370 tahun cahaya dari kita, sistem suria membuat planet bayi. Bintang di tengah-tengah semuanya muda, baru berusia sekitar 6 juta tahun. Dan bayinya adalah dua planet yang sangat besar, mungkin kedua-dua raksasa gas itu, mengasuh bahan gas dari cakera circumsolar bintang.
Bintang inang dalam sistem ini dinamakan PDS 70. PDS 70 sedikit lebih kecil dan kurang besar daripada Matahari kita, dan masih bertambah dengan sendirinya. Bintang muda ini adalah bintang T Tauri, yang pada dasarnya bermaksud mereka sangat muda dan baru memulakan kehidupan. Kerana masih muda, planet masih dalam proses pembentukan di orbit di sekitarnya. Dan melihat planet-planet yang baru lahir masih terbentuk adalah sesuatu yang baru dapat dilihat oleh ahli astronomi.
"Ini adalah pengesanan pertama yang jelas tentang sistem dua planet yang mengukir jurang cakera."
Julien Girard, Institut Sains Teleskop Angkasa.
Apa yang membuat gambar planet muda yang masih terbentuk ini menarik adalah bukti yang menyokong teori kami lama mengenai bagaimana planet terbentuk dalam sistem suria muda. Teori itu dinamakan Hipotesis Nebular dan sudah wujud selama beberapa dekad, tetapi tanpa bukti pemerhatian untuk menyokongnya.
Hipotesis Nebular
Bintang terbentuk dari awan besar hidrogen yang disebut awan molekul. Awan molekul secara graviti tidak stabil dan gas cenderung berkumpul bersama. Akhirnya, salah satu gumpalan ini mula bermain bola salji dan semakin besar dan lebih besar. Oleh itu, awan merata seperti pancake, dan mulai berputar, dan apabila gumpalan tengah menjadi cukup padat, ia menyala menjadi peleburan dan bintang dilahirkan. Banyak bintang berada dalam sistem binari, ketika dua bintang terbentuk dari awan molekul.
Tetapi bintang di pusat bukan satu-satunya gumpalan. Lain-lain, gumpalan yang lebih kecil terbentuk dalam gas berputar, dan mereka boleh terbentuk menjadi planet. Sebilangan planet gas, seperti Musytari dan Saturnus di Sistem Suria kita sendiri, boleh menjadi sangat besar. (Ahli astronomi kadang-kadang menyebut Musytari dan Saturnus sebagai "bintang yang gagal" kerana mereka sedang dalam perjalanan untuk menjadi bintang tetapi tidak dapat sampai di sana.)
Sekiranya anda dapat membekukan proses di sana, anda akan melihat bintang muda di tengah-tengah awan gas yang rata dan berputar. Tetapi di dalam gas anda akan melihat jurang berbentuk cincin, di mana planet sibuk menyapu bahan dan menjadi planet planet. Proses itu dipanggil penambahan. Dan itu bukan lagi awan molekul, sekarang disebut "cakera protoplanet", kerana bentuk cakera dan planet proto terbentuk di dalamnya.
Dan itulah yang dilihat oleh para astronom.
Melihat Planet Sebenar
Apa yang menarik dari gambar baru ini ialah kita tidak hanya dapat melihat jurang dan cincin yang menandakan adanya planet, kita juga dapat melihat planet sebenarnya. Dan ini baru kali kedua kami melihat sistem dua planet membuat jurang pada cakera. (Sistem empat planet bernama HR 8799 dicitrakan pada tahun 2008.)
"Kami sangat terkejut ketika menemui planet kedua."
Sebastiaan Haffert, Pengarang Utama, Balai Cerap Leiden.
"Ini adalah pengesanan pertama yang jelas tentang sistem dua planet yang mengukir jurang cakera," kata Julien Girard dari Institut Sains Teleskop Angkasa di Baltimore, Maryland.
Dalam kajian baru ini, yang diterbitkan dalam edisi 3 Jun Nature Astronomy, pasukan ahli astronomi menggunakan MUSE Spectrograph pada Teleskop Sangat Besar European Southern Observatory (VLT.)
Melihat di dalam cakera protoplanet adalah tugas yang sukar. Bukan hanya bintang benar-benar terang, mendominasi gambar, tetapi semua gas dan debu di dalam cakera dapat menyekat cahaya yang datang dari planet-planet yang membentuk. Instrumen MUSE memiliki kekuatan untuk mengunci kunci cahaya yang dipancarkan oleh hidrogen di awan, yang merupakan tanda hidrogen bertambah ke planet yang masih terbentuk.
"Kami sangat terkejut ketika menjumpai planet kedua," kata Sebastiaan Haffert dari Observatorium Leiden, penulis utama di makalah tersebut.
"Dengan kemudahan seperti ALMA, Hubble, atau teleskop optik berasaskan darat yang besar dengan optik adaptif, kami melihat cakera dengan cincin dan celah di seluruh. Soalan terbuka adalah, adakah planet di sana? Dalam kes ini, jawapannya adalah ya, ”jelas Girard.
Apa yang dilihat oleh pasukan adalah planet bernama PDS 70c. (Planet lain dalam sistem yang sama, yang disebut PDS 70b, pertama kali dilihat kira-kira setahun yang lalu.)
Planet baru, PDS 70c, terletak di pinggir luar cakera, dan terletak kira-kira 3.3 bilion batu dari bintang. Itu jarak yang hampir sama dengan Neptunus dari Matahari. Ahli astronomi hanya mempunyai anggaran awal mengenai jisim planet ini, tetapi mereka menganggarkan bahawa PDS 70c adalah antara 1 hingga 10 kali lebih besar daripada Musytari.
Planet yang dijumpai sebelumnya, PDS 70b, terletak kira-kira 2 bilion batu dari bintang, hampir sama dengan Uranus di Sistem Suria kita. Jisimnya antara 4 hingga 17 kali jisim Musytari.
Sekarang Kita Tunggu. Untuk Teleskop James Webb
Mendapatkan gambar exoplanet muda ini adalah kemalangan yang menggembirakan bagi spektrograf MUSE. Instrumen ini pada mulanya dikembangkan untuk mengkaji galaksi dan kelompok bintang. Tetapi ternyata, ada baiknya melihat exoplanet dalam proses pembentukan. Dan kemalangan itu telah membantu memindahkan hipotesis nebular dari hipotesis ke teori yang diterima.
"Mod pengamatan baru ini dikembangkan untuk mempelajari galaksi dan kelompok bintang pada resolusi spasial yang lebih tinggi. Tetapi mod baru ini juga menjadikannya sesuai untuk pengimejan exoplanet, yang bukan pemacu sains yang asli untuk instrumen MUSE, ”kata Haffert.
Di masa depan, (masa depan yang terus tertunda,) Teleskop Angkasa James Webb (JWST) akan memajukan kajian tentang planet-planet muda yang terbentuk di cakera ini. Setelah penantian teleskop ruang angkasa yang canggih berakhir, kekuatannya akan membolehkan para astronom memusatkan perhatian pada panjang gelombang cahaya yang sangat spesifik yang dipancarkan oleh hidrogen.
Ini bermaksud bahawa saintis akan dapat mengukur suhu gas hidrogen di dalam cakera, dan juga ketumpatannya. Mengetahui kedua-dua perkara itu akan membantu kita untuk benar-benar memahami bagaimana planet gergasi gas terbentuk.
Tetapi buat masa ini, sekurang-kurangnya kita mempunyai gambar planet, dan ketika para astronom melihat ke dalam galaksi dan melihat sistem bintang muda ini, dan jurang di cakera, mereka dapat yakin bahawa memang ada planet di sana.
