Planet meta

Planet meta (; juga planet antaranajam, planet nomad, yatim piatu, planet tanpa bintang, planet tidak terikat, atau planet kembara), juga dipanggil planet terapung bebas (FFP) atau objek jisim planet (iPMO) terpencil, ialah objek antara bintang yang berjisim planet yang bukan terikat secara graviti kepada mana-mana bintang atau kerdil perang.

Planet meta mungkin berasal dari mana-mana sistem planet tempat ia terbentuk dan kemudian dikeluarkan, atau ia juga boleh terbentuk sendiri, di luar dari mana-mana sistem planet. Bima Sakti sahaja mungkin mempunyai berbilion hingga bertrilion planet meta, julat Teleskop Angkasa Rom Nancy Grace yang akan datang berkemungkinan akan dapat perincikan.Neil deGrasse Tyson in Cosmos: A Spacetime Odyssey as referred to by National Geographic"The research team found that the mission will provide a rogue planet count that is at least 10 times more precise than current estimates, which range from tens of billions to trillions in our galaxy." https://scitechdaily.com/our-solar-system-may-be-unusual-rogue-planets-unveiled-with-nasas-roman-space-telescope/

Sesetengah objek berjisim planet mungkin telah terbentuk dengan cara yang serupa dengan bintang, dan Kesatuan Astronomi Antarabangsa telah mencadangkan supaya objek tersebut dipanggil kerdil sub-perang.Working Group on Extrasolar Planets – Definition of a "Planet" Position Statement on the Definition of a "Planet" (IAU)  Contoh yang mungkin ialah Cha 110913−773444, yang mungkin sama ada telah dikeluarkan dan menjadi planet meta atau terbentuk sendiri untuk menjadi kerdil sub-perang."Rogue planet find makes astronomers ponder theory"

 Nama 
Dua kertas saintifik tetang penemuan pertama telah menggunakan nama objek jisim planet terpencil (isolated planetary-mass objects, iPMO) dan planet terapung bebas (free-floating planets, FFP). Kebanyakan kertas astronomi menggunakan salah satu daripada istilah ini. Istilah planet meta lebih kerap digunakan untuk kajian kanta mikro, yang juga sering menggunakan istilah FFP. Siaran akhbar yang ditujukan untuk orang awam mungkin menggunakan nama alternatif. Penemuan sekurang-kurangnya 70 buah FFP pada tahun 2021, contohnya, telah menggunakan istilah planet meta, planet tanpa bintang, planet kembara dan planet terapung bebas dalam siaran akhbar yang berbeza.

 Penemuan 
Objek jisim planet terpencil (iPMO) pertama kali ditemui pada tahun 2000 oleh pasukan UK Lucas & Roche dengan UKIRT di Nebula Orion. Pada tahun yang sama pasukan Sepanyol Zapatero Osorio et al. menemui iPMO dengan spektroskopi Keck dalam kelompok σ Orionis. Spektroskopi objek dalam Nebula Orion diterbitkan pada tahun 2001. Kedua-dua pasukan Eropah kini diiktiraf untuk penemuan separa serentak mereka. Pada tahun 1999, pasukan Jepun Oasa et al. menemui objek dalam Chamaeleon I yang disahkan secara spektroskopi beberapa tahun kemudian pada tahun 2004 oleh pasukan AS Luhman et al.

Pada Oktober 2023, ahli astronomi, berdasarkan pemerhatian Nebula Orion dengan Teleskop Angkasa James Webb, melaporkan penemuan sepasang planet meta, serupa jisim dengan planet Musytari, dan dipanggil JuMBO (singkatan dari Jupiter Mass Binary Objects). 

 Pemerhatian 
Terdapat dua teknik untuk menemui planet terapung bebas: pengimejan terus dan kanta mikro.

