Citra terbaru ALMA dari sistem “Gomez’s Hamburger” atau GoHam memperlihatkan struktur piringan gas dan debu raksasa, serta cikal bakal planet raksasa di orbit jauh.
Di antara katalog nama objek langit yang terdengar puitis, ada satu yang justru terdengar sangat sehari hari, Gomez’s Hamburger atau GoHam. Julukan ini muncul karena bentuk piringan gas dan debu di sekitar bintang muda ini benar benar mirip hamburger, dengan lapisan “roti” dan “isi” yang tampak bertumpuk. Di balik nama unik ini, GoHam ternyata menyimpan sebuah laboratorium alam luar biasa untuk mempelajari bagaimana piringan protoplanet membentuk planet, terutama raksasa gas di orbit jauh.
Dengan bantuan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), para astronom kini mendapatkan citra GoHam dengan detail yang belum pernah dicapai sebelumnya. Pengamatan pada panjang gelombang milimeter ini menyingkap lapisan lapisan gas dan debu yang berputar mengelilingi bintang pada orientasi hampir tampak samping, sehingga struktur vertikalnya dapat dilihat secara langsung. Ini adalah sudut pandang yang sangat langka dan sangat berharga untuk menguji model pembentukan planet.
GoHam sendiri adalah piringan yang ukurannya di atas rata rata. Gas karbon monoksida terluarnya, yang ditelusuri lewat pancaran 12CO, membentang hingga hampir 1.000 satuan astronomi dari bintang, jauh melampaui ukuran kebanyakan piringan pembentuk planet lain yang diketahui. Secara vertikal, gas ini menjulang ratusan satuan astronomi di atas dan di bawah bidang tengah piringan. Debunya pun tidak kalah mengesankan, dengan massa total butiran berukuran milimeter yang diperkirakan berkali kali lipat lebih besar daripada rata rata piringan di sekitar bintang sejenis. Dengan “stok bahan” sebesar ini, GoHam berpotensi membangun beberapa planet raksasa dan mungkin suatu hari menjadi rumah bagi sistem multi planet.
Salah satu kekuatan ALMA adalah kemampuannya memetakan lokasi debu dan gas dengan presisi tinggi. Di GoHam, para astronom dapat memisahkan kontribusi beberapa molekul gas berbeda, termasuk dua isotop karbon monoksida, 12CO dan 13CO, serta molekul yang mengandung sulfur, CS dan SO. Hasilnya menunjukkan pemandangan berlapis yang sangat rapi. Gas 12CO yang paling ringan berada paling jauh dari bidang tengah piringan, 13CO sedikit lebih rendah, sementara CS menempel dekat bidang tengah, mengikuti pola stratifikasi yang sejalan dengan teori, di mana gas ringan mengisi bagian piringan yang “mengembang”, dan molekul lebih berat lebih terkonsentrasi di dekat pusat.
Lapisan debu milimeter tampak jauh lebih tipis dan terkonsentrasi di bidang tengah. Jika disandingkan, gas tampak “mengembang” dan menggembung, sementara butiran debu besar membentuk lapisan yang tipis dan padat. Kontras ini memberi petunjuk bagaimana piringan mendingin, bagaimana partikel besar tenggelam ke bidang tengah, dan bagaimana bahan padat mulai terkumpul untuk kemudian membentuk embrio planet.
Namun GoHam bukan piringan yang simetris dan tenang. Emisi debu milimeter menunjukkan bahwa piringan ini lopsided secara utara selatan. Satu sisi terlihat lebih terang dan lebih memanjang, mengisyaratkan adanya pusaran atau gangguan berskala besar yang dapat bertindak sebagai “perangkap debu”. Dalam perangkap semacam ini, partikel padat bisa terkumpul dan bertahan lebih lama, meningkatkan peluang mereka untuk saling bertumbukan, menggumpal, dan akhirnya membentuk inti planet raksasa.
Di sisi lain, pancaran gas karbon monoksida yang redup dan memanjang muncul di bagian utara piringan pada jarak yang sangat jauh dari bintang. Pola ini cocok dengan fenomena “angin fotoevaporasi”, di mana cahaya bintang secara perlahan meniup gas dari piringan dan melepaskannya ke ruang antarbintang. Proses seperti ini pada akhirnya akan mengikis piringan gas, membatasi waktu yang tersedia bagi planet raksasa untuk terbentuk.
Salah satu fitur paling menarik dari pengamatan baru ini adalah lengkungan emisi sulfur monoksida, SO, yang hanya muncul di satu sisi piringan. Lengkungan ini berada tepat di luar zona debu yang paling terang, namun masih berputar mengikuti kinematika piringan. Lokasinya sejajar dengan gumpalan padat yang sebelumnya telah diidentifikasi dan dijuluki GoHam b. Gumpalan ini diduga merupakan bagian piringan yang sedang runtuh oleh gravitasinya sendiri.
Jika interpretasi ini benar, GoHam b bisa jadi adalah salah satu tahap paling awal yang pernah terlihat dari proses pembentukan planet raksasa di orbit sangat jauh. Bukan sekadar pertambahan zat padat di sekitar inti kecil, melainkan runtuhan gravitasi langsung dari bagian piringan yang sangat masif. GoHam dengan demikian menghadirkan contoh langsung bagaimana planet masif di orbit luas, seperti sebagian eksoplanet yang pernah dideteksi, bisa terbentuk tanpa harus “merangkak” perlahan dari ukuran batu kerikil.
Bagi para pemodel evolusi piringan, GoHam kini menjadi sistem acuan, sebuah “burger raksasa” yang memperlihatkan lapisan gas dan debu secara vertikal dan radial dengan sangat jelas. Ukurannya yang ekstrem, asimetri yang kuat, tanda angin fotoevaporasi, serta indikasi kelahiran planet raksasa di pinggiran membuat sistem ini ideal untuk menguji teori, mulai dari distribusi suhu dan kerapatan, cara molekul kimia tersusun, hingga bagaimana kehadiran embrio planet mengukir struktur di sekelilingnya.
Di masa depan, kombinasi ALMA dengan teleskop ruang angkasa dan model numerik resolusi tinggi akan terus membedah GoHam lapis demi lapis. Setiap detail baru yang terungkap di piringan ini bukan hanya bercerita tentang satu “hamburger” di langit, tetapi juga tentang bagaimana piringan gas dan debu di seluruh galaksi dapat berubah menjadi sistem planet, termasuk sistem yang suatu hari mungkin memiliki planet mirip Bumi di salah satu orbitnya.
