Dengan menemukan sisa-sisa inti logam planet yang mati, para astronom melihat masa depan tata surya kita.
Katai putih adalah benda aneh. Inti padat dari bintang mati ini mengemas massa sebanyak Matahari ke dalam tubuh seukuran Bumi. Mereka tertinggal ketika bintang kecil hingga menengah mengakhiri hidupnya dengan membumbung menjadi raksasa merah dan meniup lapisan terluarnya dalam serangkaian denyut ledakan. Meskipun kepulan materi terlontar ini akhirnya menciptakan awan gas bercahaya yang indah dan ekspansif yang disebut nebula planetary, sayangnya proses ini cenderung mendatangkan malapetaka pada planet mana pun yang berada di dekatnya.
Mengingat bahwa Matahari ditakdirkan untuk menjadi bintang katai putih dalam sekitar 5 miliar tahun, skenario ini tidak menjadi pertanda baik bagi Bumi. Namun, ada semakin banyak bukti yang menunjukkan beberapa sistem planet - termasuk tata surya kita - mungkin dapat bertahan hidup dari transisi kekerasan bintang inangnya menjadi bintang katai putih. Setidaknya sebagian.
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan pekan lalu di journal Science, sebuah tim peneliti melaporkan penemuan salah satu fragmen planet kecil dan utuh pertama (atau planetesimal) yang ditemukan mengorbit di cakram puing berisi gas dari bintang katai putih. Karena benda aneh ini sebagian besar terdiri dari besi, nikel, dan logam berat lainnya, para peneliti berpikir kemungkinan besar sisa-sisa purba yang terpecah dari inti planet berbatu yang mirip Bumi atau Mars. Dengan mempelajari benda-benda seperti itu di sistem lain, para peneliti berharap pada akhirnya mengumpulkan evolusi dan nasib akhir tata surya kita.
Asal logam berat
Planetesimal yang dimaksud terdeteksi melalui pengamatan spektroskopi yang diperoleh dengan teleskop optik bukaan tunggal terbesar di dunia: Gran Telescopio Canarias 10,4 meter di Kepulauan Canary Spanyol. Meskipun ukuran planetesimal masih belum pasti, ia memiliki diameter sebesar sekitar 450 mil (720 kilometer), kata penulis utama Christopher Manser dari University of Warwick kepada Astronomi. Ini akan membuat sisa planet ini sekitar tiga perempat ukuran planet kerdil Ceres. Namun, Manser menunjukkan planetesimal itu juga bisa sangat kecil, mungkin sekecil 3 mil (5 km).
Tidak peduli ukurannya, para peneliti mengatakan mereka cukup yakin bahwa planetesimal sangat padat - setelah semua, tubuh harus relatif kuat jika dapat menahan gaya gravitasi yang keras di dekat white dwarf. Menurut Manser, meskipun benda itu berpotensi memiliki kepadatan sebesar 39 g / cm3 (beberapa kali lebih padat dari inti bagian dalam Bumi), mereka berharap benda itu lebih dekat dengan 7,7 g / cm3, yang lebih sebanding dengan besi murni atau inti dari planet berbatu.
"Kami yakin dapat mengatakan bahwa itu tidak akan menjadi inti dari gas raksasa, karena ini harus memiliki komposisi yang berbeda," kata Manser, "dan bahan yang kita lihat yang telah dikoreksi oleh katai putih tidak sesuai dengan materi yang Anda harapkan untuk dilihat dari lapisan luar atau inti raksasa gas. "
Sebaliknya, planetesimal itu kemungkinan berasal jauh di dalam sebuah planet berbatu yang terkoyak-koyak ketika bintang inangnya berubah dari bintang normal, menjadi raksasa merah yang mengembang, menjadi kerdil putih.
"Di Tata Surya kita sendiri, ketika Matahari menjadi raksasa merah, ia akan menelan Merkurius, Venus, dan paling jelas Bumi," kata Manser. Tetapi planetesimal yang terungkap dalam penelitian ini mungkin adalah "dari yang lebih jauh dalam sistem, seperti asteroid-sabuk analog atau planet yang mengorbit lebih jauh, yang kemudian tersebar ke arah katai putih."
Berdasarkan komposisi bermuatan besi di planetesimal itu, Manser mengatakan itu didorong ke arah white dwarf melalui interaksi dengan planet-planet raksasa atau super-Earth dan sebagian hancur, atau "terpecah dalam tabrakan planet-planet, menghasilkan inti- seperti asteroid mirip dengan 16 Psyche di tata surya kita sendiri, "sebelum bermigrasi ke dalam.