 Mikrolensing 
Ahli Astrofizik Takahiro Sumi dari Universiti Osaka di Jepun dan rakan sekerja, yang membentuk Pemerhatian Mikrolensing dalam Astrofizik dan kerjasama Eksperimen Pengantaan Kegravitian Optik, menerbitkan kajian mereka tentang kanta mikro pada tahun 2011. Mereka mengamati 50 juta bintang di Bima Sakti dengan menggunakan  teleskop MOA-II di Balai Cerap Mount John New Zealand dan  Teleskop Universiti Warsaw di Balai Cerap Las Campanas Chile. Mereka menjumpai 474 insiden kanta mikro, sepuluh daripadanya cukup ringkas untuk menjadi planet seukuran Musytari tanpa bintang yang berkaitan di kawasan berhampiran. Para penyelidik menganggarkan daripada pemerhatian mereka bahawa terdapat hampir dua planet meta jisim Musytari untuk setiap bintang di Bima Sakti.Homeless' Planets May Be Common in Our Galaxy  by Jon Cartwright, Science Now, 18 May 2011, Accessed 20 May 2011Planets that have no stars: New class of planets discovered, Physorg.com, 18 May 2011. Accessed May 2011. Satu kajian mencadangkan bilangan yang lebih besar, sehingga 100,000 kali lebih banyak planet meta daripada bintang di Bima Sakti, walaupun kajian ini merangkumi objek hipotesis yang jauh lebih kecil daripada Musytari. Kajian 2017 oleh Przemek Mróz dari Balai Cerap Universiti Warsaw dan rakan sekerja, dengan statistik enam kali lebih besar daripada kajian 2011, menunjukkan had atas pada planet terapung bebas berjisim Musytari atau planet orbit luas sebanyak 0.25 planet untuk setiap bintang jujukan utama di Bima Sakti.

Pada September 2020, ahli astronomi yang menggunakan teknik penganta mikro melaporkan pengesanan, buat kali pertama, planet meta berjisim Bumi (dinamakan OGLE-2016-BLG-1928) tidak terikat kepada mana-mana bintang dan terapung bebas di galaksi Bima Sakti.

Pada Disember 2013, calon eksobulan planet meta (MOA-2011-BLG-262 ) telah diumumkan.

 Pengimejan langsung 
Planet kanta mikro hanya boleh dikaji oleh peristiwa kanta mikro, yang menjadikan pencirian planet sukar. Oleh itu, ahli astronomi beralih kepada objek jisim planet (iPMO) terpencil yang ditemui melalui kaedah pengimejan terus. Untuk menentukan jisim kerdil perang atau iPMO seseorang memerlukan contohnya kecerahan dan umur sesuatu objek. Menentukan umur objek berjisim rendah telah terbukti sukar. Tidak menghairankan bahawa sebahagian besar iPMO ditemui di dalam kawasan pembentuk bintang muda berhampiran yang mana ahli astronomi mengetahui umur mereka. Objek ini lebih muda daripada 200 juta tahun, bersaiz besar (>5 MJ) dan tergolong dalam kerdil L dan dan kerdil T. Walau bagaimanapun, terdapat sebilangan kecil sampel kerdil Y yang sejuk dan lama yang telah menganggarkan jisim 8-20 MJ. Calon planet penyangak berhampiran jenis spektrum Y termasuk WISE 0855−0714 pada jarak  tahun cahaya. Jika sampel kerdil Y ini boleh dicirikan dengan ukuran yang lebih tepat atau jika cara untuk mencirikan umur mereka dengan lebih baik boleh ditemui, bilangan iPMO lama dan sejuk mungkin akan meningkat dengan ketara.

