Bagaimanakah Planet Boleh Mengelilingi Dua Bintang?

Bumi mengelilingi Matahari, tetapi tidak semua planet mempunyai susunan seperti Sistem Suria kita. Di angkasa lepas, terdapat planet yang mengelilingi dua bintang serentak. Planet seperti ini dikenali sebagai planet sirkumbinari. Kedua-dua bintangnya saling mengelilingi, manakala planet tersebut bergerak dalam orbit yang lebih besar di sekeliling pasangan bintang itu.

Walaupun tarikan graviti daripada dua bintang menjadikan gerakannya lebih rumit, orbit sedemikian boleh kekal stabil dalam keadaan tertentu.

Apakah yang dimaksudkan dengan sistem dua bintang?

Bintang tidak semestinya wujud secara bersendirian. Ada bintang yang membentuk pasangan terikat secara graviti, dikenali sebagai sistem bintang dedua. Dalam sistem ini, kedua-dua bintang mengelilingi pusat jisim bersama. Pusat jisim ialah titik yang mewakili keseimbangan taburan jisim sesuatu sistem, dan jika dua bintang mempunyai jisim yang berbeza, pusat jisim bersama biasanya terletak lebih dekat kepada bintang yang lebih berat.

Planet yang wujud dalam sistem bintang dedua boleh mempunyai susunan orbit yang berlainan. Sesetengah planet mengelilingi salah satu bintang, sementara bintang pasangannya berada lebih jauh. Planet sirkumbinari pula mengelilingi kedua-dua bintang sebagai satu sistem. Perbezaan ini penting kerana kewujudan dua bintang tidak semestinya bermaksud planet tersebut mengelilingi kedua-duanya.

Bagaimanakah graviti dua bintang mempengaruhi planet?

Setiap bintang menarik planet melalui daya graviti. Dalam Sistem Suria kita, tarikan graviti Matahari merupakan pengaruh utama terhadap orbit Bumi, tetapi bagi planet sirkumbinari, tarikan daripada kedua-dua bintang perlu diambil kira. Kedudukan bintang-bintang itu juga sentiasa berubah apabila kedua-duanya bergerak mengelilingi pusat jisim bersama, maka kekuatan dan arah gabungan tarikan graviti terhadap planet berubah sepanjang masa.

Namun, perubahan tersebut tidak semestinya menyebabkan planet terpelanting keluar daripada sistem. Jika planet berada cukup jauh daripada pasangan bintang dan mempunyai susunan orbit yang sesuai, gerakan orbitnya boleh kekal stabil untuk tempoh yang panjang walaupun mengalami gangguan graviti daripada kedua-dua bintang. Dalam penghampiran tertentu, planet yang jauh daripada pasangan bintang bergerak hampir seperti mengelilingi satu jasad yang mempunyai jumlah jisim kedua-dua bintang. Walau bagaimanapun, ini hanya pemudahan, kerana kedua-dua bintang masih merupakan jasad berasingan yang boleh menghasilkan gangguan terhadap orbit planet.

Mengapakah jarak orbit penting?

Bayangkan sebuah planet bergerak terlalu dekat dengan dua bintang yang saling mengelilingi. Apabila kedudukan bintang berubah, tarikan graviti yang dialami planet juga berubah dengan ketara. Dalam keadaan tertentu, gangguan berulang boleh menyebabkan orbit planet menjadi tidak stabil, lalu planet mungkin mengalami perubahan orbit yang besar, menghampiri salah satu bintang atau akhirnya tersingkir daripada sistem. Sebaliknya, planet yang berada pada orbit lebih jauh boleh mengalami gangguan yang lebih kecil berbanding gerakan keseluruhannya.

Penyelidikan tentang kestabilan orbit menunjukkan bahawa terdapat kawasan tertentu di sekitar pasangan bintang yang lebih sesuai untuk orbit planet jangka panjang. Sempadan kawasan stabil itu bergantung pada beberapa faktor, termasuk jarak antara dua bintang, nisbah jisimnya dan bentuk orbit kedua-duanya. Oleh itu, tiada satu jarak minimum yang boleh digunakan untuk semua sistem bintang dedua. Kajian oleh Holman dan Wiegert pada 1999 menggunakan simulasi gerakan graviti untuk menganggarkan kawasan orbit yang berpotensi stabil dalam pelbagai sistem bintang dedua.

Kepler-16b: planet yang mengelilingi dua bintang

Salah satu contoh penting ialah Kepler-16b, sebuah planet luar suria yang penemuannya diumumkan pada 2011. Planet ini mengelilingi dua bintang yang dikenali sebagai Kepler-16A dan Kepler-16B. Kedua-dua bintang tersebut mengambil masa kira-kira 41 hari untuk melengkapkan satu peredaran relatif antara satu sama lain, manakala Kepler-16b pula mengambil masa kira-kira 229 hari untuk melengkapkan satu orbit mengelilingi pasangan bintang itu.

Planet tersebut mempunyai saiz dan jisim yang sebanding dengan Zuhal. Ia tergolong sebagai planet gergasi gas, bukannya planet berbatu seperti Bumi. Pemerhatian menunjukkan bahawa orbit Kepler-16b hampir bulat dan hampir sebidang dengan orbit kedua-dua bintangnya. Susunan ini membolehkan ahli astronomi mengesan peristiwa apabila planet melintasi bahagian hadapan bintang dari arah pandangan Bumi. Penemuan Kepler-16b memberikan bukti pemerhatian yang kukuh bahawa planet boleh mengelilingi dua bintang dalam satu sistem graviti.

Adakah planet dengan dua bintang mempunyai dua Matahari?

Dari segi sumber cahaya, planet sirkumbinari memang menerima cahaya daripada dua bintang. Namun, kedua-dua bintang tidak semestinya kelihatan sama besar atau sama terang. Dalam sistem Kepler-16, salah satu bintang lebih besar dan lebih terang daripada pasangannya. Jumlah cahaya yang diterima planet juga boleh berubah apabila kedudukan kedua-dua bintang berubah, dan kadangkala satu bintang mungkin melintasi bahagian hadapan bintang yang lain dari arah pandangan tertentu.

Walaupun begitu, kita tidak boleh terus menganggap planet tersebut mempunyai dua matahari terbenam yang kelihatan seperti dalam filem. Pemandangan sebenar bergantung pada kedudukan pemerhati, orbit planet dan sifat kedua-dua bintang. Kepler-16b sendiri merupakan planet gergasi gas yang tidak mempunyai permukaan pepejal seperti Bumi untuk seseorang berdiri dan memerhatikan langit. Kewujudan dua bintang juga tidak membuktikan bahawa planet tersebut sesuai untuk kehidupan, kerana kesesuaian sesuatu planet untuk kehidupan memerlukan penilaian keadaan fizikal yang jauh lebih menyeluruh.

Bagaimanakah ahli astronomi mengesan planet yang mengelilingi dua bintang?