Planetesimal berputar sekitar sekali setiap 40 menit, dan itu mengorbit katai putih sekitar sekali setiap dua jam. Dengan periode orbit yang begitu pendek, para peneliti berharap planetesimal berada sangat dekat dengan bintang inangnya. Bahkan, menurut penelitian, jika benda itu mengorbit Matahari (yang kira-kira 100 kali diameter katai putih), benda itu akan benar-benar berada di dalam bintang kita.
Selain itu, bentuk orbit planetesimal tampaknya lebih memanjang (atau eksentrik) daripada orbit hampir-lingkaran dari planet rata-rata Anda, meskipun Manser menunjukkan data lebih lanjut diperlukan untuk mengkonfirmasi eksentrisitas ini. Seringkali, ketika suatu objek memiliki orbit yang sangat eksentrik, itu menunjukkan interaksi masa lalu yang kuat menendang dari orbit bulat yang diterimanya ketika objek itu pertama kali terbentuk dalam cakram protoplanet bundar. Jadi, jika orbit eksentrik dikonfirmasi, itu bisa berfungsi sebagai bukti lebih lanjut untuk masa lalu kekerasan planetesimal itu
Katai putih bergas
Katai putih, bernama SDSS J122859.93 + 104032.9 (singkatnya SDSS1228), saat ini sekitar 70 persen massa Matahari dan terletak sekitar 410 tahun cahaya di rasi Virgo. SDSS1228 sangat terkenal karena merupakan anggota kelas kerdil putih yang sangat langka yang menampung disk planet yang terbuat dari gas dan debu. Meskipun Manser mengatakan ada sekitar 40 hingga 45 katai putih yang diketahui menampung disk yang hanya terbuat dari debu, hanya tujuh (atau 0,07 persen dari semua katai putih) memiliki cakram yang juga termasuk gas.
Meskipun relatif sedikit kurcaci putih memiliki cakram, Manser menjelaskan bahwa antara 25 dan 50 persen kurcaci putih yang diketahui menunjukkan tanda-tanda telah mengonsumsi bahan-bahan planet di masa lalu. Dan sebelum material itu tenggelam di bawah permukaan katai putih, itu akan melingkari bintang mati dalam bentuk piringan berdebu. Jadi, meskipun ini mungkin menjelaskan mengapa lusinan kurcaci putih memiliki cakram berdebu, itu tidak menjelaskan mengapa beberapa memiliki gas juga.
Kata Manser, "tetapi kami berhipotesis bahwa itu adalah kehadiran planetesimal dalam cakram yang menghasilkan gas yang kita lihat." Bisa jadi gas menguap dari permukaan planetesimal yang terbuka, katanya, atau bisa jadi bahwa planetesimal itu bertindak seperti bola perusak karena barel melalui bahan dalam disk puing SDSS1228, melepaskan gas saat bertabrakan dengan partikel debu. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang asal-usul dan evolusi planetesimal di sekitar kerdil gas-disk putih, Manser dan timnya sudah berencana untuk mencari lebih banyak sebagai contoh.
"Ada enam cakram gas lain yang dikenal di sekitar kerdil putih," katanya, "dan ada beberapa yang cukup terang untuk menerapkan metode yang kami kembangkan di sini untuk mencari planetesimal tambahan." Jadi dengan memperkuat katalog planetesimal yang diketahui dalam sistem planet yang menua, kita dapat mulai memahami bagaimana planet kita sendiri akan bereaksi ketika Matahari mati.
"Menemukan lebih banyak planetesimal akan mengajarkan kita tentang kondisi ekstrem di mana benda-benda planet - atau fragmennya - dapat bertahan hidup," kata Manser, "serta membantu pemahaman kita secara keseluruhan tentang sistem planet yang tersisa di sekitar kerdil putih. Sistem ini adalah alat yang hebat untuk belajar tentang komposisi bahan exoplanetary. "
Mendapatkan sifat Psyche
Meskipun mempelajari sisa-sisa planet di sekitar bintang yang sudah lama mati itu informatif, saat ini, tidak banyak lokasi di mana metode yang disajikan di sini efektif. Tapi untungnya, tata surya kemungkinan menyimpan bagian inti planetnya sendiri - 16 Psyche - yang siap untuk dijelajahi.
