Ahli astronomi telah menemui, untuk pertama kalinya, bulan terbentuk di dalam cakera serpihan di sekitar sebuah eksoplanet besar. Ahli astronomi telah lama menduga bahawa ini adalah bagaimana planet yang lebih besar - seperti Musytari di Sistem Suria kita sendiri - mendapat bulan mereka. Itu semua berlaku di sekitar bintang yang sangat muda bernama PDS 70, kira-kira 370 tahun cahaya di buruj Centaurus.
"Untuk pertama kalinya, kita dapat melihat secara pasti tanda-tanda ceritera cakera planet ..."
Andrea Isella, Pengarang Utama, Universiti Rice
Teori yang diterima tentang bagaimana bentuk planet disebut hipotesis nebular. Semuanya bermula dengan pembentukan bintang dalam awan gas yang sangat besar yang disebut awan molekul gergasi (GMC). Ketika bintang terbentuk, awan dibentuk menjadi cakera gas dan debu yang berputar yang disebut cakera protoplanet, atau cakera keadaan. Perkara mula bergabung menjadi gumpalan dalam cakera ini, dan gumpalan ini berubah menjadi planet.
Sekiranya jisim planet yang terbentuk di dalam cakera tumbuh lebih besar daripada kira-kira 10 jisim Bumi, sesuatu yang lain berlaku. Oleh kerana jisimnya, planet itu membuka jurang pada cakera protoplanet. Semasa bahan melewati jurang itu, bahan ini dapat mendekati planet ini sehingga graviti planet menguasai graviti bintang inang. Bahan itu kemudian terperangkap dalam cakera sari (CPD) yang berputar di sekitar planet ini, seperti cakera di dalam cakera.
Sebilangan besar bahan dalam cakera sirkplanetari masuk ke planet pembentuk. Tetapi tidak semuanya. Kekuatan yang sama yang menghasilkan planet dari cakera keadaan mula berfungsi. Mereka dapat membuat bulan keluar dari bahan yang berputar di cakera di sekitar planet ini.
Kini sekumpulan ahli astronomi telah melihat cakera planet ini, dan bulan terbentuk di dalamnya, untuk pertama kalinya.
Penulis utama kajian yang menggariskan penemuan ini ialah Andrea Isella, ahli astronomi di Universiti Rice di Houston, Texas. Penemuan ini diterbitkan dalam surat Jurnal Astrofisika, dan berjudul "Deteksi Pelepasan Submillimeter Kontinum yang Berkaitan dengan Protoplanet Calon."
"Planet terbentuk dari cakera gas dan debu di sekitar bintang yang baru terbentuk, dan jika sebuah planet cukup besar, ia dapat membentuk cakera sendiri ketika mengumpulkan bahan di orbitnya di sekitar bintang," kata Isella. "Musytari dan bulannya adalah sistem planet kecil dalam sistem suria kita, misalnya, dan dipercayai bulan-bulan Musytari terbentuk dari cakera planet ketika Musytari sangat muda."
Itu semua berlaku di sekitar bintang PDS 70. Bintang itu ada dalam berita kira-kira setahun yang lalu ketika para astronom menangkap gambar pertama planet yang baru terbentuk dalam cakera keadaan. Planet itu dipanggil PDS 70b. Penemuan itu adalah berita besar pada masa itu, dengan alasan yang baik.
PDS 70b bukan satu-satunya planet yang mengorbit bintang. Terdapat planet lain, PDS 70c, juga di orbit, dan mereka berdua adalah gergasi gas. Kedua-dua planet tersebut dikesan oleh Teleskop Observatorium Selatan Eropah (ESO) Teleskop Besar (VLT) secara optik dan inframerah. Cahaya hidrogen yang hangat masuk ke dalam sepasang planet inilah yang memberikannya.
Pasukan ini menggabungkan pemerhatian VLT dengan pemerhatian radio baru dari Atacama Large Millimeter / sub-Millimeter Array (ALMA.) Hasilnya adalah bukti yang meyakinkan mengenai cakera protoplanet di sekitar bintang paling jauh, PDS 70c.
"Untuk pertama kalinya, kita dapat melihat secara pasti tanda-tanda ceritera cakera planet, yang membantu menyokong banyak teori pembentukan planet semasa," kata Andrea Isella, penulis utama.
"Dengan membandingkan pemerhatian kami dengan gambar inframerah dan optik beresolusi tinggi, kita dapat melihat dengan jelas bahawa kepekatan zarah debu kecil yang misterius sebenarnya adalah cakera debu yang menyerupai planet, ciri pertama yang pernah diperhatikan secara konklusif," katanya. Menurut para penyelidik, ini juga merupakan kali pertama planet ini dapat dilihat dengan jelas dalam tiga jalur cahaya yang jelas ini.
Satu Soalan Dijawab, Satu Lagi Ditanyakan
PDS 70b dan c mempamerkan ciri yang berbeza, dan pasukan di sebalik kajian ini tidak pasti maksudnya.
"Apa ini dan apa maksudnya untuk sistem planet ini belum diketahui."
