Exoplanet Kepler-1520b sangat dekat dengan bintang inangnya sehingga ia menyelesaikan orbit hanya dalam waktu setengah hari. Pada jarak yang sangat dekat ini, Kepler-1520b terkunci dalam stabilitas gravitasi, menjaga separuh planet menghadap bintang dan separuh lainnya menghadap menjauh setiap saat. Sayangnya untuk Kepler-1520b, pengaturan ini mengubah sisi yang menghadap bintang dari planet ini menjadi massa batu lelehan dan laut magma, perlahan-lahan mendidih ke luar angkasa.
Meskipun Kepler-1520b tidak lama untuk galaksi ini, para astronom ingin mempelajari lebih lanjut tentang dunia yang hancur, yang diposisikan sekitar 2.000 tahun cahaya dari Bumi. Ekor debu dan puing yang menyerupai komet planet dapat memberikan wawasan tentang proses pembentukan fundamental semua planet di galaksi. Teleskop baru, seperti James Webb Space Telescope milik NASA yang dijadwalkan diluncurkan pada 2021, mungkin dapat menyelidiki awan di belakang Kepler-1520b dan dua dunia yang perlahan-lahan hancur.
"Komposisi dalam sistem planet ekstrasurya bisa sangat berbeda dari tata surya, " kata Eva Bodman, seorang peneliti planet ekstrasurya di Arizona State University. Semakin banyak exoplanet ditemukan, para astronom dikejutkan oleh betapa uniknya tata surya kita terlihat dari planet lain yang mengorbit bintang lain. Bodman berangkat untuk menentukan apakah mungkin untuk mengukur komposisi sebuah planet ekstrasurya yang kecil, berbatu, dan hancur dengan mempelajari puing-puing yang bergerak di belakangnya. Tapi ada masalah.
Melihat sidik jari unsur-unsur berbatu memerlukan mempelajari dunia dalam inframerah. Teleskop berbasis darat tidak cukup sensitif untuk melihatnya, hanya menyisakan Spitzer Space Telescope dan SOFIA NASA yang segera pensiun, sebuah teleskop yang dibawa di atas atmosfer di atas pesawat Boeing 747. Tidak ada instrumen yang memiliki jangkauan untuk mencari material berbatu, Bodman kata. Tetapi James Webb, yang dirancang untuk mempelajari exoplanet dalam infra merah serta galaksi kuno dan benda-benda yang paling jauh di alam semesta, harus mampu mengintip melalui awan puing-puing dan mengidentifikasi beberapa bahannya.
James Webb Space Telescope, yang dijadwalkan diluncurkan pada 2021, bisa jadi cukup kuat untuk mengukur komposisi interior dari planet ekstrasurya yang berbatu saat mereka dihancurkan oleh bintang-bintang mereka. (NASA) "Webb akan dapat mengukur kelimpahan relatif berbagai mineral, " kata Bodman. "Dari itu, kita dapat menyimpulkan geokimia interior planet-planet ini sebelum mereka mulai hancur." Temuan Bodman dan timnya tentang kelayakan mempelajari exoplanet disintegrasi diterbitkan dalam Astronomical Journal akhir tahun lalu.
**********
Pada 2012, para ilmuwan yang meninjau data dari teleskop ruang angkasa NASA Kepler menemukan tanda-tanda dunia yang secara perlahan diparut oleh panas dan tekanan, Kepler-1520b. Dua planet lainnya ditemukan pada tahun-tahun berikutnya di antara ribuan planet ekstrasurya yang ditemukan oleh Kepler dan misinya yang diperluas, K2. Mengitari bintang-bintang mereka hanya dalam beberapa jam, benda-benda berbatu ini memiliki suhu setinggi 4.200 derajat Celcius (7.640 derajat Fahrenheit) di daerah super panas yang menghadap bintang-bintang.
Suhu ekstrem mendorong pembubaran planet ini. "Suasananya hanya uap batu, " kata Bodman. "Ini adalah panas semata dari planet yang mendorong atmosfer uap batu ini."
Radiasi yang dihasilkan oleh bintang-bintang mendorong atmosfer atmosfer planet yang menguap, menciptakan ekor yang keruh. Meskipun Kepler tidak dapat mengukur secara langsung seberapa besar planet yang diselimuti itu, simulasi menunjukkan bahwa mereka berada di antara ukuran bulan dan Mars. Lebih kompak, dan proses disintegrasi dimatikan.
Namun, benda-benda ini tidak selalu begitu kecil dan layu. Kepler-1520b dan dua benda lain seperti itu diperkirakan telah terbentuk sebagai gas raksasa, setelah itu mereka bermigrasi menuju bintang inangnya dan dilucuti sampai ke inti berbatu.
Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan planet ekstrasurya telah membuat langkah besar mempelajari atmosfer planet gas besar yang mengorbit bintang lain. Sebagian besar materi itu kaya akan hidrogen dan helium dan dapat diidentifikasi menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble milik NASA. Tetapi material berbatu jatuh pada bagian yang berbeda dari spektrum, "dalam panjang gelombang yang Hubble saat ini tidak dapat mencapai, " kata Knicole Colon, seorang astrofisikawan penelitian di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Maryland yang telah mempelajari planet disintegrasi K2-22. "Dengan James Webb, kita bisa pergi ke panjang gelombang itu."
Menggunakan Webb untuk berburu bahan-bahan seperti besi, karbon dan kuarsa, para astronom akan mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang apa yang terjadi di dalam dunia yang jauh. "Jika kita dapat mendeteksi fitur-fitur ini, kita dapat mengatakan dengan pasti apa benda berbatu ini dibuat, " kata Colon. "Itu bisa sangat informatif untuk memahami planet ekstrasurya yang berbatu secara umum."
Planet terbentuk dari awan debu dan sisa gas setelah kelahiran bintang. Para ilmuwan berpikir dunia tata surya diciptakan oleh proses yang dikenal sebagai akresi kerikil, di mana serpihan kecil debu dan gas bersatu untuk membuat benda yang lebih besar dan lebih besar. Akhirnya, inti gas raksasa tumbuh cukup besar untuk menarik gas sisa, membentuk atmosfer tebal mereka. Tetapi langkah-langkah pastinya tetap sulit untuk dijabarkan.
Interior planet-planet di sekitar bintang lain akan bervariasi tergantung pada unsur-unsur yang ditemukan di lingkungan tertentu. Memilah-milah perbedaan-perbedaan ini dapat membantu para peneliti lebih memahami langkah-langkah pertama pembentukan planet yang menggoda.
Penggambaran seorang seniman tentang planet ekstrasurya berbatu seukuran Bumi yang mengorbit bintang lain. (NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle) "Tidak ada alasan bahwa tata surya harus berbeda dari exoplanet, dan sebaliknya, " kata Colon. "Kita semua planet, jadi kita semua terbentuk dengan cara yang mungkin mirip. Memahami planet-planet ini adalah langkah lain dalam proses menuju gambaran yang lebih besar."
Tetapi bahkan dengan proses pembentukan yang serupa, Bodman mencurigai bahwa planet-planet di sekitar bintang-bintang lain mungkin tidak terlihat begitu akrab. "Komposisi dalam sistem planet ekstrasurya bisa sangat berbeda dari tata surya, " katanya.
Meskipun Webb hanya akan mampu menggali informasi tentang komposisi planet ekstrasurya, suatu hari nanti instrumen canggih memungkinkan planet-planet yang hancur untuk mengungkapkan lebih banyak tentang diri mereka. Ketika planet-planet terkikis menjauh, para astronom dapat melihat interior mereka yang belum pernah terjadi sebelumnya, mungkin sampai ke intinya. "Secara teori, kita bisa tahu lebih banyak tentang planet ekstrasurya ini bahkan tentang Bumi, dan tentunya lebih dari planet lain di tata surya, " kata Bodman.
**********
Tidak seperti bintang, yang dapat bersinar selama puluhan miliar tahun, dunia parut hanya bertahan untuk waktu yang relatif singkat. Simulasi menunjukkan bahwa planet seperti K2-22 hanya memiliki sekitar 10 juta tahun sebelum mereka benar-benar hancur. Dan karena ketiga dunia mengorbit bintang-bintang yang berumur milyaran tahun, mereka mungkin sudah lama tidak berada di posisi mereka saat ini.
Bodman dan Colon sama-sama berpikir bahwa planet-planet yang hancur kemungkinan terbentuk jauh di dalam sistem mereka dan kemudian bermigrasi ke dalam dari waktu ke waktu. Interaksi dengan planet-planet lain bisa membuat mereka jatuh pada lintasan yang ditakdirkan, meskipun ketiga planet yang hancur ini adalah satu-satunya satelit yang diketahui dari bintang inangnya. Bodman mengatakan kemungkinan besar dunia baru saja memulai orbit dekat bintang-bintang mereka, tetapi bagaimana mereka sampai di sana tetap menjadi pertanyaan terbuka.
Masa hidup yang singkat dari sebuah planet yang hancur - hanya sebuah blip dalam kehidupan yang lebih panjang dari sebuah bintang - mungkin mengapa begitu sedikit dari dunia ini yang ditemukan. "Mereka benar-benar langka, " kata Bodman.
Kedua wanita sepakat bahwa ada peluang bagus bahwa satu atau dua exoplanet disintegrasi lainnya terkandung dalam data Kepler, terutama hasil terbaru dari K2. Dan baru-baru ini diluncurkan Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), yang telah menemukan ratusan planet baru, akan menghasilkan lebih banyak lagi.
"Saya pikir itu akan memakan waktu untuk menyaring semuanya, tapi saya berharap kita menemukan lebih banyak, " kata Colon.
