Selamat kembali ke siri kami mengenai kaedah Exoplanet-Hunting! Hari ini, kita melihat kaedah ingin tahu dan unik yang dikenali sebagai Gravitational Microlensing.
Perburuan planet-planet ekstra solar pasti telah memanas dalam dekad yang lalu. Berkat penambahbaikan yang dilakukan dalam teknologi dan metodologi, jumlah eksoplanet yang diperhatikan (pada 1 Disember 2017) telah mencapai 3,710 planet dalam sistem bintang 2,780, dengan 621 sistem yang memiliki banyak planet. Malangnya, kerana pelbagai had para astronom terpaksa ditentang, sebahagian besarnya ditemui dengan kaedah tidak langsung.
Salah satu kaedah yang sering digunakan untuk mengesan eksoplanet secara tidak langsung dikenali sebagai Gravitational Microlensing. Pada asasnya, kaedah ini bergantung pada daya graviti objek yang jauh untuk membengkokkan dan memfokuskan cahaya yang datang dari bintang. Semasa planet melintas di depan bintang relatif terhadap pengamat (iaitu membuat transit), cahaya akan turun secara terukur, yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan keberadaan planet.
Dalam hal ini, Gravitational Microlensing adalah versi Gravitational Lensing yang diperkecil, di mana objek yang berselang (seperti gugus galaksi) digunakan untuk memfokuskan cahaya yang datang dari galaksi atau objek lain yang berada di luarnya. Ini juga menggabungkan elemen utama dari Kaedah Transit yang sangat berkesan, di mana bintang-bintang dipantau untuk penurunan cahaya untuk menunjukkan kehadiran eksoplanet.
Penerangan:
Sesuai dengan Teori Relativiti Umum Einstein, graviti menyebabkan kain ruang-waktu membengkok. Kesan ini boleh menyebabkan cahaya yang dipengaruhi oleh graviti objek menjadi terdistorsi atau membengkok. Ia juga dapat berfungsi sebagai lensa, menyebabkan cahaya menjadi lebih fokus dan membuat objek yang jauh (seperti bintang) kelihatan lebih terang kepada pemerhati. Kesan ini berlaku hanya apabila kedua-dua bintang hampir sejajar relatif dengan pemerhati (iaitu satu yang berada di depan yang lain).
"Peristiwa lensa" ini singkat, tetapi berlimpah, kerana Bumi dan bintang di galaksi kita selalu bergerak satu sama lain. Dalam dekad yang lalu, lebih dari seribu peristiwa seperti itu telah diperhatikan, dan biasanya berlangsung selama beberapa hari atau minggu pada satu masa. Sebenarnya, kesan ini digunakan oleh Sir Arthur Eddington pada tahun 1919 untuk memberikan bukti empirik pertama untuk Relativiti Umum.
Ini berlaku semasa gerhana matahari pada 29 Mei 1919, di mana Eddington dan ekspedisi ilmiah melakukan perjalanan ke pulau Principe di lepas pantai Afrika Barat untuk mengambil gambar bintang-bintang yang kini dapat dilihat di wilayah sekitar Matahari. Gambar-gambar itu mengesahkan ramalan Einstein dengan menunjukkan bagaimana cahaya dari bintang-bintang ini sedikit berubah sebagai tindak balas terhadap medan graviti Matahari.
Teknik ini pada awalnya dicadangkan oleh ahli astronomi Shude Mao dan Bohdan Paczynski pada tahun 1991 sebagai kaedah mencari sahabat binari kepada bintang. Usul mereka disempurnakan oleh Andy Gould dan Abraham Loeb pada tahun 1992 sebagai kaedah mengesan eksoplanet. Kaedah ini paling berkesan ketika mencari planet menuju pusat galaksi, kerana galaksi galaksi memberikan sebilangan besar bintang latar.
Kelebihan:
Microlensing adalah satu-satunya kaedah yang diketahui dapat menemui planet pada jarak yang sangat jauh dari Bumi dan mampu mencari planet terkecil dari planet ini. Manakala Kaedah Kecepatan Radial berkesan ketika mencari planet hingga 100 tahun cahaya dari Bumi dan Fotometri Transit dapat mengesan planet yang beratus-ratus tahun cahaya jauhnya, microlensing dapat menemukan planet yang berjarak ribuan tahun cahaya.
Walaupun kebanyakan kaedah lain mempunyai kecenderungan pengesanan terhadap planet yang lebih kecil, kaedah microlensing adalah kaedah paling sensitif untuk mengesan planet yang berada sekitar 1-10 unit astronomi (AU) dari bintang seperti Matahari. Microlensing juga merupakan satu-satunya cara yang terbukti untuk mengesan planet berjisim rendah di orbit yang lebih luas, di mana kaedah transit dan halaju radial tidak berkesan.
Secara keseluruhan, faedah ini menjadikan mikrolensa sebagai kaedah yang paling berkesan untuk mencari planet-planet seperti Bumi di sekitar bintang-bintang seperti Matahari. Di samping itu, tinjauan mikrolensens dapat dilakukan dengan berkesan menggunakan kemudahan darat. Seperti Transit Fotometri, Kaedah Mensolensikan memanfaatkan fakta bahawa ia dapat digunakan untuk meninjau puluhan ribu bintang secara serentak.
Kekurangan:
Oleh kerana peristiwa microlensing unik dan tidak boleh diulang, setiap planet yang dikesan menggunakan kaedah ini tidak akan dapat dilihat lagi. Selain itu, planet-planet yang dikesan cenderung sangat jauh, yang membuat penyelidikan susulan hampir mustahil. Nasib baik, pengesanan microlensing umumnya tidak memerlukan tinjauan susulan kerana mereka mempunyai nisbah isyarat-ke-bising yang sangat tinggi.
Walaupun pengesahan tidak diperlukan, beberapa kejadian mikronensor planet telah disahkan. Isyarat planet untuk acara OGLE-2005-BLG-169 disahkan oleh pemerhatian HST dan Keck (Bennett et al. 2015; Batista et al. 2015). Selain itu, tinjauan microlensing hanya dapat menghasilkan anggaran kasar jarak planet, meninggalkan margin yang signifikan untuk kesalahan.
Microlensing juga tidak dapat menghasilkan anggaran yang tepat mengenai sifat orbit planet, kerana satu-satunya ciri orbit yang dapat ditentukan secara langsung dengan kaedah ini adalah paksi separa utama planet ini. Oleh itu, planet dengan orbit eksentrik hanya dapat dikesan untuk sebahagian kecil dari orbitnya (ketika berada jauh dari bintangnya).
Akhirnya, microlensing bergantung pada kejadian langka dan rawak - laluan satu bintang tepat di depan bintang lain, seperti yang dilihat dari Bumi - yang menjadikan pengesanan jarang dan tidak dapat diramalkan.
Contoh Tinjauan Gravitational Microlensing:
Tinjauan yang bergantung pada Kaedah Microlensing termasuk Eksperimen Gravitational Lensing Optik (OGLE) di University of Warsaw. Diketuai oleh Andrzej Udalski, pengarah Observatorium Astronomi Universiti, projek antarabangsa ini menggunakan teleskop "Warsawa" sepanjang 1.3 meter di Las Campanas, Chile, untuk mencari peristiwa mikrolensing di medan 100 bintang di sekitar tonjolan galaksi.
Terdapat juga kumpulan Pemerhatian Microlensing dalam Astrophysics (MOA), usaha kolaborasi antara penyelidik di New Zealand dan Jepun. Diketuai oleh Profesor Yasushi Muraki dari Universiti Nagoya, kumpulan ini menggunakan Kaedah Microlensing untuk melakukan tinjauan terhadap bahan gelap, planet ekstra-suria, dan atmosfera bintang dari hemisfera selatan.
Dan kemudian ada Probing Lensing Anomalies NETwork (PLANET), yang terdiri daripada lima teleskop 1 meter yang diedarkan di sekitar hemisfera selatan. Dengan kerjasama RoboNet, projek ini dapat memberikan pemerhatian hampir berterusan untuk kejadian mikrolensens yang disebabkan oleh planet dengan massa serendah Bumi.
Tinjauan yang paling sensitif setakat ini adalah Jaringan Teleskop Mikroensensor Korea (KMTNet), sebuah projek yang dimulakan oleh Institut Sains Astronomi dan Angkasa Korea (KASI) pada tahun 2009. KMTNet bergantung pada instrumen di tiga pemerhatian selatan untuk memberikan pemantauan berterusan selama 24 jam terhadap Galactic bulge, mencari peristiwa microlensing yang akan menunjukkan jalan menuju planet massa bumi yang mengorbit dengan bintang-bintang mereka zon yang boleh dihuni.
Kami telah menulis banyak artikel menarik mengenai pengesanan exoplanet di sini di Space Magazine. Berikut adalah Apa itu Planet Suria Ekstra ?, Apakah Kaedah Transit ?, Apakah Kaedah Kecepatan Radial ?, Apa itu Lensing Graviti? dan Kepler's Universe: Lebih Banyak Planet di Galaksi kita daripada Bintang
Untuk maklumat lebih lanjut, pastikan untuk melihat halaman NASA di Exoplanet Exploration, halaman Planetary Society di Extrasolar Planets, dan NASA / Caltech Exoplanet Archive.
Astronomi Cast juga mempunyai episod yang relevan mengenai perkara ini. Inilah Episod 208: Teleskop Angkasa Spitzer, Episod 337: Fotometri, Episod 364: Misi CoRoT, dan Episod 367: Spitzer Adakah Eksoplanet.
Sumber:
- NASA - 5 Cara Mencari Planet
- Planetary Society - Microlensing
- Wikipedia - Kaedah Mengesan Exoplanet
