pembelajaran mesin, memiliki sekelompok besar sukarelawan yang melihat data teleskop sangat membantu para peneliti. Karena para peneliti tidak dapat melatih komputer dengan sempurna untuk mengidentifikasi sidik jari planet yang potensial, mata manusia masih berharga. “Inilah mengapa tidak banyak kandidat untuk exoplanet, dan mengapa ilmu pengetahuan warga adalah hal yang hebat,” kata Eisner.

Dalam kasus HD 152843, ilmuwan warga melihat sebidang tanah yang menunjukkan kecerahannya dalam satu bulan pengamatan TESS. Kurva cahaya menunjukkan tiga kemiringan yang berbeda, menyiratkan bahwa setidaknya satu planet dapat mengorbit bintang. Semua 15 ilmuwan warga yang telah melihat kurva ini telah mengacu pada setidaknya dua transit, dan beberapa telah menandai kurva cahaya di forum diskusi online Planet Hunters TESS.

Kemudian para ilmuwan melihat lebih dekat. Dengan membandingkan data dengan model mereka, mereka memperkirakan bahwa dua transit berasal dari planet dalam dan yang lainnya berasal dari planet luar kedua.

Untuk memastikan bahwa sinyal transit datang dari planet dan bukan dari sumber lain, seperti bintang yang saling gerhana, melewati asteroid, atau gerakan TESS itu sendiri, para ilmuwan perlu melihat bintang dengan cara yang berbeda. Mereka menggunakan instrumen yang disebut HARPS-N (Pencari Planet Kecepatan Radial Resolusi Tinggi untuk Belahan Bumi Utara) di Telescopio Nazionale Galileo di La Palma, Spanyol, serta EXPRES (Spektrometer Resolusi Ekstrem), instrumen di Observatorium Lowell di Flagstaff, Arizona. HARPS dan EXPRES mencari keberadaan planet dengan memeriksa apakah cahaya bintang “goyah” karena planet mengorbit bintangnya. Teknik ini, yang disebut metode kecepatan radial, memungkinkan para ilmuwan untuk memperkirakan massa planet yang jauh juga.

Sementara para ilmuwan tidak bisa mendapatkan sinyal yang cukup jelas untuk menentukan massa planet, mereka mendapatkan data kecepatan radial yang cukup untuk membuat perkiraan massa – sekitar 12 kali massa Bumi untuk Planet B dan sekitar 28 kali massa Bumi untuk Planet C. . Pengukuran mereka mengkonfirmasi kebenaran sinyal yang menunjukkan keberadaan planet; Lebih banyak data diperlukan untuk mengkonfirmasi massanya. Para ilmuwan terus memantau sistem planet dengan HARPS-N dan berharap mendapatkan informasi lebih lanjut tentang planet-planet segera.

Elizabeth Payten telah menjadi bagian dari lebih dari selusin studi ilmiah yang diterbitkan melalui Zooniverse Projects. Kredit: Elizabeth Payten

Para peneliti mungkin akan segera memiliki alat berteknologi tinggi untuk mengetahui apakah planet-planet ini memiliki atmosfer dan gas apa yang ada di dalamnya. Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA, yang akan diluncurkan akhir tahun ini, akan dapat melihat jenis partikel yang membentuk atmosfer planet seperti yang ada di sistem ini, terutama planet ekstrasurya yang lebih besar. Planet HD 152843 terlalu panas dan mengandung gas untuk mendukung kehidupan seperti yang kita ketahui, tetapi mereka berharga untuk dipelajari saat para ilmuwan mempelajari susunan planet potensial di galaksi kita.

“Kami mengambil langkah-langkah kecil menuju arah menemukan planet mirip Bumi dan mempelajari atmosfernya, dan kami terus mendorong batas dari apa yang bisa kami lihat,” kata Eisner.

Ilmuwan warga yang menilai kurva cahaya HD 152843 sebagai kemungkinan sumber planet transit, serta tiga moderator forum diskusi Pemburu Planet, diundang untuk dimasukkan sebagai rekan penulis studi yang mengumumkan penemuan planet-planet ini.

Salah satu cendekiawan warga tersebut adalah Alexander Hubert, seorang mahasiswa sarjana yang berfokus pada matematika dan bahasa Latin di Würzburg, Jerman, yang berencana untuk menjadi guru sekolah menengah. Hingga saat ini, lebih dari 10.000 kurva cahaya telah diklasifikasikan oleh Planet Hunters TESS.

“Saya terkadang menyesal bahwa di zaman kita ini kita harus membatasi diri pada satu, mungkin dua, mata pelajaran, seperti milik saya untuk saya, Latin dan matematika,” kata Hubert. “Saya sangat bersyukur bahwa di Zooniverse saya memiliki kesempatan untuk terlibat dalam sesuatu yang berbeda.”

Rekan penulis lainnya, Elisabeth Payten dari Leuven, Belgia, yang bekerja di departemen reasuransi, mengatakan bahwa menilai kurva cahaya di Planet Hunters TESS adalah “santai.” Dia telah tertarik pada astronomi sejak kecil, dan merupakan salah satu sukarelawan asli untuk Galaxy Zoo, sebuah proyek sains warga dalam astronomi yang dimulai pada tahun 2007. Galaxy Zoo mengundang peserta untuk mengklasifikasikan bentuk galaksi jauh.

Sementara Baeten telah menjadi bagian dari lebih dari selusin studi yang diterbitkan melalui Proyek Zooniverse, studi baru ini adalah publikasi ilmiah pertama Rubio. Astronomi selalu menjadi minat seumur hidup, dan dia sekarang dapat membaginya dengan putranya. Keduanya terkadang melihat Planet Hunters TESS bersama.

“Saya merasa berkontribusi, meski hanya sebagian kecil,” kata Rubio. “Penelitian ilmiah khususnya, itu memuaskan bagi saya.”

NASA memiliki beragam kolaborasi ilmu warga di berbagai topik mulai dari ilmu Bumi hingga Matahari hingga alam semesta yang lebih luas. Siapa pun di dunia dapat berpartisipasi. Lihat peluang terbaru di science.nasa.gov/citizenscience.

Referensi: “Pemburu Planet TESS III: Dua Planet Transit Di Sekitar Glossy G dwarf HD 152843” Oleh NL Eisner, B. A. Nicholson, O Barragán, S Aigrain, C Lintott, L Kaye, B Klein, G Miller, J Taylor, dan N Zicher, LA Buchhave, DA Caldwell, J Horner, J Llama, A Mortier, VM Rajpaul, K Stassun, A Sporer, A Tkachenko, JM Jenkins, D Latham, G Ricker, S Seager, J Winn, S Alhassan, EML Baeten, SJ Bean DM Bundy, V Efremov, R Ferstenou, BL Goodwin, M Hof, T Hoffman, A Hubert, L Lau, S Lee, D Maetschke, K Peltsch, C Rubio-Alfaro, GM Wilson, 12 Mei 2021, Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stab1253