Pada jarak 4.37 tahun cahaya dari Bumi, Alpha Centauri adalah sistem bintang yang paling dekat dengan bumi kita. Selama beberapa generasi, para saintis dan pemikir spekulatif telah merenungkan apakah ia mungkin mempunyai sistem planet seperti Matahari kita sendiri, dan sama ada kehidupan juga ada di sana. Malangnya, usaha baru-baru ini untuk mencari planet suria ekstra dalam sistem bintang ini telah gagal, dengan kemungkinan pengesanan kemudian ditunjukkan sebagai hasil artifak dalam data.
Sebagai tindak balas terhadap usaha yang gagal ini, beberapa projek yang lebih bercita-cita tinggi sedang dikembangkan untuk mencari eksoplanet di sekitar Alpha Centauri. Ini termasuk teleskop ruang pencitraan langsung seperti Project Blue dan misi antara bintang yang dikenali sebagai Breakthrough Starshot. Tetapi menurut kajian baru yang diketuai oleh penyelidik dari Universiti Yale, data yang ada dapat digunakan untuk menentukan kebarangkalian planet dalam sistem ini (dan bahkan jenisnya).
Kajian yang memperincikan penemuan mereka baru-baru ini muncul Jurnal Astronomidi bawah tajuk "Planet Detectability in the Alpha Centauri System". Kajian ini diketuai oleh Lily Zhao, pelajar siswazah dari Universiti Yale dan rakan dengan Yayasan Sains Nasional (NSF), dan dikarang bersama oleh Debora Fischer, John Brewer dan Matt Giguere dari Yale dan Bárbara Rojas-Ayala dari Universidad Andrés Bello di Chile.
Untuk kajian mereka, Zhao dan pasukannya mempertimbangkan mengapa usaha untuk mencari planet dalam sistem bintang yang paling dekat dengan kita sendiri sejauh ini gagal. Ini mengejutkan apabila seseorang menganggap bagaimana, secara statistik, Alpha Centauri sangat mungkin memiliki sistem jika ada. Seperti yang dinyatakan oleh Prof Fischer dalam siaran akhbar Yale News baru-baru ini:
"Alam semesta telah memberitahu kita jenis planet yang paling biasa adalah planet kecil, dan kajian kita menunjukkan bahawa ini adalah planet yang paling mungkin mengorbit Alpha Centauri A dan B ... Kerana Alpha Centauri begitu dekat, ini adalah perhentian pertama kami di luar sistem suria kita. Terdapat planet-planet kecil dan berbatu di sekitar Alpha Centauri A dan B. "
Selain menjadi profesor astronomi di Universiti Yale, Debora Fischer juga merupakan salah seorang pemimpin Kumpulan Yale Exoplanets. Sebagai pakar dalam bidangnya, Fischer telah mengabdikan dekad hidupnya untuk meneliti eksoplanet dan mencari analog Bumi di luar Sistem Suria kita. Dengan sebahagian dana yang disediakan oleh NASA dan Yayasan Sains Nasional, pasukan itu bergantung pada data yang ada yang dikumpulkan oleh beberapa instrumen perburuan eksoplanet terbaru.
Ini termasuk CHIRON, spektrograf yang dipasang pada Sistem Teleskop Penyelidikan Aperture Kecil dan Sederhana (SMARTS) di Cerro Telolo Inter-American Observatory (CTIO) di Chile. Instrumen ini dibina oleh pasukan Fischer, dan data yang diberikannya digabungkan dengan instrumen Planet Pencari halaju Radial Ketepatan Tinggi (HARPS) dan instrumen Ultraviolet dan Visual Echelle Spectrograph (UVES) pada Teleskop Sangat Besar (VLT) ESO.
Dengan menggunakan data selama sepuluh tahun yang dikumpulkan oleh instrumen ini, Zhao dan rakannya kemudian membuat sistem grid untuk sistem Alpha Centauri. Daripada mencari tanda-tanda planet yang memang ada, mereka menggunakan data untuk mengesampingkan jenis planet yang tidak ada di sana. Seperti yang dikatakan Zhao kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Kajian ini istimewa karena menggunakan data yang ada dari sistem Alpha Centauri untuk tidak menemukan planet, tetapi untuk mencirikan planet yang tidak ada. Dengan berbuat demikian, ia mengembalikan lebih banyak maklumat mengenai sistem secara keseluruhan dan memberikan panduan untuk pengamatan masa depan terhadap sistem karismatik yang unik ini.
