Dalam sebuah penemuan yang disebut pertama dalam astronomi, para ilmuwan mengatakan telah mendeteksi sebuah planet yang kemungkinan terbentuk dari sisa-sisa bintang induknya yang telah mati.
Planet tersebut kemungkinan merupakan raksasa gas yang mengorbit katai putih bernama HS 0209+0832, yang berada sekitar 270 tahun cahaya dari Bumi. Berdasarkan penelitian yang diterbitkan pada Senin di jurnal Nature Astronomy, setelah menganalisis pengamatan dari Teleskop Luar Angkasa Hubble milik NASA dan sejumlah instrumen lainnya, tim peneliti menemukan bukti kimia yang menunjukkan bahwa planet tersebut mungkin terbentuk dari material yang dilepaskan bintang ketika kehabisan energi dan runtuh menjadi katai putih.
Ketika bintang yang mirip Matahari mati, bintang itu terlebih dahulu mengembang dengan cepat menjadi raksasa merah, kemudian melepaskan lapisan luarnya dan meninggalkan inti yang jauh lebih kecil, tetapi padat dan panas, yang dikenal sebagai katai putih. Sebagian planet generasi pertama, yakni planet yang awalnya terbentuk bersamaan dengan bintangnya, dapat bertahan dari peristiwa dahsyat tersebut jika orbitnya cukup jauh. Para astronom telah mengamati sejumlah kecil planet generasi pertama yang selamat dan mengorbit katai putih, tetapi belum pernah menemukan apa yang disebut planet generasi kedua, yakni dunia baru yang sepenuhnya terbentuk dari puing-puing bintang yang telah mati.
Petunjuk bahwa HS 0209+0832 mungkin telah melahirkan planet baru berasal dari jejak unsur berat yang tidak biasa di permukaan katai putih tersebut. Para penulis penelitian meyakini jejak itu merupakan material planet yang jatuh ke inti bintang yang tersisa. “Material planet ini sangat kaya akan unsur yang disebut niobium,” kata penulis utama penelitian, Jamie Williams, mahasiswa doktoral di Departemen Fisika Universitas Warwick, Inggris. “Ini adalah pertama kalinya unsur tersebut ditemukan pada katai putih, dan hal ini menunjukkan bahwa material planet tersebut terbentuk dari abu bintang ketika bintang itu mati.”
Analisis lebih lanjut terhadap pengamatan dari Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) milik NASA mengungkap sinyal kecerlangan redup yang berulang setiap 4,4 hari. Para peneliti mengatakan sinyal tersebut konsisten dengan keberadaan sebuah planet raksasa yang mengorbit katai putih.
“Hal yang menarik mengenai planet yang mengorbit dekat katai putih adalah karena katai putih mendingin seiring waktu, zona laik huninya sangat stabil. Planet generasi kedua dapat terbentuk dan kemudian berada di zona laik huni selama puluhan miliar tahun,” kata Williams.
Periode kestabilan yang sangat panjang itu dapat menyediakan kondisi yang lebih ideal bagi kehidupan. Namun, Williams menambahkan bahwa penelitian lebih lanjut masih diperlukan untuk memvalidasi penemuan planet generasi kedua tersebut. “Ini bukan planet yang sudah terkonfirmasi,” kata Williams. “Untuk saat ini, ini hanya kandidat.”
Kelas planet baru
Setelah fase raksasa merah, ketika bintang yang sekarat mengembang dengan cepat, bintang tersebut menjadi semacam tungku nuklir yang dapat menghasilkan berbagai unsur. Namun, ketika bahan bakarnya habis dan bintang berubah menjadi katai putih, unsur-unsur berat, termasuk niobium, dengan cepat tenggelam ke bagian dalam. Akibatnya, hanya unsur yang lebih ringan seperti hidrogen dan helium yang tersisa di permukaan.
Para peneliti menyimpulkan bahwa niobium yang terdeteksi pada HS 0209+0832 kemungkinan berasal dari lingkungan sekitar bintang tersebut. “Kami meyakini unsur-unsur ini jatuh ke permukaan katai putih karena katai putih itu sangat panas dan memancarkan radiasi ultraviolet ekstrem dalam jumlah besar, yang mengikis atmosfer planet di dekatnya,” kata Williams.
Gagasan mengenai planet generasi kedua telah ada setidaknya sejak para astronom mengetahui keberadaan eksoplanet, kata salah satu penulis penelitian, David J. Wilson, peneliti di Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado Boulder.
Para ilmuwan pertama kali mendeteksi eksoplanet di sekitar pulsar, jenis bintang mati yang berputar sangat cepat. Karena pulsar terbentuk akibat ledakan besar yang disebut supernova, planet-planet tersebut kemungkinan merupakan planet generasi kedua. Wilson menjelaskan bahwa planet generasi pertama kemungkinan akan hancur akibat ledakan dahsyat tersebut.