Andrea Isella, Pengarang Utama, Universiti Rice
PDS 70c, bintang paling jauh dari pasangan ini, berada jauh dari bintangnya seperti Neptune dari Matahari. Ia berada di lokasi yang sama dengan sebilangan debu yang kelihatan dalam data ALMA. Oleh kerana planet ini bersinar dengan begitu terang di jalur cahaya inframerah dan hidrogen, para astronom dapat meyakinkan dengan mengatakan bahawa planet yang terbentuk sepenuhnya sudah berada di orbit di sana. Jalur inframerah dan hidrogen yang terang menunjukkan bahawa gas di sekitarnya masih terus masuk ke permukaan planet ini, menyelesaikan pertumbuhan pertumbuhan remaja.
Ahli astronomi menganggarkan bahawa PDS 70c adalah kira-kira 1 hingga 10 kali jisim Musytari. "Sekiranya planet ini berada di ujung yang lebih besar dari perkiraan itu, sangat mungkin ada bulan berukuran planet dalam formasinya di sekitarnya," kata Isella.
Tetapi PDS 70b mempunyai perkara lain yang sedang berlaku. Planet-planet itu, yang jaraknya hampir sama dengan bintangnya dengan Uranus dari Matahari, mempunyai jisim debu yang mengekor di belakangnya seperti ekor. Dan ahli astronomi tidak pasti bagaimana ia sesuai.
"Apa ini dan apa maksudnya untuk sistem planet ini belum diketahui," kata Isella. "Satu-satunya perkara yang dapat kita katakan adalah bahawa jarak jauh dari planet ini menjadi ciri bebas."
Ahli astronomi cukup yakin bahawa proses yang dapat mereka lihat bermain di sekitar PDS 70c adalah proses yang sama yang berfungsi untuk membuat bulan Jupiter. Namun, perlu diperhatikan bahawa gergasi gas Sistem Suria kita yang lain berbeza dengan Musytari. Bulan Saturnus mungkin diciptakan sebagai hasil daripada cakera sari, tetapi cincinnya yang sejuk mungkin diciptakan oleh komet dan badan berbatu lain yang saling bertembung.
Sistem eksoplanet ini sangat sukar diperhatikan dalam cahaya optik dan inframerah. Tenaga dari bintang di bahagian spektrum itu menenggelamkan cahaya dari planet. Tetapi tidak untuk ALMA.
ALMA memberi tumpuan kepada gelombang radio, dan bintang hanya memancarkan gelombang radio dengan lemah. Pasukan mengatakan bahawa mereka dapat terus memerhatikan sistem PDS 70 dengan ALMA untuk diperhatikan ketika ia berubah dan berkembang.
"Ini bermakna kita akan dapat kembali ke sistem ini pada jangka masa yang berbeza dan dengan lebih mudah memetakan orbit planet-planet dan kepekatan debu dalam sistem," kata Isella. "Ini akan memberi kita gambaran unik mengenai sifat orbit sistem suria pada tahap awal pembangunan mereka."
Penemuan cakera planet ini dan kemungkinan bulan terbentuk di dalamnya menarik sendiri, tetapi cara pasukan menemui cakera ini juga menjanjikan untuk masa depan. Walaupun yang lain telah dijumpai, kajian ini adalah yang paling meyakinkan.
"Ada segelintir planet calon yang terdeteksi di disk, tetapi ini adalah bidang yang sangat baru, dan semuanya masih diperdebatkan," kata Isella. "(PDS 70 b dan PDS 70 c) adalah yang paling kuat kerana terdapat pemerhatian bebas dengan instrumen dan teknik yang berbeza."
Dalam kesimpulan makalah mereka, penulis mengatakan, "Kami berpendapat bahawa pemerhatian optik, NIR, dan (sub) milimeter sangat saling melengkapi kerana mereka menyelidiki pelbagai aspek proses penambahan planet dan dipengaruhi oleh kesalahan sistematik yang berbeza." Mereka juga menyedari bahawa ALMA sahaja tidak dapat melakukan kerja. Dengan menggabungkan pemerhatian yang berbeza, mereka telah membuka eksoplanet ini dan cakera mereka hingga kajian yang lebih terperinci.
Dari kajian itu: "Oleh kerana ALMA dan teleskop optik yang ada mencapai kemampuan pengimejan penuh mereka, pemerhatian yang akan datang mengenai cakera keadaan dekat yang ditandai dengan rongga dan jurang seperti yang diperhatikan dalam PDS 70 mungkin mendedahkan lebih banyak planet baru lahir berinteraksi dengan cakera kelahiran mereka. Pemerhatian sedemikian penting untuk menyiasat proses yang bertanggungjawab untuk pembentukan sistem planet. "
Sumber:
- Siaran Akhbar: Cakera splanplanet 'membentuk bulan' ditemui dalam sistem bintang jauh
- Siaran Akhbar: Cakera pembentuk bulan ditemui di sekitar planet yang jauh
- Kertas Penyelidikan: Pengesanan Pelepasan Submillimeter Kontinum yang Berkaitan dengan Calon Protoplanet
