PLANET BINTANG BOYAJIAN YANG TERLALU BESAR MUNGKIN BERCINCIN

Pada 3–4 September 2019, satelit TESS mengamati sebuah bintang bernama KIC 8462852 kehilangan sekitar 1,1% cahayanya selama kira-kira 21 jam, lalu pulih kembali. Penurunan itu mulus dan simetris: persis seperti yang dihasilkan benda padat yang kira-kira bulat ketika melintas di depan bintangnya. Bagi bintang ini, itu perubahan yang mencolok.

Penurunan bersih pada bintang yang gelisah

Lebih dikenal sebagai bintang Boyajian atau bintang Tabby, KIC 8462852 sebenarnya bintang biasa. Namun selama empat tahun misi Kepler memantaunya, cahayanya turun secara mendadak dan tidak teratur, hingga 15% dan 22% — jauh lebih dalam daripada yang bisa disebabkan planet mana pun. Penurunan itu lebih kuat pada cahaya yang lebih biru, tanda adanya butiran debu, bukan benda padat. Tersangka yang diajukan berkisar dari komet yang hancur hingga planet yang tertelan, bahkan “megastruktur” yang tidak alami; tak satu pun diterima secara umum. Model-model unggulan memerlukan pendamping masif tak terlihat yang gravitasinya mengirim benda-benda pembuat debu ke orbit yang menyerempet bintang.

Sebuah studi terbaru oleh Madurga-Favieres dan rekan-rekannya memadukan transit bersih itu dengan data kecepatan radial arsip: gerak maju-mundur yang sangat kecil yang dipaksakan sebuah pendamping pada bintangnya. Mereka menemukan pendamping bermassa 9,4 massa Jupiter (di antara sekitar 5 dan 14), berjari-jari 1,7 ± 0,1 jari-jari Jupiter, dengan orbit sedikitnya sekitar 1.030 hari. Jika terkonfirmasi, benda itu bisa jadi yang sudah lama dicari, yang menggerakkan komet-komet bintang itu.

Terlalu lebar untuk bobotnya

Wei Zhu dan Quanyi Liu, astronom di Universitas Tsinghua di Beijing, menunjukkan sebuah masalah dalam angka-angka itu. Raksasa gas yang lebih berat daripada Jupiter sebagian besar ditopang oleh elektron yang berjejal rapat dan menahan pemampatan; ketika planet itu dingin, penambahan massa nyaris tidak mengubah jari-jarinya. Model dan hubungan massa–jari-jari terukur untuk raksasa dingin sepakat: 1,0 hingga 1,1 jari-jari Jupiter untuk massa sekitar 2 hingga 12 massa Jupiter.

Cara-cara biasa untuk menggembungkan planet gagal di sini. Cahaya bintang yang hebat menggembungkan “Jupiter panas” (hot Jupiters) di orbit yang sempit, tetapi suhu perkiraan pendamping ini hanya sekitar 270 kelvin, sekitar −3 °C. Dengan usia sekitar 1,2 miliar tahun, bintang itu juga terlalu tua bagi sisa panas pembentukan planet untuk membantu. Karena itu, jari-jari 1,7 berarti 60–70% terlalu besar.

Planet-planet transit yang dikenal menurut massa dan jari-jarinya: pendamping bintang Boyajian (kotak merah) berada jauh di atas ukuran yang diharapkan untuk raksasa dingin (kurva hitam dan pita jingga). — Gambar 1, Zhu & Liu (2026), arXiv:2610.34806.

Menyembunyikan sebagian bayangan dalam cincin

Usulannya bersifat geometris: cincin buram di sekeliling planet yang lebih kecil menghalangi cahaya bintang tambahan, dan dari jauh pasangan itu tampak seperti satu planet yang kebesaran. Raksasa bercincin pernah diusulkan untuk bintang ini pada 2018, tetapi hanya sebagai sketsa, tanpa parameter cincin yang dicocokkan.

