Para astronom telah menemukan bukti kuat bahwa TOI-5882, bintang mirip matahari yang terletak sekitar 1.300 tahun cahaya dari Bumi, mungkin telah memakan salah satu planetnya sendiri.
Tim yang dipimpin oleh astronom Universitas Michigan, Brooke Kotten, menemukan petunjuk penting tentang komposisi kimia bintang tersebut. TOI-5882 mengandung jauh lebih banyak litium daripada yang biasanya diperkirakan para peneliti temukan pada bintang jenis ini.
“Kamu adalah apa yang kamu makan, kan?” kata Kotten, peneliti mahasiswa pascasarjana di Departemen Astronomi UM dan penulis utama laporan baru tersebut Jurnal Astrofisika. “Kita tahu bahwa terdapat lebih banyak litium di materi planet dibandingkan di bintang. Jadi, jika sebuah bintang memakan sebuah planet, ia akan menyerap banyak litium.”
Penelitian ini sebagian didukung oleh pendanaan federal dari NASA dan US National Science Foundation.
Bagaimana bintang menelan planet
Para astronom menggunakan istilah “engulfment” untuk menggambarkan apa yang terjadi ketika sebuah bintang melahap sebuah planet. Peristiwa-peristiwa ini berlangsung sangat cepat dalam skala waktu kosmik, terkadang hanya berlangsung beberapa hari atau minggu.
Karena prosesnya sangat singkat, kecil kemungkinannya para ilmuwan akan menangkap bintang yang sedang beraksi. Sebaliknya, mereka harus mencari jejak kimia dan bukti lain yang tersisa setelah hilangnya planet tersebut.
“Itulah yang membuat bidang ini sangat menarik. Anda benar-benar memecahkan sebuah misteri,” kata Kotten, yang mulai mengerjakan penelitian ini sebagai sarjana di program Lamat di Universitas California, Santa Cruz. “Kita tidak bisa hanya melihat kejahatan itu terjadi, jadi kita harus bekerja dengan semua petunjuk yang diberikan untuk mengungkap pelakunya.”
Belajar mengidentifikasi peristiwa-peristiwa ini dapat membantu para astronom menentukan seberapa sering bintang memakan planet dan dalam kondisi apa hal ini terjadi.
Tata surya kita diperkirakan akan mengalami nasib serupa di masa depan. Dalam waktu sekitar 5 miliar tahun, Matahari akan mencapai tahap akhir kehidupannya dan berubah menjadi raksasa merah. Seiring pertumbuhannya, ia akan menelan Merkurius, Venus, dan akhirnya Bumi.
Katai coklat mungkin berperan
TOI-5882 belum cukup berkembang, berdasarkan ukurannya saja, untuk menjelaskan bagaimana ia bisa menelan sebuah planet. Hal ini membuat para peneliti mempertimbangkan kemungkinan lain.
Bintang itu mungkin mendapat bantuan.
Sebuah benda gas besar juga mengorbit TOI-5882. Massanya 20 kali lebih besar dari Jupiter, tetapi masih terlalu kecil untuk terbakar dan menjadi bintang sungguhan. Para astronom mengklasifikasikan objek jenis ini sebagai katai coklat.
Katai coklat mungkin telah mengganggu orbit planet yang hilang dan membuatnya terjun ke TOI-5882. Kotten mengatakan kemungkinan ini akan diselidiki dalam studi terpisah.
Lithium menyediakan sidik jari kimia
Lithium menawarkan para astronom cara yang berharga untuk mempelajari penelanan planet. Bintang secara alami mengandung litium, namun planet biasanya mengandung konsentrasi unsur yang jauh lebih tinggi, kata Seth Jacobson, penulis utama studi dan asisten profesor di Michigan State University.
“Atom litium yang dikirim ke sebuah bintang melalui menelan planet seperti penggemar olahraga yang tiba di stadion,” katanya. “Mungkin sudah ada beberapa penggemar yang datang lebih awal, yang mewakili jumlah awal litium di atmosfer bintang, tetapi jumlah mereka dengan cepat kalah.”
Dilihat dari jumlah litium yang terdeteksi di TOI-5882, para peneliti memperkirakan bahwa planet yang tenggelam itu mungkin berada di antara beberapa massa Bumi dan massa Neptunus.
“Fakta bahwa kita dapat melihat bintang yang berjarak 1.300 tahun cahaya dan dengan yakin mengatakan, ‘Bintang ini mengandung lebih banyak litium daripada yang kita perkirakan’ adalah bukti keakuratan instrumen modern dan kerja keras interpretasi yang diperlukan untuk memahami sinyal ini,” kata Melinda Soares-Furtado, penulis utama studi dan asisten profesor di University of Wisconsin.
Perbandingan TOI-5882 dengan bintang sejenis
Proyek ini mempertemukan 14 peneliti dari Amerika Serikat dan Chile. Tim menggunakan spektroskopi, metode yang mengungkap komposisi kimia bintang dengan menganalisis cahayanya, untuk mencari tanda-tanda litium di TOI-5882.
Pengamatan menunjukkan bahwa bintang tersebut mengandung unsur ini dalam jumlah besar. Tantangan berikutnya adalah membuktikan bahwa tingkat litiumnya benar-benar tidak biasa dan tidak normal untuk sebuah bintang dengan karakteristik serupa.
Untuk mengujinya, para peneliti mengumpulkan kelompok pembanding yang terdiri dari 62 bintang dengan usia, massa, dan suhu yang sama. Mereka kemudian mengevaluasi TOI-5882 terhadap bintang-bintang tersebut menggunakan beberapa metode berbeda.
“Dan Anda tidak harus memilih data dengan cermat untuk membuatnya menonjol. Data ini kuat,” kata Soares-Furtado. “Tidak peduli bagaimana Anda mengirisnya, TOI-5882 sangat diperkaya dengan litium sehingga tampaknya setidaknya berada pada persentil ke-97.”
Bintang langka yang menyimpan bukti
Penelitian ini didasarkan pada penelitian sebelumnya oleh Soares-Furtado yang mengidentifikasi jenis bintang yang paling mungkin menyimpan bukti adanya penelanan planet.
Banyak bintang yang merupakan kandidat yang buruk karena tanda kimiawi dari planet yang tertelan dapat memudar atau menjadi sulit untuk dibedakan. Namun TOI-5882 tampaknya merupakan salah satu dari sedikit bintang yang buktinya masih dapat dideteksi.
Beberapa bintang di kelompok pembanding juga menunjukkan tingkat litium yang sangat tinggi. Temuan ini menunjukkan bahwa penyerapan planet mungkin bukan satu-satunya proses yang mampu memperkaya sebuah bintang dengan litium, sehingga menimbulkan pertanyaan lain yang harus dijawab oleh para astronom.
Bagi Kotten, ketidakpastian adalah bagian dari daya tariknya.
“Saat saya masih kecil, saya bercita-cita menjadi detektif swasta,” katanya. “Saya pikir itulah bagian besar dari nasib saya. Saya merasa seperti seorang detektif.”
