Singkap Rahasia Tersembunyi di Atmosfer Katai Putih yang ‘Terpolusi’

By Wawan Setiawan, Sabtu, 6 November 2021 | 12:00 WIB
Puing-puing batu, potongan-potongan planet berbatu yang telah pecah, berputar ke dalam menuju katai putih lalu mencemari atmosfernya. (NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / M. Zamani & M. Kosari)

Nationalgeographic.co.id - Studi baru yang dilakukan ilmuwan terhadap eksoplanet berbatu, telah memberikan pemahaman baru tentang eksoplanet berbatu yang ternyata jauh lebih aneh dari yang diduga sebelumnya.

Studi astrogeologi tersebut dilakukan oleh astronom dari NOIRLab NSF yang bekerja sama dengan ahli geologi dari California State University, Fresno. Mereka menemukan bahwa sebagian besar eksoplanet berbatu di dekatnya sangat berbeda dengan apa pun di tata surya kita.

Jenis batuan yang ada di planet yang mengorbit bintang terdekat menjadi salah satu hal yang menarik perhatian para astronom. Setelah mempelajari komposisi kimia katai putih yang "terpolusi", mereka akhirnya menyimpulkan bahwa sebagian besar planet berbatu yang mengorbit bintang terdekat lebih beragam dan eksotis daripada yang diperkirakan sebelumnya, dengan jenis batuan yang tidak ditemukan di mana pun di tata surya kita.

Meskipun para astronom telah menemukan sekian banyak, bahkan, ribuan eksoplanet yang mengorbit bintang di galaksi kita. Namun, sangat sulit sekali untuk mengetahui komposisi planet-planet tersebut terbuat dari apa, dan apakah dari begitu banyaknya eksoplanet tersebut ada yang mirip dengan Bumi ataukah tidak.

Rasa penasaran ini yang mendorong mereka untuk mencari tahu.

Baca Juga: Eksoplanet Aneh Seperti Neptunus Ini Mungkin Memiliki Awan Air

Studi tentang bintang katai putih yang memakan planet mereka menunjukkan bahwa jenis batuan dan mineral yang membentuk eksoplanet lebih aneh daripada yang diperkirakan para ilmuwan. (Jon Kelvey/Inverse)

Siyi Xu, seorang astronom yang berasal dari NOIRLab NSF melakukan kolaborasi dengan Keith Putirka, seorang ahli geologi dari California State University, Fresno, untuk mempelajari atmosfer yang dikenal sebagai katai putih yang tercemar.

Katai putih yang tercemar ini adalah inti padat dan runtuh dari bintang yang dulunya normal seperti Matahari yang juga mengandung materi asing dari planet, asteroid, atau benda berbatu lainnya yang pernah mengorbit bintang tetapi akhirnya jatuh ke bintang katai putih dan "mencemari" atmosfernya.

“Sementara beberapa eksoplanet yang pernah mengorbit katai putih yang tercemar tampak mirip dengan Bumi, sebagian besar juga memiliki jenis batuan yang eksotis di tata surya kita, tapi mereka tidak memiliki rekan langsung di tata surya,” kata Xu, seperti yang dilansir Tech Explorist.

“Beberapa jenis batuan yang kita lihat dari data katai putih akan melarutkan lebih banyak air daripada batuan di Bumi dan mungkin berdampak pada bagaimana lautan berkembang. Beberapa jenis batuan juga mungkin meleleh pada suhu yang jauh lebih rendah dan menghasilkan kerak yang lebih tebal daripada batuan Bumi, dan beberapa jenis batuan mungkin lebih lemah, yang mungkin memfasilitasi perkembangan lempeng tektonik,” jelas Putirka.

Dengan mencari unsur-unsur yang tidak akan ada secara alami di atmosfer katai putih (selain hidrogen dan helium), para ilmuwan dapat mengetahui dari mana benda-benda planet berbatu yang jatuh ke bintang itu dan terbuat dari apa.

Baca Juga: Miliaran Bintang di Luar Angkasa Berubah Menjadi Bola Kristal Raksasa

Tampilan seniman dari planet ekstrasurya, dengan bintangnya di latar belakang. Sejauh ini, para astronom telah menemukan ribuan eksoplanet yang mengorbit bintang lain di galaksi kita, Bimasakti. (Shutterstock)

Putirka dan Xu mengamati 23 katai putih yang tercemar, semuanya dalam jarak sekitar 650 tahun cahaya dari Matahari, di mana kalsium, silikon, magnesium, dan besi telah diukur dengan presisi menggunakan Observatorium WM Keck di Hawai'i, Teleskop Luar Angkasa Hubble, dan observatorium lainnya.

Pada studi yang dilakukan sebelumnya tentang katai putih yang tercemar telah menemukan unsur-unsur dari tubuh berbatu, termasuk kalsium, aluminium, dan litium. Namun, Putirka dan Xu menjelaskan bahwa itu adalah elemen minor (yang biasanya membentuk sebagian kecil dari batuan Bumi) dan pengukuran elemen utama (yang membentuk sebagian besar batuan Bumi), terutama silikon, diperlukan untuk benar-benar mengetahui jenis batuan apa yang akan ada di planet-planet itu.

Baca Juga: Astronom Temukan Objek Aneh, Bukan Bintang juga Planet, Lalu Apa?

Selain itu, Putirka dan Xu juga menyatakan bahwa kadar magnesium yang tinggi dan kadar silikon yang rendah yang diukur di atmosfer katai putih menunjukkan bahwa puing-puing berbatu yang terdeteksi tersebut kemungkinan berasal dari bagian dalam planet, yaitu tepatnya dari mantel, bukan keraknya.

“Saya bertemu Keith Putirka di sebuah konferensi dan senang dia bisa membantu saya memahami sistem yang saya amati ini. Dia mengajari saya geologi dan saya mengajarinya astronomi, dan kami menemukan cara untuk memahami sistem eksoplanet misterius ini,” tutur Xu, yang merasa yakin bahwa ia dan rekannya itu telah berhasil membuka rahasia tersembunyi di balik atmosfer katai putih yang tercemar. Bahkan mereka juga harus membuat nama baru (seperti “quartz pyroxenites” dan “periclase dunites”) untuk mengklasifikasikan jenis batuan baru yang pasti ada di planet yang mereka pelajari.

Hasil studi mereka telah dipublikasikan dalam jurnal Nature Communications pada 02 November 2021 kemarin, dengan mencantumkan judul Polluted white dwarfs reveal exotic mantle rock types on exoplanets in our solar neighborhood.