Asteroid nikel-besi ini mengorbit antara Mars dan Jupiter (sekitar tempat Manser dan timnya memikirkan planetesimal mereka dimulai) dan ditemukan oleh astronom Italia Annibale de Gasparis pada tahun 1852, menjadikannya asteroid ke-16 yang pernah ditemukan. Dengan lebar sekitar 125 mil (200 km) dan terdiri dari logam hingga 95 persen, Psyche menawarkan laboratorium alami yang unik di mana para peneliti dapat mempelajari inti planet purba yang kemungkinan mengalami serangkaian tabrakan keras di masa lalu.
Karena pandangan terperinci pada Psyche mungkin juga membantu kita mengungkap misteri pembentukan dan evolusi planet, pada 2017, Program Penemuan NASA akhirnya menyetujui misi untuk sisa-sisa logam berat. Dijadwalkan akan diluncurkan pada tahun 2022, misi Psyche bertujuan untuk memberikan kepada kami tampilan pertama kami di dalam inti planet bumi sebelumnya pada tahun 2026.
Meskipun kita tahu banyak tentang Bumi, perlu diingat kita tidak bisa langsung memeriksa inti logam yang diasumsikan. Menurut situs web misi Psyche milik NASA-JPL, "Karena kita tidak dapat melihat atau mengukur inti Bumi secara langsung, Psyche menawarkan jendela unik ke dalam sejarah kekerasan tabrakan dan akresi yang menciptakan planet terestrial."
Dengan menyelidiki blok bangunan awal tata surya (seperti Psyche), sementara secara bersamaan menjelajahi sisa-sisa planet di sekitar bintang-bintang mati yang jauh, para peneliti bekerja tanpa lelah untuk mengungkap asal-usul dan nasib akhir tata surya kita.
Tapi satu hal sudah tampak jelas: Rumah kosmik kita memiliki awal yang kejam, dan pasti akan menghadapi akhir yang kejam.
Sumber: astronomy.com
Katai putih adalah benda aneh. Inti padat dari bintang mati ini mengemas massa sebanyak Matahari ke dalam tubuh seukuran Bumi. Mereka tertinggal ketika bintang kecil hingga menengah mengakhiri hidupnya dengan membumbung menjadi raksasa merah dan meniup lapisan terluarnya dalam serangkaian denyut ledakan. Meskipun kepulan materi terlontar ini akhirnya menciptakan awan gas bercahaya yang indah dan ekspansif yang disebut nebula planetary, sayangnya proses ini cenderung mendatangkan malapetaka pada planet mana pun yang berada di dekatnya.
Mengingat bahwa Matahari ditakdirkan untuk menjadi bintang katai putih dalam sekitar 5 miliar tahun, skenario ini tidak menjadi pertanda baik bagi Bumi. Namun, ada semakin banyak bukti yang menunjukkan beberapa sistem planet - termasuk tata surya kita - mungkin dapat bertahan hidup dari transisi kekerasan bintang inangnya menjadi bintang katai putih. Setidaknya sebagian.
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan pekan lalu di journal Science, sebuah tim peneliti melaporkan penemuan salah satu fragmen planet kecil dan utuh pertama (atau planetesimal) yang ditemukan mengorbit di cakram puing berisi gas dari bintang katai putih. Karena benda aneh ini sebagian besar terdiri dari besi, nikel, dan logam berat lainnya, para peneliti berpikir kemungkinan besar sisa-sisa purba yang terpecah dari inti planet berbatu yang mirip Bumi atau Mars. Dengan mempelajari benda-benda seperti itu di sistem lain, para peneliti berharap pada akhirnya mengumpulkan evolusi dan nasib akhir tata surya kita.
Asal logam berat
Planetesimal yang dimaksud terdeteksi melalui pengamatan spektroskopi yang diperoleh dengan teleskop optik bukaan tunggal terbesar di dunia: Gran Telescopio Canarias 10,4 meter di Kepulauan Canary Spanyol. Meskipun ukuran planetesimal masih belum pasti, ia memiliki diameter sebesar sekitar 450 mil (720 kilometer), kata penulis utama Christopher Manser dari University of Warwick kepada Astronomi. Ini akan membuat sisa planet ini sekitar tiga perempat ukuran planet kerdil Ceres. Namun, Manser menunjukkan planetesimal itu juga bisa sangat kecil, mungkin sekecil 3 mil (5 km).
