Apa sebenarnya tata surya yang "normal"? Jika kami pikir kami memiliki beberapa ide di masa lalu, kami pasti tidak tahu sekarang. Dan sebuah studi baru yang dipimpin oleh para astronom di Universitas Cambridge telah memperkuat fakta ini. Studi baru ini menemukan empat planet gas raksasa, mirip dengan Jupiter dan Saturnus kita sendiri, yang mengorbit bintang yang sangat muda bernama CI Tau. Dan salah satu planet memiliki orbit ekstrem yang membawanya lebih dari seribu kali lebih jauh dari bintang daripada planet terdalam.
CI Tau berjarak sekitar 500 tahun cahaya di bagian yang sangat aktif dari galaksi yang disebut "pembibitan bintang." Pada usia hanya 2 juta tahun, CI Tau adalah bayi belaka dalam hal bintang. Matahari kita sendiri berusia sekitar 5 miliar tahun dan memiliki 5 miliar lagi untuk pergi, memberi atau menerima. Jadi CI Tau terlalu muda untuk memiliki jenis gas raksasa yang dimilikinya. Atau begitulah yang kami pikirkan.
Model terbaik pembentukan sistem tata surya kita disebut hipotesis nebular dan berbunyi seperti ini: Awan gas dan debu yang berputar-putar tumbuh dan bertambah kerapatannya hingga runtuh menjadi bintang dan fusi dimulai. Di sekitar bintang yang baru terbentuk ini, sisa gas dan debu terus berputar sebagai cakram protoplanet. Seiring waktu, masalah ini menggumpal dan membentuk planet, bulan, dan asteroid lain, dan tidak ada lagi cakram protoplanet. Itu deskripsi yang sangat singkat tentang bagaimana hal itu terjadi.
Tetapi proses pembentukan planet ini diperkirakan memakan waktu lama, lebih dari 2 juta tahun. Bintang seperti Matahari kita dapat terbentuk hanya dalam 1 juta tahun, tetapi planet gas membutuhkan waktu antara 10 dan 100 juta tahun untuk terbentuk, dan planet terestrial membutuhkan waktu lebih lama.
"Planet-planet massa Saturnus seharusnya terbentuk dengan pertama-tama mengakumulasi inti padat dan kemudian menarik lapisan gas di atasnya, tetapi proses-proses ini seharusnya sangat lambat pada jarak yang jauh dari bintang. Sebagian besar model akan berjuang untuk membuat planet dari massa ini pada jarak ini. " - Kepala Penulis Studi, Profesor Cathie Clarke, Institut Astronomi Universitas Cambridge.
Ini bukan pertama kalinya CI Tau menarik perhatian para astronom. Pada 2016, para astronom menemukan Jupiter panas yang mengorbit bintang itu. Ini membuatnya menjadi bintang pertama di usianya yang masih muda yang memiliki salah satu dari raksasa gas panas yang mendesis ini. Jupiter yang panas adalah raksasa gas dalam kisaran massa yang sama dengan Jupiter kita sendiri, tetapi yang mengorbit sangat dekat dengan bintangnya sehingga sangat panas. Hot Jupiter membingungkan karena kami tidak mengerti bagaimana mereka dapat membentuk 'in situ,' atau begitu dekat dengan bintang. Para astronom berpikir bahwa jenis-jenis planet ini terbentuk lebih jauh dari bintang dan bermigrasi. Bagaimana ini bisa terjadi hanya dalam 2 juta tahun?
Dalam studi baru ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Universitas Cambridge telah mengalihkan pandangan mereka ke CI Tau lagi. Mereka menggunakan Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) untuk mencari sistem CI Tau untuk saudara kandung ke Jupiter yang panas. Apa yang mereka temukan hanya menambah misteri sistem. Mereka menemukan 3 raksasa gas lain yang mengorbit bintang itu, dan salah satunya mengikuti orbit yang sangat jauh ribuan kali lebih jauh dari bintang itu daripada planet yang paling dalam, Jupiter Hot yang disebutkan di atas. Menurut koran itu, ini adalah "... ansambel exo-planet paling masif yang pernah terdeteksi pada usia ini." Jadi apa artinya semua ini?
