Di antara semua dunia aneh di galaksi Bima Sakti kita, beberapa yang paling misterius adalah planet-planet yang mengelilingi bintang katai putih.

Bintang-bintang ini bukan bintang biasa yang sibuk menumbuk atom di intinya, melainkan sisa-sisa sangat padat dari bintang serupa Matahari yang telah melalui rangkaian kematiannya—menggembung menjadi raksasa merah raksasa sebelum melepaskan lapisan luarnya dan runtuh menjadi inti bintang yang mampat.

Inilah yang akan terjadi pada Matahari sekitar 5 miliar tahun lagi, jadi tentu saja setiap eksoplanet yang mengorbit katai putih sangat menarik minat para ilmuwan yang berharap bisa mengintip nasib akhir Tata Surya kita.

Nah, menggunakan JWST, para astronom baru saja mendapatkan kilasan pertama umat manusia ke dalam atmosfer planet raksasa WD 1856b, yang mengorbit sebuah katai putih—dan menemukan suhunya jauh lebih panas dari yang dibayangkan siapa pun. Temuan mereka telah diterbitkan di Nature.

“Begitu kami melihat spektrum WD 1856b, yang menunjukkan penurunan sangat besar pada ukuran efektif planet pada panjang gelombang inframerah yang lebih panjang, reaksi kami spontan: ‘Wah! Ada apa ini?’” kata astronom Ryan MacDonald dari University of St Andrews di Inggris kepada ScienceAlert.

“Spektrum transit JWST dari WD 1856b tidak seperti planet lain yang pernah kami lihat sebelumnya.”

Bintang katai putih termasuk objek paling ekstrem di alam semesta. Mereka adalah sisa yang tertinggal ketika sebuah bintang bermassa hingga delapan kali massa Matahari meninggalkan deret utama, sebongkah mati yang hanya bersinar dengan sisa panas selama triliunan tahun.

Kita kurang lebih tahu bagaimana proses transformasinya. Saat bintang mendekati kehabisan total bahan bakar nuklirnya, ia menggembung hingga beratus-ratus kali lipat ukuran aslinya.

Pada akhirnya, selubung gembung itu akan mengembang dan lenyap menjadi ketiadaan, sementara intinya, yang tidak lagi disokong oleh tekanan luar fusi, runtuh oleh gravitasi.

“Reaksi kami spontan: ‘Wah! Ada apa ini?’” – Ryan MacDonald, astronom

Katai putih yang dihasilkan sangatlah padat, mengemas hingga 1,4 kali massa Matahari dalam objek yang kira-kira seukuran Bumi.

Untuk Tata Surya, para astronom menduga proses ini akan sangat mengganggu, dengan fase raksasa merah yang berpotensi mengembangkan Matahari hingga ke orbit Mars.

“Saat Matahari menjadi raksasa merah, Merkurius dan Venus akan hancur. Nasib Bumi berada di ambang batas (kelangsungannya bergantung pada detail halus model bintang). Tapi planet-planet luar, seperti Jupiter dan Saturnus, hampir pasti akan selamat dari kematian Matahari,” jelas MacDonald melalui email.

“Ketika Matahari mati, dan intinya tertinggal sebagai katai putih, massa yang hilang akan mengubah orbit planet-planet yang selamat dan membuat mereka bergerak menjauh. Karena tarikan gravitasi katai putih jauh lebih kecil dari Matahari, Tata Surya akan kurang terikat, dan interaksi dinamis akan lebih mudah memindahkan planet-planet.”

Banyak eksoplanet telah ditemukan berkeliaran di sekitar katai putih, yang tentu saja memunculkan pertanyaan tentang bagaimana mereka selamat dari sekaratnya bintang induk.

Tapi memeriksa atmosfer eksoplanet katai putih jauh lebih sulit daripada untuk bintang yang masih hidup.

Para astronom mempelajari atmosfer eksoplanet ketika planet melintas di antara kita dan bintangnya. Saat cahaya bintang tersaring melalui atmosfer, ia membawa tanda-tanda gas di dalamnya, memungkinkan astronom mengidentifikasi komposisi atmosfer tersebut.

Kebanyakan bintang jauh lebih besar dari planet mereka. Tapi WD 1856b, yang terletak 82 tahun cahaya jauhnya, berukuran tujuh kali lebih besar dari katai putih yang diorbitnya.