“Meski katai putih tidak terbentuk melalui supernova, bintang tersebut dikelilingi puing-puing,” katanya melalui email. “Ada planet-planet yang cukup beruntung untuk bertahan dari fase raksasa bintangnya, sisa-sisa planet yang hancur, serta gas dan debu yang tersisa yang dilepaskan bintang ketika berubah dari raksasa menjadi katai putih. Jadi, sangat masuk akal jika semua material itu dapat menyatu membentuk planet baru.”
Para astronom masih belum mengetahui seluruh detail mengenai bagaimana planet generasi pertama terbentuk. Karena itu, mekanisme yang mungkin menghasilkan planet generasi kedua yang baru dilaporkan ini menjadi jauh lebih tidak pasti.
Menurut Williams, proses pembentukan planet tersebut mungkin berasal dari tabrakan antara bintang yang sekarat dan benda langit kedua. “Mungkin ada objek lain di dekat inti bintang, mungkin sebuah bintang dengan massa sekitar 20% massa Matahari, atau sebuah katai cokelat,” kata Williams. Katai cokelat merupakan kelas objek dingin yang berada di antara bintang dan planet.
Jika objek kedua tersebut jatuh ke dalam bintang selama fase raksasa, objek itu mungkin mencegah seluruh debu dan gas menyebar menjadi awan besar, sehingga sebagian material membentuk piringan. Piringan tersebut kemudian akan terus berputar mengelilingi katai putih dan melahirkan sebuah planet.
“Dalam katai putih biasa, tidak ada piringan karena material bintang akan langsung terlontar ke luar selama fase raksasa merah,” tambah Williams.
Para peneliti berencana kembali mengamati sistem tersebut menggunakan Hubble dan Chandra X-ray Observatory milik NASA dalam satu tahun mendatang. Mereka juga telah mengajukan permintaan waktu pengamatan menggunakan James Webb Space Telescope, yang lebih kuat dan dapat memberikan petunjuk tambahan mengenai keberadaan maupun karakteristik planet tersebut.
Jika dikonfirmasi, dunia yang jauh ini akan menjadi bagian dari kelas planet yang sepenuhnya baru dan menunjukkan bahwa lebih banyak planet generasi kedua mungkin terdapat di sekitar katai putih, kata Williams.
Penemuan tersebut juga dapat memberikan gambaran mengenai masa depan lingkungan kosmik kita sendiri, kata Wilson. “Matahari pada akhirnya akan menjadi katai putih, jadi kita juga sedang melihat masa depan tata surya di sini, mungkin suatu hari nanti Matahari akan mendapatkan planet baru!”
Kehidupan setelah kematian eksoplanet
Penemuan baru mengenai kandidat planet generasi kedua tersebut sangat menarik, kata Sarah Casewell, dosen di School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Inggris, yang tidak terlibat dalam penelitian.
“Kita mengetahui sejumlah besar katai putih yang tercemar material planet dengan komposisi yang serupa dengan batuan di tata surya kita,” tulisnya melalui email. “Namun, dalam kasus ini, katai putih tersebut tercemar material yang sangat tidak biasa dan komposisi material itu serupa dengan atom yang kita lihat terbentuk ketika bintang mengakhiri hidupnya.”
Lebih dari 95% seluruh bintang di alam semesta pada akhirnya akan menjadi katai putih, dan para astronom telah mendata ratusan ribu objek tersebut. Menemukan planet yang terbentuk setelah sebuah bintang menjadi katai putih akan menunjukkan bahwa planet generasi kedua di sekitar katai putih mungkin terbentuk. Hal itu juga berarti bahwa setelah Matahari mati, planet-planet baru mungkin muncul di tata surya kita sendiri, kata Casewell.
Pengamatan sebelumnya terhadap katai putih menunjukkan bahwa sejumlah sistem planet dapat bertahan setelah bintangnya mengalami kehancuran. Namun, temuan terbaru membuka kemungkinan terbentuknya planet-planet baru, kata Amy Bonsor, profesor madya di University of Cambridge, Inggris, yang juga tidak terlibat dalam penelitian tersebut.
“Perubahan paradigma ini memungkinkan kita mempertimbangkan apakah di masa depan kita dapat mengkarakterisasi atau menyelidiki potensi kelayakhunian sistem planet generasi kedua ini,” tulisnya melalui email.
Penemuan tersebut juga menambah bukti penelitian yang menunjukkan bahwa sistem planet sangat beragam dan kompleks, bahkan setelah bintang induknya mati, menurut Susan Mullally, ilmuwan misi di Space Telescope Science Institute, pusat operasi ilmiah Hubble.
“Sebagian planet mungkin bertahan setelah kematian bintangnya, sementara yang lain dapat terlempar ke luar angkasa atau ditelan bintang. Jika planet generasi kedua memungkinkan terbentuk, maka akan ada jauh lebih banyak katai putih yang memiliki planet dibandingkan perkiraan kita sebelumnya,” tulis Mullally, yang tidak terlibat dalam penelitian, melalui email. “Bukti adanya eksoplanet generasi kedua ini menunjukkan bahwa kehidupan setelah kematian eksoplanet mungkin jauh lebih kompleks daripada yang diperkirakan sebelumnya.”