Di samping itu, pasukan menganalisis komposisi kimia bintang-bintang dalam sistem Alpha Centauri untuk mengetahui lebih lanjut mengenai jenis bahan yang akan tersedia untuk membentuk planet. Berdasarkan nilai yang berbeza yang diperoleh oleh kempen pemerhatian yang dilakukan oleh teleskop yang berlainan pada tiga bintang Alpha Centauri (Alpha, Beta dan Proxima), mereka dapat membuat batasan pada jenis planet apa yang boleh ada di sana.
"Kami mendapati bahawa data yang ada mengesampingkan planet di zon yang dapat dihuni di atas 53 massa Bumi untuk alpha Centauri A, 8.4 massa bumi untuk Alpha Centauri B, dan 0.47 massa bumi untuk Proxima Centauri," kata Zhao. "Bagi komposisi kimia, kami mendapati bahawa nisbah Karbon / Oksigen dan Magnesium / Silikon untuk Alpha Centauri A dan B sangat serupa dengan Matahari."
Pada asasnya, hasil kajian mereka secara efektif menolak kemungkinan adanya raksasa gas berukuran Musytari dalam sistem Alpha Centauri. Bagi Alpha Centauri A, mereka seterusnya mendapati bahawa planet yang berjisim kurang dari 50 massa Bumi dapat wujud, sementara Alpha Centauri B mungkin mempunyai planet yang lebih kecil daripada 8 massa Bumi. Bagi Proxima Centauri, yang kita tahu memiliki sekurang-kurangnya satu planet mirip Bumi, mereka menentukan bahawa mungkin ada lebih banyak yang kurang dari separuh jisim Bumi.
Selain memberikan harapan kepada pemburu eksoplanet, kajian ini membawa beberapa implikasi yang agak menarik bagi kebiasaan planet. Pada asasnya, kehadiran planet berbatu dalam sistem adalah menggalakkan; tetapi tanpa raksasa gas, bahan utama dalam memastikan bahawa planet-planet tetap dapat dihuni dapat hilang.
"[N] Hanya ada planet yang dapat dihuni di sekitar tetangga bintang kita yang terdekat, tetapi tidak ada raksasa gas yang boleh membahayakan kelangsungan hidup planet-planet berbatu yang berpotensi dihuni ini," kata Zhao. "Tambahan pula, jika planet-planet ini memang wujud, mereka mungkin mempunyai komposisi yang serupa dengan Bumi kita sendiri memandangkan kesamaan dalam Alpha Cen A / B dan Matahari yang kita sayangi."
Pada masa ini, tidak ada instrumen yang dapat mengesahkan adanya eksoplanet di Alpha Centauri. Tetapi seperti yang ditunjukkan Zhao, dia dan rakan sepasukannya optimis bahawa tinjauan masa depan akan mempunyai kepekaan yang diperlukan untuk melakukannya:
"[T] bulannya telah menyaksikan beberapa instrumen generasi akan datang menjanjikan ketepatan yang diperlukan untuk menemui planet-planet yang mungkin ini dalam masa terdekat, dan analisis ini telah menunjukkan bahawa pasti bernilai untuk terus mencari!"
Ini termasuk Echelle SPectrograph yang dibina ESO untuk Rocky Exoplanet dan Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) - yang baru-baru ini dipasang di Paranal Observatory - dan EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) yang dibina di Universiti Yale. Instrumen terakhir ini sedang menjalankan pemerhatian di Observatorium Lowell di Arizona, di mana Zhao turut serta.
"Instrumen ini menjanjikan ketepatan hingga 10-30 cm / s dan seharusnya dapat mengesan lebih banyak planet yang lebih kecil dan lebih jauh - seperti planet yang dapat dihuni di sekitar bintang Centauri," kata Zhao. "Bidang pandang kedua instrumen ini sedikit berbeza (ESPRESSO memiliki hemisfera selatan, di mana Alpha Centauri berada, sementara EXPRES meliputi hemisfera utara, misalnya di mana Kepler dan banyak bidang K2 berada)."
Dengan instrumen baru yang ada, dan kaedah seperti yang dikembangkan oleh Zhao dan pasukannya, sistem bintang terdekat dengan Bumi pasti akan menjadi harta karun bagi para astronom dan pemburu eksoplanet pada tahun-tahun mendatang. Dan apa sahaja yang kami dapati pasti akan menjadi sasaran kajian langsung oleh kumpulan seperti Project Blue dan Breakthrough Starshot. Sekiranya ET berada di sebelah, kami pasti akan mendengarnya tidak lama lagi!
