Menurut Hipotesis Nebula, bintang dan sistem planet mereka terbentuk dari awan debu dan gas raksasa. Setelah mengalami keruntuhan graviti di pusat (yang mencipta bintang), bahan yang tinggal kemudian membentuk cakera penambahan di orbit di sekelilingnya. Lama kelamaan, perkara ini diberikan kepada bintang - membiarkannya menjadi lebih besar - dan juga membawa kepada penciptaan sistem planet.
Dan sehingga minggu ini, Hipotesis Nebula begitu sahaja. Memandangkan jarak yang dilalui, dan kenyataan bahawa pembentukan sistem bintang memerlukan berbilion tahun, dapat menyaksikan proses di pelbagai peringkat agak sukar. Tetapi berkat usaha pasukan penyelidik dari A.S. dan Taiwan, para astronom kini telah menangkap gambar pertama bintang muda yang dikelilingi oleh cakera penambahan.
Seperti yang mereka jelaskan dalam makalah mereka - "Pengesanan Pertama Lorong Debu Gelap Khatulistiwa dalam Cakera Protostellar pada Panjang Gelombang Submillimeter", yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Kemajuan Sains - cakera ini sukar diselesaikan secara spasial kerana saiznya yang kecil. Namun, dengan menggunakan Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) - yang menawarkan resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya - mereka dapat menyelesaikan cakera bintang dan mempelajarinya secara terperinci.
Sistem protostellar yang dimaksudkan dikenali sebagai HH 212, sistem bintang muda (berusia 40,000 tahun) yang terletak di buruj Orion, kira-kira 1300 tahun cahaya dari Bumi. Sistem bintang ini terkenal dengan jet bipolarnya yang kuat - iaitu aliran berterusan gas terion dari kutubnya - yang dipercayai menyebabkannya menjatuhkan jirim dengan lebih berkesan. Oleh kerana usia dan kedudukannya relatif terhadap Bumi, sistem protostar ini telah menjadi sasaran popular bagi para astronom pada masa lalu.
Pada asasnya, fakta bahawa ia masih dalam fasa awal pembentukan (dan fakta bahawa ia dapat dilihat secara mutlak) menjadikan sistem bintang sesuai untuk mengkaji evolusi bintang berjisim rendah. Namun, pencarian sebelumnya mempunyai resolusi maksimum 200 AU, yang bermaksud para astronom hanya dapat sedikit petunjuk dari cakera berdebu kecil. Cakera ini muncul sebagai sampul rata, berpusing ke arah protostar di tengah.
Tetapi dengan resolusi ALMA (8 AU, atau 25 kali lebih tinggi), pasukan penyelidik tidak hanya dapat mengesan cakera penambahan, tetapi juga dapat menyelesaikan pelepasan debu secara spasial pada panjang gelombang submillimeter. Sebagai Chin-Fei Lee - peneliti di Institut Astronomi dan Astrofizik Akademik Sinica (ASIAA) di Taiwan dan pengarang utama di atas kertas - mengatakan dalam siaran akhbar ALMA:
“Sangat mengagumkan apabila melihat struktur terperinci cakera penambahan yang sangat muda. Selama bertahun-tahun, ahli astronomi telah mencari cakera penambahan pada fasa awal pembentukan bintang, untuk menentukan strukturnya, bagaimana ia terbentuk, dan bagaimana proses penambahan berlaku. Kini menggunakan ALMA dengan kekuatan resolusi penuh, kami tidak hanya mengesan cakera penambahan tetapi juga menyelesaikannya, terutama struktur menegaknya, secara terperinci. "
Apa yang mereka perhatikan adalah cakera yang memiliki radius sekitar 60 unit astronomi, yang sedikit lebih besar daripada jarak dari Matahari dan pinggir luar Sabuk Kuiper (50 AU). Mereka juga menyatakan bahawa cakera tersebut dikompromikan dengan mineral silikat, besi dan bahan interstellar lain, dan terdiri dari lapisan gelap khatulistiwa yang menonjol yang terjepit di antara dua lapisan yang lebih terang.
Perbezaan antara bahagian cahaya dan gelap ini disebabkan oleh suhu yang agak rendah dan kedalaman optik yang tinggi berhampiran satah tengah cakera. Sementara itu, lapisan di atas dan di bawah satah pusat menunjukkan penyerapan yang lebih besar pada panjang gelombang cahaya optik dan jarak dekat. Kerana penampilan berlapis ini, pasukan penyelidik menggambarkannya seperti "hamburger".
Pemerhatian ini adalah berita menarik bagi komuniti astronomi, dan bukan hanya kerana mereka adalah yang pertama. Di samping itu, mereka juga merupakan peluang baru untuk mempelajari cakera kecil di sekitar protostar termuda. Dan dengan jenis pencitraan resolusi tinggi yang mungkin dibuat oleh ALMA dan teleskop generasi akan datang, para astronom akan dapat meletakkan kekangan baru dan lebih kuat pada teori-teori yang berkaitan dengan pembentukan cakera.
Seperti yang dinyatakan oleh Zhi-Yun Li dari University of Virginia (pengarang bersama kajian):
"Pada fasa awal pembentukan bintang, ada kesulitan teoritis dalam menghasilkan cakera seperti itu, kerana medan magnet dapat memperlambat putaran bahan yang runtuh, mencegah cakera seperti itu terbentuk di sekitar protostar yang sangat muda. Penemuan baru ini menunjukkan bahawa kesan penundaan medan magnet dalam pembentukan cakera mungkin tidak seefisien seperti yang kita fikirkan sebelumnya. "
Peluang untuk melihat bintang dan sistem planet pada fasa pembentukan awal mereka dan peluang untuk menguji teori kami tentang bagaimana semuanya selesai? Pasti bukan sesuatu yang berlaku setiap hari!
Dan pastikan untuk menikmati video pemerhatian ini, berdasarkan ALMA dan diceritakan oleh Dr. Lee:
