Planet terbentuk dari debu dan gas yang mengelilingi bintang muda dalam apa yang disebut cakram protoplanetari. Proses pembentukan planet dapat terjadi ketika materi di cakram tersebut mulai berkumpul dan berputar di sekitar inti yang sedang terbentuk, yang disebut protobintang.
Meskipun kita telah melihat banyak cakram tersebut, hanya ada dua planet yang berhasil ilmuwan amati saat sedang terbentuk. Saat ini, tim ilmuwan astronomi menggunakan alat canggih seperti Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk melihat lebih dekat cakram-cakram tersebut. Melalui teleskop tersebut, diharapkan tim peneliti bisa menemukan petunjuk awal tentang bagaimana planet terbentuk dan bagaimana planet ini berinteraksi dengan cakram di sekitarnya.
Tim ilmuwan yang terdiri dari University of Michigan, University of Arizona, dan University of Victoria menggabungkan gambaran JWST dengan pengamatan sebelumnya yang dilakukan oleh Hubble Space Telescope dan Atacama Large Millimeter Array, atau ALMA, di Chile. Berdasarkan pengamatan tambahan, tim menggunakan JWST untuk mengamati cakram protoplanetari HL Tau, SAO 206462, dan MWC 758 dengan harapan mendeteksi adanya planet yang mungkin sedang terbentuk.
Dalam makalah yang diterbitkan di The Astronomical Journal, para peneliti menyusun kembali interaksi sebelumnya yang tidak terlihat antara cakram pembentukan planet dan lapisan gas serta debu yang menyelubungi bintang-bintang muda di pusat cakram protoplanetari tersebut.
Untuk menemukan sebuah planet yang sedang terbentuk
TIm peneliti menargetkan JWST pada sebuah cakram yang menyelubungi sebuah protobintang yang disebut SAO 206462. Di sana, tim peneliti menemukan kandidat planet potensial yang sedang dalam proses pembentukan dengan membentuk sebuah cakram protoplanetari—tetapi bukan planet yang mereka harapkan untuk ditemukan.
Tim ilmuwan astronomi telah mengamati cakram tersebut sebelumnya, terutama dengan Hubble Space Telescope, Subaru Telescope, Very Large Telescope, dan ALMA. Pengamatan-pengamatan yang telah dilakukan menunjukkan sebuah cakram yang terdiri dari dua spiral kuat, yang kemungkinan diluncurkan oleh sebuah planet yang sedang terbentuk. Planet yang diharapkan oleh tim peneliti untuk ditemukan adalah jenis yang disebut raksasa gas, planet yang terutama terdiri dari hidrogen dan helium, mirip dengan Jupiter dalam tata surya kita sendiri.
Untuk melihat lebih dekat ke dalam cakram, tim menggunakan sebuah instrumen pada JWST yang disebut NIRCam. NIRCam mendeteksi cahaya inframerah, dan para astronom menggunakan instrumen tersebut dengan teknik yang disebut angular differential imaging. Teknik tersebut dapat digunakan untuk mendeteksi baik radiasi termal dari planet, seperti yang telah dilakukan tim untuk mendeteksi kandidat planet, maupun garis emisi spesifik yang terkait dengan material yang jatuh ke planet dan mengenai permukaannya dengan kecepatan tinggi.
Mengamati ‘bahan mentah’ planet
Makalah University of Victoria, yang dipimpin oleh mahasiswa astronomi Camryn Mullin, menggambarkan gambaran cakram yang menyelubungi bintang muda bernama “HL Tau” yang dikelilingi oleh aliran debu dan gas yang padat yang jatuh ke dalam cakram.
Cakram HL Tau dikenal memiliki beberapa cincin dan celah skala tata surya yang bisa menjadi tempat bernaung bagi planet.
Namun, untuk kejutan tim, JWST mengungkapkan detail tak terduga dari fitur yang berbeda: amplop proto-bintang, yang pada dasarnya adalah aliran padat debu dan gas yang menyelubungi bintang muda yang baru mulai berkoalesensi. Di bawah pengaruh gravitasi, material dari medium antarbintang jatuh ke dalam bintang dan cakram, di mana itu berfungsi sebagai bahan mentah untuk planet dan pendahulunya.