iPMO pertama ditemui pada awal 2000-an melalui pengimejan terus di dalam kawasan pembentuk bintang muda. iPMO ini ditemui melalui pengimejan langsung yang terbentuk mungkin seperti bintang (kadangkala dipanggil kerdil sub-perang). Mungkin terdapat iPMO yang terbentuk seperti planet, yang kemudiannya dikeluarkan. Objek-objek ini bagaimanapun akan berbeza secara kinematik daripada kawasan pembentuk bintang kelahirannya, tidak boleh dikelilingi oleh cakera bulat dan mempunyai kemetalan yang tinggi. Tiada iPMO yang ditemui di dalam kawasan pembentuk bintang muda menunjukkan halaju yang tinggi berbanding dengan kawasan pembentuk bintang mereka. Untuk iPMO lama, WISE J0830+2837 yang sejuk menunjukkan Vtan kira-kira 100 km/s, iaitu tinggi, tetapi masih konsisten dengan pembentukan dalam galaksi kita. Untuk WISE 1534–1043 satu senario alternatif menerangkan objek ini sebagai eksoplanet yang dikeluarkan kerana tan V tingginya kira-kira 200 km/s, tetapi warnanya menunjukkan ia adalah kerdil perang yang kurang logam. Kebanyakan ahli astronomi yang mengkaji iPMO besar-besaran percaya bahawa ia mewakili proses pembentukan bintang di bahagian penghujung jisim rendah.

Ahli astronomi telah menggunakan Balai Cerap Angkasa Herschel dan Teleskop Sangat Besar untuk memerhati objek jisim planet terapung bebas yang sangat muda, OTS 44, dan menunjukkan bahawa proses yang mencirikan mod pembentukan seperti bintang kanonik terpakai kepada objek terpencil hingga beberapa. jisim Musytari. Pemerhatian inframerah jauh Herschel telah menunjukkan bahawa OTS 44 dikelilingi oleh cakera sekurang-kurangnya 10 jisim Bumi dan dengan itu akhirnya boleh membentuk sistem planet mini. Pemerhatian spektroskopik OTS 44 dengan spektrograf SINFONI di Teleskop Sangat Besar telah mendedahkan bahawa cakera secara aktif menambah jirim, serupa dengan cakera bintang muda.

 Objek Dedua Berjisim Musytari 
Dalam Nebula Orion populasi 40 sistem dedua lebar dan 2 sistem tetiga ditemui. Ini mengejutkan kerana dua sebab: Aliran binari kerdil perang meramalkan pengurangan jarak antara objek berjisim rendah dengan jisim yang berkurangan. Ia juga diramalkan bahawa pecahan binari berkurangan dengan jisim. Perduaan ini dicipta Objek Binari Jisim Musytari (JuMBO), Mereka membentuk sekurang-kurangnya 9% daripada iPMO dan mempunyai pemisahan yang lebih kecil daripada 340 AU. Tidak jelas bagaimana JuMBO ini mungkin terbentuk. Jika ia terbentuk seperti bintang, maka mesti ada "bahan tambahan" yang tidak diketahui untuk membolehkannya terbentuk. Jika ia terbentuk seperti planet dan kemudiannya dikeluarkan, maka ia perlu dijelaskan mengapa binari ini tidak pecah semasa proses lonjakan.Pearson, Samuel G.; McCaughrean, Mark J. (2 October 2023). "Jupiter Mass Binary Objects in the Trapezium Cluster". p. 24. arXiv:2310.01231 [astro-ph.EP]. Pengukuran gerakan wajar pada masa hadapan dengan JWST mungkin dapat diselesaikan jika objek ini terbentuk sebagai planet yang dikeluarkan atau sebagai bintang. Planet yang dikeluarkan harus menunjukkan gerakan betul yang tinggi, manakala pembentukan seperti bintang harus menunjukkan gerakan yang betul serupa dengan bintang Kelompok Trapezium.

 Pembentukan 
Secara umumnya terdapat dua senario yang boleh membawa kepada pembentukan objek berjisim planet (iPMO) terpencil. Ia boleh terbentuk seperti planet di sekeliling bintang dan kemudian dikeluarkan, atau ia terbentuk seperti bintang berjisim rendah atau kerdil perang secara berasingan. Ini boleh mempengaruhi komposisi dan pergerakannya.

