Apa itu Metode Mikrolensing Gravitasi?
12.10
Add Comment
 |
| Citra Hubble dari sebuah galaksi yang berkilau merah dan secara gravitasi mendistorsi cahaya dari galaksi berwarna biru yang lebih jauh. Kredit: ESA/Hubble & NASA |
Selamat datang di seri metode Pencarian Eksoplanet kami! Hari ini, kita akan mempelajari sebuah metode unik dan sulit dimengerti, yang dikenal dengan Mikrolensing Gravitasi.
Upaya pencarian eksoplanet pastinya telah memanas dalam satu dekade terakhir ini! Berkat peningkatan-peningkatan yang berhasil dicapai dalam instrumentasi dan metodologi, jumlah eksoplanet yang berhasil ditemukan (per tanggal 1 Desember 2017) telah mencapai sebanyak 3.710 planet di 2.780 sistem bintang, dengan 621 sistem bintang yang memiliki multi planet. Sayangnya, karena berbagai keterbatasan yang harus dihadapi oleh para astronom, sebagian besar eksoplanet ini telah ditemukan dengan menggunakan metode tidak langsung.
Salah satu metode yang lebih umum digunakan untuk mendeteksi eksoplanet secara tidak langsung dikenal sebagai mikrolensing gravitasi. Intinya, metode ini bergantung pada gaya gravitasi objek-objek kosmik untuk membengkokkan dan memusatkan cahaya yang berasal dari sebuah bintang. Ketika sebuah planet melintas di depan bintang yang relatif terhadap pengamat (yaitu membuat transit), pengukuran terhadap keredupan cahaya bintang dapat digunakan untuk menentukan keberadaan sebuah planet.
Dalam hal ini, mikrolensing gravitasi adalah sebuah versi dalam skala kecil dari lensa gravitasi, ketika intervensi dari sebuah objek kosmik (seperti gugus galaksi) digunakan untuk memfokuskan cahaya yang berasal dari galaksi atau objek lainnya yang berada jauh di belakangnya. Mikrolensing gravitasi juga menggabungkan elemen kunci dari metode transit yang sangat efektif, yakni ketika kecerahan cahaya bintang-bintang dipantau untuk menemukan terjadinya keredupan dalam kecerahan sebagai upaya mendeteksi keberadaan sebuah eksoplanet.
Deskripsi
Sesuai dengan teori Relativitas Umum Einstein, gravitasi menyebabkan kelengkungan pada struktur ruang dan waktu. Efek ini dapat mendistorsi atau menekuk cahaya yang disebabkan oleh gaya gravitasi sebuah objek kosmik masif. Gaya gravitasi dari objek kosmik masif ini juga dapat bertindak sebagai sebuah lensa, yang dapat memfokuskan cahaya sehingga membuat objek-objek jauh (seperti bintang) terlihat lebih terang bagi seorang pengamat. Efek ini hanya terjadi apabila bintang hampir sejajar dengan pengamat (yaitu saling berhadap-hadapan).
Meskipun banyak, peristiwa lensa gravitasi hanya terjadi secara singkat, karena baik Bumi maupun bintang di galaksi kita selalu relatif bergerak terhadap satu sama lain. Dalam satu dekade terakhir, lebih dari seribu peristiwa lensa gravitasi semacam itu telah berhasil diamati, dan biasanya berlangsung selama beberapa hari atau minggu dalam satu waktu. Sebenarnya, efek ini juga digunakan oleh Sir Arthur Eddington pada tahun 1919 untuk memberikan bukti empiris pertama bagi Relativitas Umum.
Peristiwa lensa gravitasi tersebut terjadi pada saat gerhana Matahari pada tanggal 29 Mei 1919, sewaktu Eddington beserta sebuah ekspedisi ilmiah pergi ke pulau Principe di lepas pantai Afrika Barat untuk memotret bintang-bintang yang saat ini terlihat di langit berada di wilayah sekitar Matahari. Gambar-gambar tersebut mengkonfirmasi prediksi Einstein dengan menunjukkan bagaimana cahaya dari bintang-bintang ini sedikit bergeser sebagai respons terhadap medan gravitasi Matahari.
Teknik ini awalnya diusulkan oleh dua orang astronom yang bernama Shude Mao dan Bohdan Paczynski pada tahun 1991 sebagai cara untuk mencari pendamping biner bagi bintang-bintang. Proposal mereka disempurnakan oleh Andy Gould dan Abraham Loeb pada tahun 1992 sebagai metode untuk mendeteksi eksoplanet. Metode ini paling efektif saat mencari planet ke arah pusat galaksi, karena tonjolan pusat galaksi menyediakan sejumlah besar bintang sebagai latar belakang.
Keuntungan
Mikrolensing adalah satu-satunya metode yang diketahui mampu menemukan planet-planet yang berada dalam jarak yang benar-benar jauh dari Bumi dan mampu menemukan eksoplanet terkecil. Sedangkan metode kecepatan radial efektif ketika mencari planet dalam kisaran jarak hingga 100 tahun cahaya dari Bumi, dan metode transit fotometri dapat mendeteksi planet yang jaraknya lebih dari ratusan tahun cahaya, mikrolensing dapat menemukan planet yang berjarak ribuan tahun cahaya.
