Pencarian Extrasolar Planet
9.9 Pencarian Extrasolar Planet
Salah satu kegunaan penting efek Doppler dalam riset astronomi terkini adalah pencarian planet lain di luar tata surya kita, yang sering disebut Extrasolar planet atau Exoplanet. Yang diamati adalah perubahan frekuensi gelombang cahaya yang dipancarkan oleh bintant yang dikelilingi oleh planet tersebut. Bagaimana prinsipnya?
Dengan teleskop yang ada di bumi, kita tidak mungkin mendeteksi keberadaan planet lain di luar planet-planet yang ada di tata surya. Penyebanya adalah ukuran planet yang sangat kecil dan planet tidak memancarkan cahaya sendiri. Yang dapat kita deteksi di bumi hanyalah bintang-bintang berdasarkan cahaya yang dipancarkannya. Lalu bagaimana kita mendeteksi keberadaan planet di luar tata surya? Caranya adalah mengamapi pengaruh gerak planet tersebut terhadap gerak bintang yang dikelilinginya.
Kita sudah belajar bahwa matahari kita menempati pusat tata surya. Dalam pelajaran selama ini kita sering mengansumsikan bahwa matahari tidak bergerak. Yang bergerak hanyalah plenaet-plane mengorbit matahari. Untuk kemudahan pembahahan memang asumsi ini dapat diterima. Namun, kalau kita ingin lebih teliti maka asumsi ini tidak terlalu tepat. Matahari juga berrvolusi seperti planet. Planet dan matahari berevolusi mengelilingi titik pusat massa. Namun karena massa matahari sangat besar disbanding dengan massa planet-planer maka titik pusat massa tata surya hamper berimpit dengan pusat matahari sehingga dapat dikatakan matahari hamper tidak bergerak.
Kalau kita ingin masuk ke pengukuran yang lebih teliti maka revolusi bintang atau matahari terhadap titik pusat masa dengan planet Kalau kita ingin masuk ke pengukuran yang lebih teliti maka revolusi bintang atau matahari terhadap titik pusat masa dengan planet
Planet m
Gambar 9.32 Planet dan bintang berevolusi mengelilingi titik pusat massa.
Jarak antara planet ke bintang adalah D ( d 1 d 2 ) . Jarak bintang dan planet ke titik pusat massa masing-masing
Kecepatan sudut orbit planet maupun bintang terhadap pusat massa sama. Kita misalkan kecepatan sudut tersebut adalah . Dengan demikisn, kecepatan tangensial bintang dan planet terhadap pusat massa adalah
D (9.43)
D (9.44)
Untuk menghitung kecepatan sudut astronom mengukur frekuensi cahaya yang dipancarkan bintang dalam waktu yang lama. Waktu yang diperlukan untuk mendeteksi kembali panjang gelombang yang persis sama dengan sebelumnya salam dengan periode revolusi planet. Dengan demikian, Untuk menghitung kecepatan sudut astronom mengukur frekuensi cahaya yang dipancarkan bintang dalam waktu yang lama. Waktu yang diperlukan untuk mendeteksi kembali panjang gelombang yang persis sama dengan sebelumnya salam dengan periode revolusi planet. Dengan demikian,
Ketika diamati dari bumi, kecepatan maksimum bintang menjauhi bumi adalah
1 / m 3 GM
GM
dan kecepatan maksimum mendekati bumi adalah
GM
Astronom membandingkan pergeseran Doppler pada cahaya yang dipancarkan bintang saat bintang bergerak menjauhi bumi dan saat bintang sedang mendekati bumi seperti diilustrasikan pada Gambar 9.33. Dengan menggunakan persamaan (9.43) maka pergeseran frekuensi ketika bintang menjauhi bumi dengan kecepatan maksimum dan mendekati bumi dengan kecepatan maksimum adalah
GM
dan u
GM
Bintang
Bumi
Planet
. Gambar 9.33 Revolusi bintang terhadap pusat massa mentebabkan adanya gerak relative terhadap bumi. Pengaruh gerak ini terhadap frekuensi cahaya yang dipancarkan paling besar saat bintang mendekati dan menjauhi bumi.
Pada persamaan (9.46) atau (9.47) pergeseran frekuensi diukur berdasarkan pergeseran Doppler. Frekuensi sudut revolusi bintang atau planet ditentukan berdasarkan pengukuran frekuensi munculnya Pada persamaan (9.46) atau (9.47) pergeseran frekuensi diukur berdasarkan pergeseran Doppler. Frekuensi sudut revolusi bintang atau planet ditentukan berdasarkan pengukuran frekuensi munculnya
Dengan melakukan analisis pergeseran frekuensi tersebut maka dapat diduga keberadaan planet yang mengelilingi suatu bintang. Salah satu extrasolar planet yang ditemukan dengan metode ini adalah 51 Pegasi b yang berjarak 50 tahun cahaya dari bumi dan berada dalam konstelasi Pegassus. Planet ini mengelilingi bintang yang memiliki massa kira-kira sama dengan massa matahari kita.