 Pembentukan seperti bintang 
Objek dengan jisim sekurang-kurangnya satu jisim Musytari dianggap boleh terbentuk melalui keruntuhan dan pemecahan awan molekul daripada model pada tahun 2001. Pemerhatian pra-JWST telah menunjukkan bahawa objek di bawah 3-5 MJ  tidak mungkin terbentuk dengan sendirinya. Pemerhatian pada tahun 2023 dalam Kelompok Trapezium dengan JWST telah menunjukkan bahawa objek sebesar 0.6 M  mungkin terbentuk dengan sendirinya, tidak memerlukan jisim potong yang curam. Sejenis globul tertentu, dipanggil globulet, dianggap sebagai tempat kelahiran kerdil perang dan objek berjisim planet. Globulettes terdapat dalam Nebula Rosette dan IC 1805. Kadangkala iPMO muda masih dikelilingi oleh cakera yang boleh membentuk eksobulan. Disebabkan oleh orbit ketat jenis eksobulan ini di sekeliling planet tuan rumah mereka, mereka mempunyai peluang tinggi 10-15% untuk transit.

 Cakera 
Beberapa kawasan pembentuk bintang yang sangat muda, biasanya lebih muda daripada 5 juta tahun, kadangkala mengandungi objek jisim planet terpencil dengan lebihan inframerah dan tanda tokokan. Paling terkenal ialah iPMO OTS 44 yang didapati mempunyai cakera dan terletak di Charmaeleon I. Charmaeleon I dan II mempunyai calon iPMO lain dengan cakera. Kawasan pembentuk bintang lain dengan iPMO dengan cakera atau pertambahan ialah Lupus I, Kompleks Awan Rho Ophiuchi, Kelompok Sigma Orionis, Nebula Orion, Taurus, NGC 1333 dan IC 348. Tinjauan besar cakera di sekitar kerdil perang dan iPMO dengan ALMA mendapati bahawa cakera ini tidak cukup besar untuk membentuk planet jisim bumi. Masih terdapat kemungkinan bahawa cakera telah membentuk planet. Kajian kerdil merah telah menunjukkan bahawa sesetengahnya mempunyai cakera yang kaya dengan gas pada usia yang agak tua. Cakera ini digelar Cakera Peter Pan dan trend ini boleh diteruskan ke rejim jisim planet. Satu cakera Peter Pan ialah kerdil perang tua 45 juta tahun 2MASS J02265658-5327032 dengan jisim kira-kira 13.7 MJ, yang hampir dengan rejim jisim planet.

 Pembentukan seperti planet 
Planet yang dikeluarkan diramalkan kebanyakannya berjisim rendah (<30 MBumi Rajah 1 Ma et al.) dan min jisimnya bergantung kepada jisim bintang perumahnya. Simulasi oleh Ma et al. memang menunjukkan bahawa 17.5% daripada 1 M☉ bintang mengeluarkan sejumlah 16.8 MBumi setiap bintang dengan jisim biasa (median) 0.8 MBumi untuk planet terapung bebas (FFP) individu. Untuk kerdil merah jisim rendah dengan jisim 0.3 M  12% bintang mengeluarkan sejumlah 5.1 MBumi setiap bintang dengan jisim biasa 0.3 MBumi untuk FFP individu.

Hong et al. meramalkan bahawa eksobulan boleh bertaburan disebabkan interaksi planet-planet dan menjadi eksobulan yang dikeluarkan.

Jisim yang lebih tinggi (0.3-1 MJ) yang dikeluarkan FFP diramalkan mungkin, tetapi ia juga diramalkan jarang berlaku.
 Nasib 
Kebanyakan objek jisim planet yang terpencil akan terapung di angkasa antara bintang selama-lamanya.

