Apa sebenarnya sistem suria "normal"? Sekiranya kita fikir kita mempunyai idea pada masa lalu, kita pasti tidak sekarang. Dan kajian baru yang diketuai oleh ahli astronomi di Universiti Cambridge telah memperkuatkan fakta ini. Kajian baru mendapati empat planet raksasa gas, serupa dengan Musytari dan Saturnus kita sendiri, mengorbit bintang yang sangat muda bernama CI Tau. Dan salah satu planet mempunyai orbit ekstrem yang membawanya lebih dari seribu kali lebih jauh dari bintang daripada planet paling dalam.
CI Tau berjarak sekitar 500 tahun cahaya di bahagian galaksi yang sangat aktif yang disebut "taman asuhan kanak-kanak." Pada usia hanya 2 juta tahun, CI Tau adalah bayi belaka yang luar biasa. Matahari kita sendiri berusia sekitar 5 bilion tahun dan mempunyai 5 bilion lagi untuk pergi, memberi atau mengambil. Jadi CI Tau terlalu muda untuk memiliki jenis gergasi gas yang dimilikinya. Atau begitulah yang kami fikirkan.
Model terbaik pembentukan sistem suria kami dipanggil hipotesis nebular dan berjalan seperti ini: Awan gas dan habuk yang berpusing tumbuh dan memperoleh ketumpatan sehingga runtuh menjadi bintang dan pelakuran bermula. Di sekitar bintang yang baru terbentuk ini, sisa gas dan debu terus berpusing sebagai cakera protoplanet. Lama kelamaan, perkara ini berkumpul dan membentuk planet lain, bulan, dan asteroid, dan tidak ada lagi cakera protoplanet. Itu adalah penerangan yang sangat ringkas mengenai bagaimana keadaan berjalan.
Tetapi proses pembentukan planet ini dianggap memakan masa yang lama, lebih dari 2 juta tahun. Bintang seperti Matahari kita dapat terbentuk hanya dalam 1 juta tahun, tetapi planet gas memerlukan waktu antara 10 hingga 100 juta tahun untuk terbentuk, dan planet darat memerlukan masa lebih lama.
"Planet massa Saturnus seharusnya terbentuk dengan mengumpulkan inti padat pertama dan kemudian menarik lapisan gas di atas, tetapi proses ini seharusnya sangat lambat pada jarak yang jauh dari bintang. Sebilangan besar model akan berjuang untuk membuat planet berjisim ini pada jarak ini. " - Pengarang Utama Kajian, Profesor Cathie Clarke, Institut Astronomi Universiti Cambridge.
Ini bukan kali pertama CI Tau menarik perhatian ahli astronomi. Pada tahun 2016, ahli astronomi menemui Musytari panas yang mengorbit bintang. Ini menjadikannya bintang pertama di usia mudanya yang memiliki salah satu syarikat gas panas terik ini. Musytari panas adalah gergasi gas dalam jisim yang sama dengan Musytari kita sendiri, tetapi seekor Jupiter panas yang mengorbit begitu dekat dengan bintangnya sehingga sangat panas. Hot Jupiter membingungkan kerana kita tidak memahami bagaimana mereka dapat membentuk 'in situ' atau lebih dekat dengan bintang. Ahli astronomi berpendapat jenis planet ini terbentuk jauh dari bintang dan berhijrah masuk. Bagaimana ini boleh berlaku hanya dalam 2 juta tahun?
Dalam kajian baru ini, sekumpulan penyelidik yang diketuai oleh Universiti Cambridge telah mengalihkan pandangan mereka ke arah CI Tau lagi. Mereka menggunakan Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) untuk mencari sistem CI Tau untuk adik-beradik ke Musytari yang panas. Apa yang mereka dapati hanya meningkatkan misteri sistem. Mereka menemui 3 gergasi gas lain yang mengorbit bintang, dan salah satunya mengikuti orbit jauh seribu kali lebih jauh dari bintang daripada planet paling dalam, Musytari panas yang disebutkan di atas. Menurut makalah ini, ini adalah…… kumpulan exo-planet paling besar yang pernah dikesan pada usia ini. ” Jadi apa maksud semua ini?
"Pada masa ini mustahil untuk mengatakan sama ada seni bina planet ekstrem yang dilihat di CI Tau adalah umum dalam sistem Musytari panas ..." - Profesor Cathie Clarke, Institut Astronomi Universiti Cambridge.
Buat masa ini, kami tidak pasti. Kira-kira 1% bintang menjadi tuan rumah Musytari panas, tetapi kebanyakan Musytari panas yang terkenal beratus-ratus kali lebih tua daripada CI Tau. Oleh kerana sejauh yang kita tahu, planet tidak dapat terbentuk sebelum bintang itu, bagaimana ahli astronomi dapat menjelaskan apa yang berlaku dalam sistem ini?
"Pada masa ini mustahil untuk mengatakan apakah seni bina planet ekstrem yang dilihat di CI Tau adalah umum dalam sistem Musytari panas kerana cara planet saudara ini dikesan - melalui kesannya pada cakera protoplanet - tidak akan berfungsi pada sistem lama yang tidak lagi memiliki cakera protoplanet, ”kata Profesor Cathie Clarke dari Cambridge's Institute of Astronomy, penulis pertama kajian.
Terdapat banyak soalan di sini untuk memastikan pasukan astronomi sibuk sepanjang karier mereka. Menurut para penyelidik, tidak jelas peranan apa, jika ada, planet saudara yang dimainkan dalam menggerakkan planet paling dalam ke orbitnya yang sangat dekat. Juga tidak jelas apakah mekanisme apa pun yang dimainkan dalam sistem ini adalah mekanisme yang sama yang menjadikan Musytari panas pada umumnya. Dan misteri yang lebih jauh adalah bagaimana dua planet luar terbentuk sama sekali.
"Model pembentukan planet cenderung berfokus pada kemampuan membuat jenis planet yang telah diperhatikan, jadi penemuan baru tidak semestinya sesuai dengan model," kata Clarke. "Planet massa Saturnus seharusnya terbentuk dengan mengumpulkan inti padat pertama dan kemudian menarik lapisan gas di atas, tetapi proses ini seharusnya sangat lambat pada jarak yang jauh dari bintang. Sebilangan besar model akan berjuang untuk membuat planet berjisim ini pada jarak ini. "
Sudah tentu, inilah yang menjadikan sains begitu menarik dan berkesan. Ahli astronomi memerhatikan sesuatu dan membuat model untuk menerangkannya. Kemudian mereka terus memerhatikan, dan beberapa penemuan menguatkan model, sementara yang lain mencabarnya. Oleh itu, model terus dikemas kini dan dari masa ke masa secara realistik mewakili sampel pemerhatian yang lebih besar dan besar.
Ahli astronomi akan terus mengkaji sistem ini untuk cuba membongkar beberapa misteri ini. ALMA telah merevolusikan kajian cakera protoplanet, dan kerja masa depan pasti akan bergantung pada ALMA lagi. Ia memiliki kekuatan untuk menggambarkan planet yang terbentuk di dalam cakera protoplanet, yang redup, tempat yang kurang terang dan sangat sukar untuk dilihat.
Bersedia untuk terkejut dengan apa yang dilihat oleh ALMA. Sekali lagi.
- Siaran akhbar University of Cambridge: "Planet raksasa di sekitar bintang muda menimbulkan persoalan mengenai bagaimana planet terbentuk"
- Kertas Penyelidikan: "Pencitraan Milimeter beresolusi tinggi dari CI Tau Protoplanetary Disk: Kumpulan Besar Protoplanet dari 0.1 hingga 100 au"
- Siaran akhbar Universiti Rice: "Ahli astronomi menemui planet raksasa di sekitar bintang yang sangat muda"
- Halaman Wikipedia: Hipotesis Nebular