"Saat ini tidak mungkin untuk mengatakan apakah arsitektur planet ekstrem yang terlihat di CI Tau adalah umum dalam sistem Jupiter panas ..." - Profesor Cathie Clarke, Institut Astronomi Universitas Cambridge.
Untuk saat ini, kami tidak yakin. Sekitar 1% bintang menjadi tuan rumah Jupiters panas, tetapi sebagian besar Jupiters panas yang diketahui ratusan kali lebih tua dari CI Tau. Karena sejauh yang kita tahu, planet tidak dapat terbentuk sebelum bintang terbentuk, bagaimana para astronom dapat menjelaskan apa yang terjadi dalam sistem ini?
"Saat ini tidak mungkin untuk mengatakan apakah arsitektur planet ekstrem yang terlihat di CI Tau adalah umum dalam sistem Jupiter panas karena cara planet saudara kandung ini terdeteksi - melalui efeknya pada cakram protoplanet - tidak akan bekerja dalam sistem yang lebih tua yang tidak lagi memiliki sebuah cakram protoplanet, ”kata Profesor Cathie Clarke dari Cambridge's Institute of Astronomy, penulis pertama studi tersebut.
Ada cukup banyak pertanyaan di sini untuk membuat tim astronom sibuk untuk seluruh karier mereka. Menurut para peneliti, tidak jelas peran apa, jika ada, yang dimainkan planet saudara dalam mendorong planet terdalam ke orbitnya yang sangat dekat. Juga tidak jelas apakah mekanisme apa pun yang berperan dalam sistem ini adalah mekanisme yang sama yang membuat Jupiters panas pada umumnya. Dan misteri selanjutnya adalah bagaimana dua planet terluar terbentuk sama sekali.
"Model pembentukan planet cenderung fokus pada kemampuan untuk membuat jenis planet yang telah diamati, jadi penemuan baru tidak selalu sesuai dengan model," kata Clarke. "Planet-planet massa Saturnus seharusnya terbentuk dengan pertama-tama mengakumulasi inti padat dan kemudian menarik lapisan gas di atasnya, tetapi proses-proses ini seharusnya sangat lambat pada jarak yang jauh dari bintang. Sebagian besar model akan berjuang untuk membuat planet dari massa ini pada jarak ini. "
Ini, tentu saja, yang membuat sains begitu menarik dan efektif. Para astronom mengamati sesuatu dan membuat model untuk menjelaskannya. Kemudian mereka terus mengamati, dan beberapa penemuan memperkuat model, sementara beberapa menantang. Jadi model terus diperbarui dan dari waktu ke waktu secara realistis mewakili sampel pengamatan yang lebih besar.
Para astronom akan terus mempelajari sistem ini untuk mencoba mengungkap beberapa misteri ini. ALMA telah merevolusi studi tentang cakram protoplanet, dan pekerjaan di masa depan tidak diragukan lagi akan sangat bergantung pada ALMA. Ia memiliki kekuatan untuk mencitrakan planet-planet yang terbentuk di dalam cakram protoplanet, yang remang-remang, tempat-tempat yang kurang terang yang sangat sulit untuk dilihat.
Bersiaplah untuk terkejut dengan apa yang dilihat ALMA. Lagi.
- Siaran pers University of Cambridge: "Planet raksasa di sekitar bintang muda menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana planet terbentuk"
- Makalah Penelitian: "Pencitraan Milimeter resolusi tinggi dari Disk Protoplanet CI Tau: Sebuah Ensembel Besar Protoplanet dari 0,1 hingga 100 au"
- Siaran pers Rice University: "Para astronom menemukan planet raksasa di sekitar bintang yang sangat muda"
- Halaman Wikipedia: Hipotesis Nebular