Sesetengah iPMO akan menghadapi pertemuan rapat dengan sistem planet. Pertemuan yang jarang berlaku ini boleh mempunyai tiga hasil: iPMO akan kekal tidak terikat, ia mungkin terikat lemah pada bintang, atau ia boleh "menendang keluar" eksoplanet, menggantikannya. Simulasi telah menunjukkan bahawa sebahagian besar pertemuan ini mengakibatkan peristiwa tangkapan dengan iPMO terikat lemah dengan tenaga pengikat graviti yang rendah dan orbit sangat sipi yang memanjang. Orbit ini tidak stabil dan 90% daripada objek ini mendapat tenaga disebabkan pertemuan planet-planet dan dikeluarkan semula ke angkasa antara bintang. Hanya 1% daripada semua bintang akan mengalami tangkapan sementara ini.

 kehangatan 
Planet antara bintang menghasilkan sedikit haba dan tidak dipanaskan oleh bintang. Walau bagaimanapun, pada tahun 1998, David J. Stevenson berteori bahawa beberapa objek bersaiz planet yang terapung di ruang antara bintang mungkin mengekalkan atmosfera tebal yang tidak akan membeku. Beliau mencadangkan bahawa atmosfera ini akan dipelihara oleh kelegapan sinaran inframerah jauh yang disebabkan oleh tekanan daripada atmosfera yang mengandungi hidrogen tebal.

Semasa pembentukan sistem planet, beberapa jasad protoplanet kecil mungkin dikeluarkan dari sistem. Jasad yang dikeluarkan akan menerima kurang cahaya ultraungu yang dijana oleh bintang yang boleh menghilangkan unsur-unsur yang lebih ringan dari atmosferanya. Malah jasad bersaiz Bumi akan mempunyai graviti yang mencukupi untuk menghalang pelepasan hidrogen dan helium di atmosferanya. Dalam objek bersaiz Bumi , tenaga geoterma daripada sisa pereputan radioisotop teras boleh mengekalkan suhu permukaan di atas takat lebur air, membolehkan lautan air cecair wujud. Planet-planet ini berkemungkinan kekal aktif secara geologi untuk tempoh yang lama. Jika mereka mempunyai magnetosfera pelindung yang dicipta oleh geodinamo dan gunung berapi dasar laut, bolong hidroterma boleh membekalkan tenaga untuk kehidupan. Badan ini sukar untuk dikesan kerana pelepasan sinaran gelombang mikro haba yang lemah, walaupun sinaran suria yang dipantulkan dan pelepasan terma inframerah jauh mungkin dapat dikesan daripada objek yang kurang daripada 1,000 unit astronomi dari Bumi. Kira-kira lima peratus daripada planet terlontar bersaiz Bumi dengan satelit semula jadi bersaiz Bulan akan mengekalkan satelit mereka selepas lontar. Satelit yang besar akan menjadi sumber pemanasan pasang surut geologi yang ketara.

 Lihat juga 

 Planet ekstragalaksi meta – Planet meta yang berada di luar galaksi Bima Sakti

 Melancholia - 2011 filem fiksyen sains drama arthouse oleh Lars von Trier di mana planet meta bergelar itu berada di laluan perlanggaran dengan Bumi
 ʻOumuamua, objek antara bintang yang melalui Sistem Suria pada 2017
 Remina - manga seram 2004-5 oleh Junji Ito, menceritakan planet meta bergelar makhluk itu menjurus ke Bumi untuk memakannya sejurus selepas penemuannya
 Komet meta – Komet yang tidak terikat secara graviti kepada mana-mana bintang
 Bumi Berkelana
 Eksobulan tercabut pasang
 Lohong hitam meta

 Rujukan 

 Bibliografi 

 Artikel "Kemungkinan Hidup Menjaga Planet di Angkasa Antara Bintang" oleh Stevenson serupa dengan artikel Alam Semula Jadi tetapi dengan maklumat lanjut.

 Pautan luar 

 Definisi "Planet" (Resolusi B5 – IAU )
 Dunia Baru Pelik Boleh Membuat Sistem Suria Miniatur Robert Roy Britt (SPACE.com) 5 Jun 2006 11:35 pagi ET
 Definisi draf IAU bagi siaran akhbar "planet" dan "pluton" ( International Astronomical Union ) 2006

Kategori:Jenis planet
Kategori:Planet meta
Kategori:Objek berjisim planet
Kategori:Bahaya angkasa