Harta Karun Eksoplanet di Balik Debu Bintang

Survei piringan protoplanet di sekeliling bintang muda yang berada di area pembentukan bintang di rasi Taurus memperlihatkan jumlah piringan yang lebih banyak dari dugaan awal. Piringan yang ditemukan ini juga mengindikasikan kelahiran planet baru.

Awan Molekular Taurus yang dipotret Teleskop Herschel milik ESA. Kredit: ESA/Herschel/PACS, SPIRE/Gould Belt survey Key Programme/Palmeirim et al. 2013
Awan Molekular Taurus yang dipotret Teleskop Herschel milik ESA. Kredit: ESA/Herschel/PACS, SPIRE/Gould Belt survey Key Programme/Palmeirim et al. 2013

Sampai saat ini sudah ada 4000 eksoplanet yang dikatalogkan oleh para astronom. Banyak hal baru yang dipelajari dari setiap planet dan sistem yang ditemukan. tapi tetap saja masih banyak misteri yang belum terungkap.

Kita masih belum mengetahui bagaimana planet terbentuk dan takaran tepat dari setiap bahan pembentuk planet ketika membentuk planet yang sangat beragam itu. Ada planet Jupiter, Jupiter panas, Neptunus mini, Bumi Super, planet kebumian, planet es, semua menyimpan ceritanya sendiri.

Untuk menjawab berbagai pertanyaan yang muncul, para astronom menggunakan ALMA untuk melakukan survei piringan protoplanet, sabuk gas dan debu di sekeliling bintang – bintang muda. Program ini dikenal dengan nama Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP) melakukan analisa citra resolusi tinggi dari 20 piringan protoplanet dekat.

Hasilnya, eksoplanet Bumi Super maupun planet seukuran Neptunus memiliki kecenderungan yang lebih tinggi untuk terbentuk di sekeliling bintang muda. Bahkan angka kelahiran planet tipe ini jauh lebih tinggi dibanding dugaan para astronomi. Planet-planet ini terbentuk pada area yang jauh dari bintang induknya.

Pengamatan bintang muda di palung kelahiran bintang di rasi Taurus juga memperlihatkan struktur yang mengelilingi bintang-bintang tersebut. Struktur ini diduga merupakan jejak tak terlihat dari planet-planet muda yang sedang terbentuk.

Menelusuri Pembentukan Planet

Sekitar 4,6 miliar tahun lalu, Tata Surya hanya berupa gumpalan gas dan debu yang berada di sekeliling Matahari yang baru saja lahir. Pada tahap awal, piringan protoplanet ini tidak memiliki fitur khusus untuk dikenali. Akan tetapi, sebagian dari gas dan debu ini berinteraksi dan membentuk cikal bakal planet. Saat cikal bakal planet ini mengelilingi Matahari, semakin banyak materi yang dikumpulkan dan pada akhirnya menghasilkan pola cincin dan celah di dalam piringan. Seiring waktu, piringan debu akan semakin bersih dan akhirnya sistem terbentuk dan setiap objek di dalamnya punya jalurnya sendiri.

Para astronom menjadikan pembentukan Tata Surya sebagai model pembentukn sistem keplanetan dan digunakan dalam pengamatan piringan protoplanet pada bintang muda yang sedang membentuk planet.

Pengamatan dilakukan dengan 45 teleskop radio ALMA (Atacama Large Millimeter Array) di Gurun Atacama, Chile. Survei dilakukan pada bintang-bintang muda pada area kelahiran bintang di rasi Taurus. Palung kelahiran bintang ini berupa awan raksasa gas dan debu yang berada 450 tahun cahaya dari Bumi.

Saat para pengamat memotret 20 bintang yang dikelilingi oleh piringan protoplanet, mereka menemukan 12 di antaranya memiliki celah dan cincin. Struktur piringan seperti ini tentunya mengindikasikan keberadaan planet yang baru lahir. Yang menarik, planet-planet yang terbentuk diduga merupakan tipe planet Bumi Super dan Neptunus.

Sebagian piringan protoplanet justru tampak seragam mirip panekuk yang tidak memiliki pola cincin konsentrik yang dipisahkan oleh celah.

Analisis data ALMA pada cincin dan celah 12 kandidat bintang yang memiliki planet dilakukan untuk memeroleh jawaban apakah struktur tersebut merupakan hasil pahatan pembentukan planet ataukah karena efek lain. Salah satu efek itu adalah garis beku yang disebabkan oleh perubahan komponen kimia yang tersebar di piringan. Semakin jauh dari bintang, maka ragam komposisi juga makin berbeda dan memengaruhi piringan. Akibatnya terbentuklah cincin dan celah.

Hasil analisis data ALMA memperlihatkan tidak ada korelasi antara garis beku dan pola celah dan cincin yang teramati. Dengan demikian, planet yang baru lahir jadi satu-satunya alasan mengapa celah dan cincin itu bisa terbentuk. Problema lain muncul. Para astronom tidak bisa mengamati planet baru itu satu per satu karena bintang induk yang terlalu terang. Karena itu dilakukan perhitungan numerik untuk memeroleh kemungkinan planet yang paling umum terbentuk.

Hasilnya, planet seukuran Neptunus atau planet Bumi super dengan massa 20 massa Bumi merupakan yang paling umum terbentuk. Dari 12 sistem, hanya 2 sistem yang memiliki kemungkinan terbentuknya planet raksasa seperti Jupiter.

Untuk pengmatan lanjut, para astronom berencana untuk mengatur jarak antena ALMA jadi lebih jauh untuk meningkatkan resolusi sampai 5 AU dan membuat antenna lebih peka untuk mengenali debu yang berada pada frekuensi berbeda. Penelitian ini diharapkan akan memberi informasi terkait pembentukan planet, cincin dan celah pada sistem.

Sumber: Universitas Arizona

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *