Eksoplanet Berbatu Ternyata Lebih Beragam dan Ekostis Dari Perkiraan

Ricky Jenihansen - Senin, 22 November 2021 | 09:00 WIB

M. Zamani and M. Kosari

Ilustrasi Puing Berbatu di sekitar katai putih.

Nationalgeographic.co.id - Tim ilmuwan, kolaborasi astronom dan ahli geologi, menemukan bahwa sebagian besar planet berbatu yang mengorbit bintang terdekat lebih beragam dan eksotis daripada yang diperkirakan sebelumnya. Planet-planet tersebut memiliki jenis batuan yang tidak ditemukan di mana pun di tata surya kita.

Penelitian ini adalah yang pertama mempelajari dan memperkirakan jenis batuan yang ada di planet yang mengorbit bintang terdekat. Rincian penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications dengan judul "Polluted white dwarfs reveal exotic mantle rock types on exoplanets in our solar neighborhood".

Pada penelitian ini, seorang astronom dari NSF's NOIRLab telah bekerja sama dengan seorang ahli geologi dari California State University, Fresno, untuk mempelajari komposisi kimia katai putih "terpolusi". Mereka kemudian membuat perkiraan pertama jenis batuan yang ada di planet yang mengorbit bintang terdekat.

Dijelaskan, bahwa hingga saat ini para astronom telah menemukan ribuan planet yang mengorbit bintang di galaksi kita, yang dikenal sebagai eksoplanet. Namun, sulit untuk mengetahui dengan tepat terbuat dari apa planet-planet ini, atau apakah ada yang menyerupai Bumi.

Halaman berikutnya...

Untuk mencoba mencari tahu, astronom Siyi Xu dari NOIRLab NSF bermitra dengan ahli geologi Keith Putirka dari California State University, Fresno, untuk mempelajari atmosfer yang dikenal sebagai katai putih yang tercemar. Ini adalah planet dengan inti padat dan merupakan pecahan dari bintang yang dulu normal seperti Matahari. Objek ini dulunya mengandung materi asing dari planet, asteroid, atau benda berbatu lainnya yang pernah mengorbit bintang tetapi akhirnya menjadi bintang katai putih dan "mengontaminasi" atmosfernya.

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

Putirka dan Xu mengamati 23 katai putih yang tercemar, semuanya dalam jarak sekitar 650 tahun cahaya dari Matahari. Objek tersebut 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.

Shutterstock

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.

Para ilmuwan kemudian menggunakan kelimpahan terukur dari elemen-elemen tersebut untuk merekonstruksi mineral dan batuan yang akan terbentuk dari mereka. Mereka menemukan bahwa katai putih ini memiliki komposisi yang jauh lebih luas daripada planet bagian dalam mana pun di Tata Surya kita. Hal itu menunjukkan bahwa planet-planet itu memiliki variasi jenis batuan yang lebih luas. Faktanya, ternyata terdapat beberapa komposisi sangat tidak biasa sehingga Putirka dan Xu harus membuat nama baru (seperti "quartz pyroxenites" dan "periclase dunites") untuk mengklasifikasikan jenis batuan baru yang pasti ada di planet tersebut.

"Sementara beberapa eksoplanet yang pernah mengorbit katai putih yang tercemar tampak mirip dengan Bumi, sebagian besar memiliki jenis batuan yang eksotis dibandingkan dengan tata surya kita," kata Xu dalam rilis NOIRLab NSF.

Sementara itu, Putirka menjelaskan apa arti jenis batuan baru ini bagi dunia berbatu tempat mereka berada. "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," jelasnya.

Ia melanjutkan, menurutnya beberapa jenis batuan 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.

Studi sebelumnya tentang katai putih yang tercemar telah menemukan unsur-unsur dari planet berbatu, termasuk kalsium, aluminium, dan lithium. 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.

Jon Kelvey/Inverse

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.

Selain itu, Putirka dan Xu menyatakan bahwa kadar magnesium yang tinggi dan kadar silikon yang rendah yang diukur di atmosfer katai putih menunjukkan bahwa puing-puing berbatu yang terdeteksi kemungkinan berasal dari bagian dalam planet, dari mantel, bukan keraknya. Beberapa penelitian sebelumnya tentang katai putih yang tercemar melaporkan tanda-tanda bahwa kerak benua ada di planet berbatu yang pernah mengorbit bintang-bintang itu, tetapi Putirka dan Xu tidak menemukan bukti adanya batuan kerak.

Namun, pengamatan tidak sepenuhnya mengesampingkan bahwa planet-planet itu memiliki kerak benua atau jenis kerak lainnya. "Kami percaya bahwa jika ada batuan kerak, kami tidak dapat melihatnya, mungkin karena itu terjadi dalam fraksi yang terlalu kecil dibandingkan dengan massa komponen planet lain, seperti inti dan mantel, untuk diukur," kata Putirka.

Menurut Xu, pasangan astronom dan ahli geologi adalah kunci untuk membuka rahasia yang tersembunyi di atmosfer katai putih yang tercemar. "Saya bertemu Keith Putirka di sebuah konferensi dan senang dia bisa membantu saya memahami sistem yang saya amati. Dia mengajari saya geologi dan saya mengajarinya astronomi, dan kami menemukan cara untuk memahami sistem eksoplanet misterius ini," katanya.