“Biasanya, atmosfer planet yang transit sepenuhnya berada di atas piringan bintangnya selama transit, tapi untuk WD 1856b, hanya sebagian atmosfer yang menutupi katai putih pada satu waktu,” kata MacDonald.

“Sistem ini memiliki kedalaman transit tertinggi yang diketahui dari semua eksoplanet (56 persen) dan transitnya hanya berlangsung 8 menit. Katai putihnya juga jauh lebih redup daripada bintang deret utama yang biasa kami amati. Jadi ini benar-benar sistem yang sangat berbeda dari yang biasanya kami pelajari dengan JWST.

“Kami harus mengembangkan model baru dan sepenuhnya memikirkan ulang cara menganalisis spektra JWST untuk sistem planet aneh di sekitar bintang mati ini.”

Bukan isi atmosfer eksoplanet itu, melainkan suhunya, yang membuat tim peneliti terkejut.

Mereka menduga suhunya sekitar -113 derajat Celcius (-171 derajat Fahrenheit), mirip dengan Jupiter, yang punya ukuran dan orbit serupa dengan WD 1856b.

Ternyata suhunya berkisar di 126 derajat Celcius (259 derajat Fahrenheit).

“Kami jadi bertanya-tanya, bagaimana planet yang mengorbit katai putih tua dan redup—yang terus mendingin sejak bintang pembentuknya mati 5,4 miliar tahun lalu—bisa begitu hangat?” ujar MacDonald.

Planet raksasa mendingin dengan laju yang bisa diprediksi selama miliaran tahun. Artinya, suhu mereka saat ini menyimpan petunjuk tentang peristiwa yang memanaskan mereka di masa lalu.

Para peneliti juga terkejut menemukan bahwa, meskipun WD 1856b hanya sedikit lebih kecil dari Jupiter, massanya tujuh kali lebih besar.

Gabungan suhu dan massa planet yang mengejutkan ini memungkinkan para peneliti merekonstruksi sejarahnya.

Mereka menemukan bahwa dunia yang tidak biasa ini pasti mencapai suhu maksimumnya miliaran tahun setelah bintangnya menjadi katai putih. Waktu itu menunjukkan bahwa katai putih bukanlah penyebabnya; sesuatu yang lain pasti memanaskannya kembali jauh setelah transformasi bintang.

Salah satu tersangka yang mungkin adalah bintang biner di dekatnya, yang pengaruh pasang surutnya bisa jadi telah memanaskan eksoplanet itu sekaligus membuatnya bermigrasi ke dalam dari orbit yang lebih jauh ke posisinya saat ini.

“Hasil kami menunjukkan bahwa planet raksasa seperti Jupiter bisa memiliki ‘kehidupan kedua’ setelah kematian bintangnya, dengan planet bergerak mendekat, dipanaskan kembali, dan mengalami perubahan dalam kimia atmosfernya,” kata MacDonald.

“Kematian bintang bukanlah akhir, melainkan babak baru dalam kehidupan planet seperti Jupiter.”

Terkait: Ilmuwan Mengetahui Kapan dan Bagaimana Matahari Kita Akan Mati, dan Itu Akan Epik

Kita masih belum tahu apa artinya itu bagi Bumi. Beberapa model menunjukkan dunia kita ditelan oleh Matahari, model lainnya tidak. Jika Bumi selamat dari penelanan, kita tidak tahu apa yang akan dilakukan oleh redistribusi massa matahari terhadap orbit Bumi.

Umat manusia kecil kemungkinannya bertahan cukup lama untuk menyaksikannya, tapi saat itu mungkin kehidupan baru sudah muncul. Mempelajari dunia seperti WD 1856b bisa menunjukkan seberapa besar peluang itu.

“Hasil hari ini menunjukkan kita bisa mengukur apa yang terkandung di atmosfer planet-planet yang mengorbit dekat dengan katai putih, yang membuka bidang baru yang mendebarkan tentang atmosfer planet pasca-deret utama,” kata MacDonald.

“Pada akhirnya, mimpinya adalah menemukan planet berbatu yang mengorbit katai putih, bahkan mungkin di zona layak huninya. Karena apa yang lebih puitis daripada mencari kehidupan di sekitar bintang mati?”

Penelitian ini telah diterbitkan di Nature.

Artikel ini telah diperiksa faktanya oleh Carly Cassella dan disunting oleh Clare Watson. Meskipun kami bangga dengan proses kami, kami hanya manusia. Jika Anda menemukan kesalahan, tolong beri tahu kami.