Bab 1 Pendahuluan

advertisement
Bab 1
Pendahuluan
1.1
Latar Belakang
Planet luar surya, atau dikenal juga dengan exoplanet, merupakan planet-planet di luar
Tata Surya kita. Pencarian terhadap planet luar surya (extra solar planet) belakangan
ini banyak sekali dilakukan oleh para astronom. Kebanyakan dari planet-planet yang
ditemukan merupakan planet raksasa yang masif serupa dengan planet Jupiter dalam
Tata Surya kita.
Sebenarnya, planet luar surya telah menjadi subjek investigasi para astronom sejak
pertengahan abad ke-19. Secara umum para astronom menduga bahwa planet yang berada di luar Tata Surya haruslah ada, tetapi mereka tidak mengetahui seberapa banyak
planet-planet tersebut dan bagaimana kemiripan planet-planet tersebut dibandingkan dengan planet-planet dalam Tata Surya. Menurut Marcy et al. (2005), diperkirakan sekitar
10% dari bintang-bintang yang seperti Matahari memiliki planet.
Sejak awal abad 18, para astronom telah memperkirakan kemungkinan adanya planetplanet di bintang lain. Pada tahun 1855, Kapten W.S. Jacob di Observatorium Madras
India Timur melaporkan adanya anomali pada orbit bintang ganda 70 Ophiuchi dan
menyangka adanya planet, tapi tidak berhasil mengetahui apa yang mengganggu orbitnya.
Penemuan planet yang dipublikasikan pertama kali adalah oleh Bruce Campbell, G.A.H.
Walker, dan S. Yang, astronom dari Kanada pada tahun 1988. Pengamatan kecepatan
radial mereka menyatakan bahwa ada planet yang mengitari bintang Gamma Cephei
(Campbell 1988). Selama bertahun-tahun penemuan ini tidak menarik perhatian atas
adanya planet di bintang tersebut. Baru pada tahun 2003, dengan teknik pengamatan
yang lebih baik, adanya planet di bintang Gamma Cephei diakui keberadaanya (Hatzes
et al. 2003).
1
1.2. Sistematika Penulisan
2
Sampai 7 Maret 2008, telah ditemukan 277 planet luar surya dengan berbagai ukuran
massa dan jarak (Schneider 2008). Berbagai parameter orbit planet yang telah ditemukan
tersebut sebagian besar telah diketahui. Umumnya, massa dari planet-planet tersebut
berkisar antara 7 × 10−05 – 21.5 Mjup . Planet dengan massa terkecil adalah PSR 1257+12
b dan planet dengan massa terbesar adalah GQ Lup b. Jarak dari bintang induk planetplanet tersebut beragam antara 0.017 – 670 AU. Planet terdekat adalah HD 41004 B b,
dan yang terjauh adalah UScoCTIO 108 b. Tetapi periode dari planet-planet yang sudah
ditemukan belum semuanya diketahui. Dari data yang telah diketahui, planet dengan
periode tercepat sebesar 1.211 hari adalah OGLE-TR-56 b dan yang terlama, 100 tahun,
adalah PSR B1620-26 b.
Pada tahun 1992, astronom Radio Aleksander Wolszczan dan Dale Frail menyatakan
bahwa mereka telah menemukan planet yang mengorbit pulsar PSR 1257+12. Penemuan
ini segera dikonīŦrmasi oleh pengamatan lain dan secara umum dianggap sebagai deteksi
pasti yang pertama dari planet luar surya. Penemuan ini pun pada awalnya menimbulkan tanda tanya besar, mengingat bahwa pulsar merupakan bintang netron yang hanya
mungkin dihasilkan melalui supernova. Sangat sulit dimengerti bagaimana suatu planet
dapat selamat dari supernova bintang induknya. Pada tanggal 6 Oktober 1995, Michel
Mayor dan Didier Queloz dari Universitas Geneva mengumumkan deteksi exoplanet yang
mengorbit bintang deret utama 51 Pegasi, menggunakan teknik kecepatan radial (Mayor
& Queloz, 1995). Namun, planet yang dideteksi ini merupakan planet raksasa yang berada dalam orbit yang bahkan lebih dekat ke bintang induk dibandingkan dengan jarak
antara Matahari dan Merkurius.
1.2
Sistematika Penulisan
Setelah penemuan oleh Mayor dan Queloz, planet-planet luar surya semakin banyak ditemukan. Namun sebagian besar planet-planet yang ditemukan tersebut adalah planetplanet raksasa dengan massa sampai beberapa kali massa Jupiter, dan berada pada jarak
yang sangat dekat dengan bintang induknya. Hal ini menjadi tanda tanya besar bagaimana mungkin suatu planet raksasa, yang umumnya memiliki atmosfer sangat tebal, dan
mengandung inti dengan bahan batuan dan es dapat berada pada orbit yang demikian
dekat. Kondisi awal pembentukan bintang tidak akan mengijinkan akresi planetesimal dan
gas-gas serta debu oleh suatu inti cikal bakal planet pada jarak yang sangat dekat. Teori
yang dapat menjelaskan dengan baik permasalahan ini adalah teori migrasi planet. Pada
1.2. Sistematika Penulisan
3
prinsipnya teori ini memberikan pembentukan inti planet-planet raksasa pada jarak yang
cukup jauh, sekitar jarak Jupiter, yaitu 5 AU. Inti planet tersebut kemudian mengalami
migrasi akibat berinteraksi dengan gas-gas dalam cakram protoplanet pada awal pembentukan sistem tersebut. Inti tersebut mengakresi gas-gas lebih lanjut, yang akhirnya
membentuk atmosfer planet, sambil mengalami migrasi dalam skala waktu yang singkat,
yaitu lebih pendek atau sama dengan skala waktu cakram, antara beberapa ratus ribu
tahun sampai dengan beberapa juta tahun.
Tugas Akhir ini akan membahas tinjauan ulang mengenai dasar-dasar dari teori migrasi planet. Topik ini menyangkut konsep hidrodinamika dan interaksi gravitasi yang
kompleks, yang umumnya hanya dapat dipecahkan secara numerik. Karena itu, sebagai
inisiasi, Tugas Akhir ini hanya akan membahas struktur dasar suatu cakram protoplanet
secara analitik, dan meninjau beberapa hasil numerik yang didapat, misalnya dari Papaloizou dan Terquem (1999).
Pada Bab 2 akan dijelaskan jenis-jenis metode pendeteksian planet luar surya yang
digunakan hingga saat ini. Metode-metode tersebut dibagi berdasarkan metode landasBumi dan landas-layang. Setelah itu, banyak planet luar surya yang telah ditemukan
dan pengelompokannya akan diuraikan pada Bab 3. Pada bab ini juga dijelaskan apa
yang disebut dengan “Jupiter Panas” dan “Neptunus Panas”. Bab selanjutnya akan
menguraikan pembentukan planet-planet raksasa dan dilanjutkan oleh uraian persamaanpersamaan dasar dan linierisasi persamaan-persamaan tersebut. Bab 5 akan membahas
persamaan yang mendukung terjadinya migrasi planet termasuk resonansi Lindblad dan
Korotasi yang terjadi saat migrasi. Bab selanjutnya menjelaskan teori migrasi tipe I dan
tipe II. Tugas Akhir ini akan ditutup dengan Kesimpulan pada bab 7 yang merangkum isi
dari bab-bab sebelumnya ditambah dengan penjelasan tentang runaway migration atau
migrasi tipe III.
Download