Dalam usaha mencari planet ekstra suria, ahli astronomi dan peminat dapat dimaafkan kerana sedikit optimis. Semasa menemui ribuan planet berbatu, raksasa gas, dan benda langit yang lain, adakah terlalu banyak harapan untuk berharap suatu hari nanti kita dapat menemukan analog Bumi yang asli? Bukan hanya planet "seperti Bumi" (yang menunjukkan badan berbatu dengan ukuran setanding) tetapi Bumi 2.0 sebenarnya?
Ini tentunya menjadi salah satu tujuan para pemburu eksoplanet, yang mencari sistem bintang berdekatan untuk planet yang bukan sahaja berbatu, tetapi mengorbit di zon bintang mereka yang dapat dihuni, menunjukkan tanda-tanda suasana dan mempunyai air di permukaannya. Tetapi menurut kajian baru oleh Alexey G. Butkevich - ahli astrofizik dari Balai Cerap Pulkovo di St Petersburg, Rusia - percubaan kami untuk menemui Bumi 2.0 dapat dihalang oleh Bumi itu sendiri!
Kajian Butkevich, yang berjudul "Astrometric Exoplanet Detectability and the Earth Orbital Motion", baru-baru ini diterbitkan di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Demi kajiannya, Dr. Butkevich meneliti bagaimana perubahan pada kedudukan orbit Bumi sendiri dapat menjadikannya lebih sukar untuk melakukan pengukuran pergerakan bintang di sekitar barycenter sistemnya.
Kaedah pengesanan exoplanet ini, di mana pergerakan bintang di sekitar pusat jisim sistem bintang (barycenter), dikenali sebagai Kaedah Astrometik. Pada dasarnya, ahli astronomi berusaha untuk menentukan sama ada kehadiran medan graviti di sekitar bintang (iaitu planet) menyebabkan bintang itu bergoyang-goyang. Hal ini tentunya berlaku untuk Sistem Suria, di mana Matahari kita ditarik ke belakang dan berpusat di sekitar pusat yang sama dengan tarikan semua planetnya.
Pada masa lalu, teknik ini telah digunakan untuk mengenal pasti bintang binari dengan tahap ketepatan yang tinggi. Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, ia telah dianggap sebagai kaedah yang layak untuk memburu eksoplanet. Ini bukan tugas yang mudah kerana goyangan agak sukar dikesan pada jarak yang terlibat. Dan sehingga baru-baru ini, tahap ketepatan yang diperlukan untuk mengesan pergeseran ini berada di hujung kepekaan instrumen.
Ini berubah dengan cepat, berkat instrumen yang diperbaiki yang memungkinkan ketepatan hingga mikroaretik. Contoh yang baik adalah kapal angkasa Gaia ESA, yang dikerahkan pada tahun 2013 untuk mengkatalog dan mengukur pergerakan relatif berbilion bintang di galaksi kita. Memandangkan ia dapat melakukan pengukuran pada 10 mikroaretik, dipercayai bahawa misi ini dapat melakukan pengukuran astrometrik demi mencari eksoplanet.
Tetapi seperti yang dijelaskan oleh Butkevich, ada masalah lain mengenai kaedah ini. "Model astrometrik standard didasarkan pada anggapan bahawa bintang bergerak secara seragam berbanding dengan barycentre sistem suria," katanya. Tetapi ketika dia terus menjelaskan, ketika memeriksa kesan gerakan orbit Bumi pada pengesanan astrometrik, ada hubungan antara orbit Bumi dan kedudukan bintang relatif dengan barycenter sistemnya.
Dengan kata lain, Dr. Butkevich meneliti apakah pergerakan planet kita di sekitar Matahari atau tidak, dan gerakan Matahari di sekitar pusat jisimnya, boleh memberi kesan pembatalan pada pengukuran paralaks bintang lain. Ini secara berkesan akan membuat pengukuran pergerakan bintang, yang dirancang untuk melihat apakah ada planet yang mengorbitnya, tidak berkesan. Atau seperti yang dinyatakan oleh Dr. Butkevich dalam kajiannya:
“Jelas dari pertimbangan geometri sederhana bahawa dalam sistem seperti itu gerakan orbit bintang inang, dalam keadaan tertentu, mungkin secara dekat mendekati kesan paralaksik atau bahkan tidak dapat dibezakan dari itu. Ini bermaksud bahawa pergerakan orbit mungkin diserap sebahagian atau sepenuhnya oleh parameter paralaks. "
Ini akan berlaku terutamanya bagi sistem di mana tempoh orbit planet adalah satu tahun, dan yang mempunyai orbit yang meletakkannya dekat dengan gerhana Matahari - seperti orbit Bumi sendiri! Jadi pada dasarnya, ahli astronomi tidak dapat mengesan Bumi 2.0 menggunakan ukuran astrometrik, kerana orbit Bumi dan getaran Matahari sendiri menjadikan pengesanan hampir mustahil.
Seperti yang dinyatakan oleh Dr. Butkevich dalam kesimpulannya:
"Kami menyajikan analisis mengenai kesan pergerakan orbit Bumi terhadap pengesanan astrometrik sistem eksoplanet. Kami menunjukkan bahawa, jika jangka masa planet mendekati satu tahun dan satah orbitnya hampir selari dengan ekliptik, pergerakan orbit host mungkin diserap sepenuhnya atau sebahagiannya oleh parameter paralaks. Sekiranya penyerapan penuh berlaku, planet ini tidak dapat dikesan secara astrometrik. "
Nasib baik, pemburu eksoplanet mempunyai banyak kaedah lain yang juga dipilih, termasuk pengukuran langsung dan tidak langsung. Dan ketika melihat planet di sekitar bintang tetangga, dua yang paling berkesan melibatkan pengukuran pergeseran Doppler pada bintang (aka Kaedah Radial Velocity) dan penurunan cahaya bintang (aka Kaedah Transit).
Walaupun begitu, kaedah ini mengalami kekurangan mereka sendiri, dan mengetahui batasannya adalah langkah pertama untuk menyempurnakannya. Sehubungan itu, kajian Dr. Butkevich mempunyai gema heliosentrisme dan relativiti, di mana kita diingatkan bahawa titik rujukan kita sendiri tidak tetap di ruang angkasa, dan dapat mempengaruhi pengamatan kita.
Perburuan eksoplanet juga diharapkan dapat mendapat manfaat besar dari penggunaan instrumen generasi berikutnya seperti Teleskop Angkasa James Webb, Satelit Survei Transit Exoplanet (TESS), dan lain-lain.