Sementara sebagian besar dari metode-metode lain memiliki bias deteksi terhadap planet yang ukurannya lebih kecil, metode mikrolensing adalah cara yang paling sensitif untuk mendeteksi planet yang berjarak sekitar 1-10 unit astronomi (UA) dari bintang mirip Matahari. Hal ini membuatnya sangat efektif bila dipasangkan dengan metode kecepatan radial dan metode transit, yang dapat mengkonfirmasi keberadaan eksoplanet serta menghasilkan perkiraan akurat untuk radius dan massa planet.
Secara keseluruhan, keuntungan-keuntungan ini menjadikan mikrolensing sebagai metode yang paling efektif untuk menemukan planet-planet mirip Bumi di seputar bintang mirip Matahari (secara sendiri atau dikombinasikan dengan metode lain). Selain itu, survei mikrolensing dapat diterapkan secara efektif menggunakan fasilitas-fasilitas astronomi berbasis darat. Sebagaimana fotometri transit, keuntungan dari metode mikrolensing adalah dapat digunakan untuk mensurvei puluhan ribu bintang secara bersamaan.
Kekurangan
Karena peristiwa mikrolensing tergolong unik dan tidak dapat diulang, maka setiap planet yang terdeteksi menggunakan metode ini tidak akan dapat diamati lagi. Selain itu, planet-planet yang berhasil terdeteksi cenderung sangat jauh, yang membuat penelitian secara lebih lanjut hampir tidak mungkin untuk dilakukan. Hal ini menjadikan mikrolensing menjadi sarana yang baik untuk mendeteksi kandidat eksoplanet, tapi sangat buruk apabila diterapkan untuk mengkonfirmasi eksoplanet.
Masalah lain dengan mikrolensing adalah terkait dengan margin kesalahan yang cukup besar saat menempatkan batasan pada karakteristik planet. Sebagai contoh, survei mikrolensing hanya dapat menghasilkan perkiraan kasar jarak planet, sehingga menimbulkan margin kesalahan yang cukup besar. Hal ini berarti bahwa planet-planet yang puluhan ribu tahun cahaya jauhnya dari Bumi akan menghasilkan perkiraan jarak dengan margin hingga beberapa ribu tahun cahaya.
Mikrolensing juga tidak dapat menghasilkan perkiraan yang akurat tentang ukuran dan massa planet. Termasuk sifat-sifat dari orbit planet juga sulit ditentukan, karena satu-satunya karakteristik orbital yang dapat ditentukan secara langsung melalui metode mikrolensing saat ini adalah sumbu semi-mayor planet. Dengan demikian, planet dengan orbit eksentrik (tidak memiliki sumbu pusat) hanya bisa dideteksi untuk sebagian kecil orbitnya (bila jaraknya jauh dari bintang induknya).
Efek mikrolensing gravitasi meningkat sebagai hasil rasio massa planet dengan bintang, yang berarti bahwa paling mudah mendeteksi planet di sekitar bintang bermassa rendah. Hal ini membuat mikrolensing efektif dalam pencarian planet-planet berbatu di sekitar bintang tipe M (katai merah) yang massanya rendah, namun tidak efektif apabila diterapkan terhadap bintang-bintang yang lebih masif. Pada akhirnya, mikrolensing bergantung pada peristiwa langka dan acak, ketika sebuah bintang melintas secara tepat di depan pengamat yang berada di Bumi, yang menyebabkan minimnya keberhasilan pendeteksian eksoplanet, disamping tidak dapat diprediksi.
Contoh Survei Mikrolensing Gravitasi
Survei yang mengandalkan metode mikrolensing meliputi Optical Gravitational Lensing Experiment(OGLE) di Universitas Warsawa. Dipimpin oleh Andrzej Udalski, direktur Observatorium Astronomi Universitas Warsawa, proyek internasional ini menggunakan teleskop “Warsawa” berukuran 1,3 meter di Las Campanas, Chili, untuk mencari peristiwa mikrolensing di sebuah bidang langit yang terdiri dari 100 bintang di sekitar tonjolan pusat galaksi.
 |
| Observatorium Astronomi di Universitas Warsawa yang melakukan proyek OGLE. Kredit: ogle.astrouw.edu.pl |
Ada juga sebuah grup Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), sebuah upaya kolaborasi antara para peneliti dari Selandia Baru dan Jepang. Dipimpin oleh Profesor Yasushi Muraki dari Universitas Nagoya, grup ini menggunakan metode mikrolensing untuk melakukan survei terhadap materi gelap, eksoplanet, dan atmosfer bintang di langit belahan Bumi selatan.
Lalu ada Probing Lensing Anomalies NETwork (PLANET), yang terdiri dari lima teleskop berukuran 1 meter yang tersebar di sekitar belahan Bumi selatan. Bekerja sama dengan RoboNet, proyek ini mampu melakukan pengamatan secara terus-menerus untuk peristiwa mikrolensing yang disebabkan oleh planet-planet yang memiliki massa seperti Bumi.
Ditulis oleh: Matt Williams, www.universetoday.com
#terimakasihgoogle
0 Response to "Apa itu Metode Mikrolensing Gravitasi?"
Posting Komentar