 |
| Penelitian terbaru menemukan sebuah tubuh kecil yang mengorbit sangat dekat dengan bintang katai putih yang mati. Meskipun asal-usul yang tepat dari objek tersebut tidak pasti, berdasarkan fakta bahwa benda itu tetap utuh, para peneliti berpikir itu mungkin sebuah fragmen dari inti logam dari planet terestrial yang mengalami tabrakan dramatis di masa lalu. Berdasarkan sifat yang diharapkan dan kehilangan massa, planetesimal ini diperkirakan akan bertahan hingga 1.400 hingga 14.000 tahun lagi. Kredit: NASA / JPL-Caltech |
"Kami yakin dapat mengatakan bahwa itu tidak akan menjadi inti dari gas raksasa, karena ini harus memiliki komposisi yang berbeda," kata Manser, "dan bahan yang kita lihat yang telah dikoreksi oleh katai putih tidak sesuai dengan materi yang Anda harapkan untuk dilihat dari lapisan luar atau inti raksasa gas. "
Sebaliknya, planetesimal itu kemungkinan berasal jauh di dalam sebuah planet berbatu yang terkoyak-koyak ketika bintang inangnya berubah dari bintang normal, menjadi raksasa merah yang mengembang, menjadi kerdil putih.
"Di Tata Surya kita sendiri, ketika Matahari menjadi raksasa merah, ia akan menelan Merkurius, Venus, dan paling jelas Bumi," kata Manser. Tetapi planetesimal yang terungkap dalam penelitian ini mungkin adalah "dari yang lebih jauh dalam sistem, seperti asteroid-sabuk analog atau planet yang mengorbit lebih jauh, yang kemudian tersebar ke arah katai putih."
Berdasarkan komposisi bermuatan besi di planetesimal itu, Manser mengatakan itu didorong ke arah white dwarf melalui interaksi dengan planet-planet raksasa atau super-Earth dan sebagian hancur, atau "terpecah dalam tabrakan planet-planet, menghasilkan inti- seperti asteroid mirip dengan 16 Psyche di tata surya kita sendiri, "sebelum bermigrasi ke dalam.
Planetesimal berputar sekitar sekali setiap 40 menit, dan itu mengorbit katai putih sekitar sekali setiap dua jam. Dengan periode orbit yang begitu pendek, para peneliti berharap planetesimal berada sangat dekat dengan bintang inangnya. Bahkan, menurut penelitian, jika benda itu mengorbit Matahari (yang kira-kira 100 kali diameter katai putih), benda itu akan benar-benar berada di dalam bintang kita.
Selain itu, bentuk orbit planetesimal tampaknya lebih memanjang (atau eksentrik) daripada orbit hampir-lingkaran dari planet rata-rata Anda, meskipun Manser menunjukkan data lebih lanjut diperlukan untuk mengkonfirmasi eksentrisitas ini. Seringkali, ketika suatu objek memiliki orbit yang sangat eksentrik, itu menunjukkan interaksi masa lalu yang kuat menendang dari orbit bulat yang diterimanya ketika objek itu pertama kali terbentuk dalam cakram protoplanet bundar. Jadi, jika orbit eksentrik dikonfirmasi, itu bisa berfungsi sebagai bukti lebih lanjut untuk masa lalu kekerasan planetesimal itu
Katai putih bergas
Katai putih, bernama SDSS J122859.93 + 104032.9 (singkatnya SDSS1228), saat ini sekitar 70 persen massa Matahari dan terletak sekitar 410 tahun cahaya di rasi Virgo. SDSS1228 sangat terkenal karena merupakan anggota kelas kerdil putih yang sangat langka yang menampung disk planet yang terbuat dari gas dan debu. Meskipun Manser mengatakan ada sekitar 40 hingga 45 katai putih yang diketahui menampung disk yang hanya terbuat dari debu, hanya tujuh (atau 0,07 persen dari semua katai putih) memiliki cakram yang juga termasuk gas.
 |
| Gambar konsep ini tentang SDSSJ1228 kerdil putih menyoroti cakram debu dan gas yang mengelilingi bintang yang telah lama mati. Penelitian baru-baru ini menemukan sebuah planetesimal di dalam cakram ini yang melepaskan gas karena mengorbit bintang setiap dua jam sekali. Berdasarkan kekuatan planetesimal, para peneliti berpikir kemungkinan itu adalah fragmen logam berat dari inti planet terestrial. Kredit: Mark Garlick/University of Warwick |
Meskipun relatif sedikit kurcaci putih memiliki cakram, Manser menjelaskan bahwa antara 25 dan 50 persen kurcaci putih yang diketahui menunjukkan tanda-tanda telah mengonsumsi bahan-bahan planet di masa lalu. Dan sebelum material itu tenggelam di bawah permukaan katai putih, itu akan melingkari bintang mati dalam bentuk piringan berdebu. Jadi, meskipun ini mungkin menjelaskan mengapa lusinan kurcaci putih memiliki cakram berdebu, itu tidak menjelaskan mengapa beberapa memiliki gas juga.