Studi Arizona, yang dipimpin oleh Kevin Wagner, seorang NASA Hubble/Sagan Fellow di Steward Observatory University of Arizona, menyelidiki cakram protoplanetari dari MWC 758. Mirip dengan SAO 206462, pengamatan sebelumnya oleh tim yang dipimpin oleh Arizona mengungkapkan spiral-spiral yang terbentuk di dalam cakram, memberikan petunjuk adanya sebuah planet raksasa yang mengorbit bintang tuannya.
Meskipun tidak ada planet baru yang terdeteksi dalam cakram selama pengamatan terbaru, para peneliti mengatakan bahwa sensitivitasnya merupakan terobosan besar, karena memungkinkan mereka menetapkan batasan yang paling ketat hingga saat ini pada planet yang dicurigai. Hasilnya menyingkirkan kemungkinan adanya planet tambahan di wilayah luar MWC 758, sesuai dengan adanya satu planet raksasa yang menghasilkan spiral-spiral.
Pencarian planet yang sedang terbentuk masih berlanjut
Menemukan planet dalam proses pembentukan penting karena para astronom dapat memperoleh informasi tidak hanya tentang proses pembentukannya, tetapi juga bagaimana elemen-elemen kimia tersebar di seluruh sistem planet.
Mengetahui bagaimana cakram-cakram ini dibentuk oleh planet raksasa gas akan membantu para astronom akhirnya memahami sifat-sifat dan evolusi cakram protoplanetari yang kemudian melahirkan planet-planet berbatu seperti Bumi
Jika berhasil melihat planet-planer tersebut akhirnya, kita dapat menghubungkan beberapa struktur dengan pasangan yang sedang terbentuk dan mengaitkan proses pembentukannya dengan sifat-sifat sistem lain pada tahap yang jauh lebih lanjut. Kita akhirnya bisa menghubungkan titik-titik dan memahami bagaimana planet dan sistem planet berevolusi secara keseluruhan.
Referensi:
[1] https://news.umich.edu/u-m-astronomers-conduct-first-search-for-forming-planets-with-new-space-telescope/ diakses pada 30 Maret 2024
[2] Kevin Wagner, Jarron Leisenring, Gabriele Cugno, Camryn Mullin, Ruobing Dong, Schuyler G. Wolff, Thomas Greene, Doug Johnstone, Michael R. Meyer, Charles Beichman, Martha Boyer, Scott Horner, Klaus Hodapp, Doug Kelly, Don McCarthy, Tom Roellig, George Rieke, Marcia Rieke, Michael Sitko, John Stansberry, Erick Young. JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. I. Constraints on Planets Exterior to the Spiral Disk Around MWC 758. The Astronomical Journal, 2024; 167 (4): 181 DOI: 10.3847/1538-3881/ad11d5
[3] Gabriele Cugno, Jarron Leisenring, Kevin R. Wagner, Camryn Mullin, Roubing Dong, Thomas Greene, Doug Johnstone, Michael R. Meyer, Schuyler G. Wolff, Charles Beichman, Martha Boyer, Scott Horner, Klaus Hodapp, Doug Kelly, Don McCarthy, Thomas Roellig, George Rieke, Marcia Rieke, John Stansberry, Erick Young. JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. II. Deep Constraints on Giant Planets and a Planet Candidate Outside of the Spiral Disk Around SAO 206462. The Astronomical Journal, 2024; 167 (4): 182 DOI: 10.3847/1538-3881/ad1ffc
[4] Camryn Mullin, Ruobing Dong, Jarron Leisenring, Gabriele Cugno, Thomas Greene, Doug Johnstone, Michael R. Meyer, Kevin R. Wagner, Schuyler G. Wolff, Martha Boyer, Scott Horner, Klaus Hodapp, Don McCarthy, George Rieke, Marcia Rieke, Erick Young. JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. III. Detailed Imaging of the Nebular Environment around the HL Tau Disk. The Astronomical Journal, 2024; 167 (4): 183 DOI: 10.3847/1538-3881/ad2de9
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.