Dua exoplanet dengan kepadatan terendah yang pernah tercatat telah terdeteksi mengorbit sebuah bintang sekitar 1.110 tahun cahaya dari Bumi. Dinamakan TOI-791b dan TOI-791c, benda-benda langit ini memiliki volume yang sebanding dengan Jupiter, planet terbesar di tata surya kita, namun memiliki kepadatan yang sangat rendah sehingga lebih ringan dari permen kapas. Pengungkapan penemuan ini, dipimpin oleh sekelompok ilmuwan internasional, dirinci dalam majalah *Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society*.
Jarangnya manusia “super buncit” di alam semesta
Dunia-dunia ini termasuk dalam klasifikasi planet yang tidak biasa yang dikenal sebagai planet “super-puff” atau “super-puffed”. Mereka dicirikan oleh volumenya yang sangat besar dan massanya yang sangat kecil, yang menjadikan mereka sebuah teka-teki bagi model pembentukan planet saat ini. Sebelum penemuan ini, hanya empat contoh dari kategori ini yang diketahui, sehingga identifikasi dua contoh baru, dalam sistem bintang yang sama, merupakan peristiwa yang berdampak besar bagi astrofisika.
Karakteristik unik dari exoplanet baru TOI-791b dan TOI-791c
Pengukuran menunjukkan bahwa TOI-791b memiliki kepadatan hanya 0,038 gram per sentimeter kubik (g/cm³), sedangkan TOI-791c memiliki kepadatan 0,047 g/cm³. Untuk mengilustrasikan keunikan nilai-nilai ini, ada baiknya membandingkan: kepadatan rata-rata Bumi adalah 5,5 g/cm³, dan Jupiter, sebuah raksasa gas, adalah 1,33 g/cm³. Perbedaan besar ini menunjukkan komposisi dan struktur internal yang sangat berbeda dari planet-planet yang kita kenal.
Ahli astrofisika George Dransfield, penulis utama penelitian ini, menyoroti pentingnya identifikasi ini. “Kami hanya mengetahui sedikit dari planet-planet yang sangat besar ini sampai sekarang. Menemukan dua lagi, dan berada dalam sistem yang sama, sungguh luar biasa,” katanya dalam sebuah pernyataan. Kepadatan yang sangat rendah dari benda-benda ini menjadikan mereka target prioritas untuk penelitian di masa depan, dengan tujuan mengungkap proses kompleks tentang bagaimana sistem planet berasal dan berkembang seiring waktu.
Tantangan bagi model pembentukan planet
Keberadaan planet sebesar dan ringan seperti TOI-791b dan TOI-791c menimbulkan tantangan besar terhadap teori-teori yang berlaku tentang pembentukan dunia raksasa. Model yang paling diterima, seperti akresi inti, menunjukkan bahwa planet gas terbentuk dari inti batuan padat yang, setelah mencapai massa yang cukup, mulai menarik sejumlah besar gas dari piringan protoplanetnya. Namun, agar planet-planet ini memiliki kepadatan yang begitu rendah, diperlukan proses pembentukan atau komposisi atmosfer yang belum sepenuhnya dipahami.
Para ilmuwan berspekulasi bahwa atmosfer “pembengkakan super” ini mungkin terdiri dari gas-gas yang sangat ringan, seperti hidrogen dan helium, mungkin dengan sejumlah kecil unsur-unsur yang lebih berat, atau mereka terbentuk di bawah kondisi suhu dan tekanan yang sangat spesifik yang memungkinkan terjadinya perluasan ini. Radiasi dari bintang induk juga dapat memainkan peran penting dalam “menggembungkan” atmosfer mereka. Studi lebih lanjut terhadap eksoplanet ini dapat memaksa revisi atau penambahan mekanisme baru pada model yang ada saat ini tentang bagaimana planet berkembang.
Peran teleskop luar angkasa TESS dalam penemuan ini
Penemuan ini dimungkinkan berkat Teleskop Luar Angkasa Transiting Exoplanet Survey (TESS) milik NASA. Diluncurkan pada tahun 2018, TESS adalah observatorium luar angkasa yang mencari exoplanet menggunakan metode transit, yang mendeteksi penurunan kecil pada kecerahan bintang ketika sebuah planet lewat di depannya. Kemampuannya untuk memantau area luas di langit dalam jangka waktu lama telah berperan penting dalam mengidentifikasi ribuan kandidat planet ekstrasurya, termasuk “super-puff” yang langka.
Memantau pengamatan TESS dengan teleskop berbasis darat dan instrumen luar angkasa lainnya sangat penting untuk memastikan sifat eksoplanet dan mengkarakterisasi sifat-sifatnya, seperti massa, radius, dan kepadatan. Dalam kasus TOI-791b dan TOI-791c, menggabungkan data transit dengan pengukuran kecepatan radial memungkinkan peneliti menghitung massanya dan, akibatnya, kepadatannya yang sangat rendah.