Kata Manser, "tetapi kami berhipotesis bahwa itu adalah kehadiran planetesimal dalam cakram yang menghasilkan gas yang kita lihat." Bisa jadi gas menguap dari permukaan planetesimal yang terbuka, katanya, atau bisa jadi bahwa planetesimal itu bertindak seperti bola perusak karena barel melalui bahan dalam disk puing SDSS1228, melepaskan gas saat bertabrakan dengan partikel debu. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang asal-usul dan evolusi planetesimal di sekitar kerdil gas-disk putih, Manser dan timnya sudah berencana untuk mencari lebih banyak sebagai contoh.
"Ada enam cakram gas lain yang dikenal di sekitar kerdil putih," katanya, "dan ada beberapa yang cukup terang untuk menerapkan metode yang kami kembangkan di sini untuk mencari planetesimal tambahan." Jadi dengan memperkuat katalog planetesimal yang diketahui dalam sistem planet yang menua, kita dapat mulai memahami bagaimana planet kita sendiri akan bereaksi ketika Matahari mati.
"Menemukan lebih banyak planetesimal akan mengajarkan kita tentang kondisi ekstrem di mana benda-benda planet - atau fragmennya - dapat bertahan hidup," kata Manser, "serta membantu pemahaman kita secara keseluruhan tentang sistem planet yang tersisa di sekitar kerdil putih. Sistem ini adalah alat yang hebat untuk belajar tentang komposisi bahan exoplanetary. "
Mendapatkan sifat Psyche
Meskipun mempelajari sisa-sisa planet di sekitar bintang yang sudah lama mati itu informatif, saat ini, tidak banyak lokasi di mana metode yang disajikan di sini efektif. Tapi untungnya, tata surya kemungkinan menyimpan bagian inti planetnya sendiri - 16 Psyche - yang siap untuk dijelajahi.
 |
| Gambar konsep ini menunjukkan asteroid logam berat Psyche, yang dianggap sebagai bagian dari inti protoplanet kuno. Sebuah misi yang akan datang ke Psyche berharap untuk mengungkapkan kondisi dan bahan apa yang ada ketika planet terestrial pertama kali terbentuk. Kredit:NASA |
Asteroid nikel-besi ini mengorbit antara Mars dan Jupiter (sekitar tempat Manser dan timnya memikirkan planetesimal mereka dimulai) dan ditemukan oleh astronom Italia Annibale de Gasparis pada tahun 1852, menjadikannya asteroid ke-16 yang pernah ditemukan. Dengan lebar sekitar 125 mil (200 km) dan terdiri dari logam hingga 95 persen, Psyche menawarkan laboratorium alami yang unik di mana para peneliti dapat mempelajari inti planet purba yang kemungkinan mengalami serangkaian tabrakan keras di masa lalu.
Karena pandangan terperinci pada Psyche mungkin juga membantu kita mengungkap misteri pembentukan dan evolusi planet, pada 2017, Program Penemuan NASA akhirnya menyetujui misi untuk sisa-sisa logam berat. Dijadwalkan akan diluncurkan pada tahun 2022, misi Psyche bertujuan untuk memberikan kepada kami tampilan pertama kami di dalam inti planet bumi sebelumnya pada tahun 2026.
Meskipun kita tahu banyak tentang Bumi, perlu diingat kita tidak bisa langsung memeriksa inti logam yang diasumsikan. Menurut situs web misi Psyche milik NASA-JPL, "Karena kita tidak dapat melihat atau mengukur inti Bumi secara langsung, Psyche menawarkan jendela unik ke dalam sejarah kekerasan tabrakan dan akresi yang menciptakan planet terestrial."
Dengan menyelidiki blok bangunan awal tata surya (seperti Psyche), sementara secara bersamaan menjelajahi sisa-sisa planet di sekitar bintang-bintang mati yang jauh, para peneliti bekerja tanpa lelah untuk mengungkap asal-usul dan nasib akhir tata surya kita.
Tapi satu hal sudah tampak jelas: Rumah kosmik kita memiliki awal yang kejam, dan pasti akan menghadapi akhir yang kejam.
Sumber: astronomy.com
Komentar
Posting Komentar