Kedua astronom itu menganalisis ulang data TESS, yang diambil setiap 2 menit. Bola polos memang cocok, tetapi memerlukan sekitar 1,74 jari-jari Jupiter dan menyisakan ketidakcocokan samar yang berpola di dekat dasar penurunan. Mereka lalu memperluas kode transit mereka, JoJo, untuk planet dengan cincin datar yang dilihat dari sudut mana pun. Mereka menetapkan ukuran planet sesuai massanya, 1,1 jari-jari Jupiter, dan membuat cincinnya buram sepenuhnya. Tepi luarnya harus tetap di dalam batas Roche, jarak yang di dalamnya pasang surut planet mencegah materi lepas menggumpal menjadi bulan; lebih jauh dari itu, cincin tidak akan bertahan. Cincin yang menjangkau lebih dari sekitar 5 jari-jari planet dinilai sangat tidak mungkin.

Cincin tegak dan planet yang rebah

Solusi bercincin terbaik menukar sebagian besar ukuran tampak planet dengan cincin yang lebar dan pipih:

• tepi luar pada 3,1 hingga 4,4 jari-jari planet, hampir di batas Roche;
• terlihat nyaris dari sisi tepinya, miring 78–84° dari posisi menghadap lurus ke pengamat;
• berdiri hampir tegak lurus terhadap lintasan planet melintasi bintang.

Karena kita melihat orbitnya nyaris dari sisi tepinya (planet itu melintas di depan bintangnya), cincin seperti itu miring sekitar 80° terhadap orbit. Jika cincin itu melingkari khatulistiwa planet, seperti cincin Saturnus, super-Jupiter ini berotasi dalam posisi rebah, seperti Uranus. Jika nyata, cincin puing sedekat ini kemungkinan dipasok oleh komet atau bulan kecil yang hancur — mungkin populasi yang sama yang dituding sebagai penyebab peredupan lama bintang itu.

Planet bercincin terbaik saat memasuki, melintasi, dan meninggalkan bintang (atas), penurunan TESS dengan model cincin berwarna merah dan model bola polos berwarna biru (tengah), serta apa yang tidak dapat dijelaskan oleh bola itu (bawah). — Gambar 2, Zhu & Liu (2026), arXiv:2610.34806.

Nyaris seri, diputuskan oleh fisika

Secara statistik, persaingannya ketat. Cincin memperbaiki skor ketidakcocokan standar (χ²) sekitar 14, tetapi memakai dua pengaturan yang dapat disetel lebih banyak. Begitu diterapkan kriteria yang menghukum pengaturan tambahan (BIC), keunggulannya menyusut menjadi 0,4 hingga 1,3 poin: hampir seri.

Orientasi cincin terutama bertumpu pada sedikit pencerahan kembali sekitar 0,25 hari setelah pertengahan transit, yang dihasilkan oleh cincin yang sangat miring karena mulai meninggalkan bintang lebih awal. Namun planet yang melintas di atas bintik gelap pada bintang bisa menimbulkan tonjolan yang sama: selama menutupi bercak gelap, planet itu menyembunyikan lebih sedikit cahaya. Tanpa tonjolan itu, para penulis mengakui, preferensinya berbalik.

Yang bertahan adalah sebuah argumen sederhana. Untuk menghalangi cahaya sebanyak yang teramati, cincin harus menjangkau sedikitnya 1,6 jari-jari planet — batas minimum yang mengandaikan cincin terlihat tepat menghadap pengamat dan menyentuh planet. Jika miring seperti cincin Saturnus, cincin itu perlu sedikitnya sekitar 2,4 — sudah dekat dengan batas Roche, yang terletak antara sekitar 2,5 dan 5 jari-jari planet, bergantung pada seberapa padat butiran cincin dibandingkan dengan planetnya. Bagaimanapun, jika cincin menjelaskan jari-jari itu, cincin tersebut pastilah lebar.

Kedua gambaran itu paling berbeda ketika planet memasuki dan meninggalkan cakram bintang, sebesar beberapa per 10.000 cahayanya, masih dalam jangkauan teleskop antariksa yang ada. Untuk saat ini, semuanya bertumpu pada satu transit saja, dalam data yang oleh para penulis sendiri digambarkan berkualitas relatif buruk.