Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah berteori bahwa di luar tepi Tata Surya, pada jarak hingga 50.000 AU (0,79 ly) dari Matahari, terdapat awan besar planetesimal es yang dikenal sebagai Oort Cloud. Dinamai untuk menghormati astronom Belanda Jan Oort, awan ini diyakini berasal dari mana komet jangka panjang berasal. Namun, hingga saat ini, tidak ada bukti langsung yang diberikan untuk mengkonfirmasi keberadaan Oort Cloud.
Ini disebabkan oleh fakta bahwa Oort Cloud sangat sulit untuk diamati, karena agak jauh dari Matahari dan tersebar di wilayah ruang yang sangat besar. Namun, dalam sebuah studi baru-baru ini, tim astrofisikawan dari University of Pennsylvania mengusulkan ide radikal. Menggunakan peta Cosmic Microwave Background (CMB) yang dibuat oleh Planck misi dan teleskop lainnya, mereka percaya bahwa Oort Clouds di sekitar bintang lain dapat dideteksi.
Penelitian ini - “Menyelidiki awan Oort di sekitar bintang Bima Sakti dengan survei CMB“, yang baru-baru ini muncul secara online - dipimpin oleh Eric J Baxter, seorang peneliti pascadoktoral dari Departemen Fisika dan Astronomi di University of Pennsylvania. Dia bergabung dengan profesor Pennsylvania Cullen H. Blake dan Bhuvnesh Jain (mentor utama Baxter).
Sebagai rekapitulasi, Oort Cloud adalah wilayah ruang hipotetis yang diperkirakan memanjang dari 2.000 hingga 5.000 AU (0,03 dan 0,08 ly) hingga sejauh 50.000 AU (0,79 ly) dari Matahari - meskipun beberapa perkiraan mengindikasikan bahwa ia dapat mencapai sejauh 100.000 hingga 200.000 AU (1,58 dan 3,16 ly). Seperti Kuiper Belt dan Scattered Disc, Oort Cloud adalah reservoir dari objek-objek trans-Neptunus, meskipun jaraknya ribuan kali lebih jauh dari Matahari seperti dua lainnya.
Awan ini diyakini berasal dari populasi kecil, tubuh es dalam 50 AU Matahari yang hadir ketika Tata Surya masih muda. Seiring waktu, berteori bahwa gangguan orbital yang disebabkan oleh planet-planet raksasa menyebabkan benda-benda yang memiliki orbit yang sangat stabil untuk membentuk Sabuk Kuiper di sepanjang bidang ekliptika, sementara yang memiliki orbit yang lebih eksentrik dan jauh membentuk Oort Cloud.
Menurut Baxter dan rekan-rekannya, karena keberadaan Oort Cloud memainkan peran penting dalam pembentukan Tata Surya, oleh karena itu logis untuk mengasumsikan bahwa sistem bintang lainnya memiliki Oort Clouds mereka sendiri - yang mereka sebut sebagai exo-Oort Awan (EXOCs). Seperti yang dijelaskan Dr. Baxter kepada Space Magazine melalui email:
“Salah satu mekanisme yang diusulkan untuk pembentukan awan Oort di sekitar matahari kita adalah bahwa beberapa benda di cakram protoplanet tata surya kita dilontarkan ke dalam orbit yang sangat besar, elips melalui interaksi dengan planet-planet raksasa. Orbit objek-objek ini kemudian dipengaruhi oleh bintang-bintang terdekat dan gelombang galaksi, menyebabkan mereka menyimpang dari orbit yang terbatas pada bidang tata surya, dan membentuk awan Oort yang sekarang berbentuk bola. Anda dapat membayangkan bahwa proses serupa dapat terjadi di sekitar bintang lain dengan planet raksasa, dan kami tahu bahwa ada banyak bintang di luar sana yang memiliki planet raksasa. ”
Seperti yang ditunjukkan Baxter dan rekan-rekannya dalam penelitian mereka, mendeteksi EXOC sulit, sebagian besar karena alasan yang sama mengapa tidak ada bukti langsung untuk Oort Cloud milik Tata Surya sendiri. Untuk satu, tidak ada banyak materi di awan, dengan perkiraan mulai dari beberapa hingga dua puluh kali massa Bumi. Kedua, benda-benda ini sangat jauh dari Matahari kita, yang berarti mereka tidak memantulkan banyak cahaya atau memiliki emisi panas yang kuat.
Untuk alasan ini, Baxter dan timnya merekomendasikan penggunaan peta langit pada panjang gelombang milimeter dan submillimeter untuk mencari tanda-tanda Oort Clouds di sekitar bintang lain. Peta seperti itu sudah ada, berkat misi seperti Planck teleskop yang telah memetakan Cosmic Microwave Background (CMB). Seperti yang ditunjukkan Baxter:
“Dalam makalah kami, kami menggunakan peta langit pada 545 GHz dan 857 GHz yang dihasilkan dari pengamatan oleh satelit Planck. Planck dirancang * hanya * untuk memetakan CMB; fakta bahwa kita dapat menggunakan teleskop ini untuk mempelajari awan exo-Oort dan proses yang berpotensi terkait dengan pembentukan planet ini cukup mengejutkan! ”
Ini adalah ide yang agak revolusioner, karena deteksi EXOC bukan bagian dari tujuan yang dimaksudkan Planck misi. Dengan memetakan CMB, yang merupakan "radiasi peninggalan" yang tersisa dari Big Bang, para astronom telah berusaha untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana Alam Semesta telah berevolusi sejak Alam Semesta awal - sekitar. 378.000 tahun setelah Big Bang. Namun, studi mereka tidak didasarkan pada pekerjaan sebelumnya yang dipimpin oleh Alan Stern (peneliti utama dari Cakrawala Baru misi).
Pada tahun 1991, bersama dengan John Stocke (dari University of Colorado, Boulder) dan Paul Weissmann (dari NASA Jet Propulsion Laboratory), Stern melakukan penelitian berjudul "Pencarian IRAS untuk awan Oort ekstra-solar". Dalam studi ini, mereka menyarankan menggunakan data dari Satelit Astronomi Inframerah (IRAS) untuk tujuan mencari EXOC. Namun, sementara penelitian ini berfokus pada panjang gelombang tertentu dan sistem bintang 17, Baxter dan timnya mengandalkan data untuk puluhan ribu sistem dan pada rentang panjang gelombang yang lebih luas.
Teleskop lain saat ini dan di masa depan yang Baxter dan timnya yakini dapat berguna dalam hal ini termasuk Teleskop Kutub Selatan, yang terletak di Stasiun Kutub Selatan Amundsen-Scott di Antartika; Teleskop Kosmologi Atacama dan Observatorium Simons di Chili; Teleskop Submillimeter Besar Apertur Balon (BLAST) di Antartika; Teleskop Green Bank di Virgina Barat, dan lainnya.
"Selanjutnya, itu Gaia satelit baru-baru ini memetakan dengan sangat akurat posisi dan jarak bintang di galaksi kita, "tambah Baxter. “Ini membuat memilih target untuk pencarian cloud exo-Oort relatif mudah. Kami menggunakan kombinasi Gaia dan Planck data dalam analisis kami. "
Untuk menguji teorinya, Baxter dan tim membangun serangkaian model untuk emisi termal awan exo-Oort. "Model-model ini menyarankan bahwa mendeteksi awan exo-Oort di sekitar bintang-bintang terdekat (atau setidaknya membatasi properti mereka) layak dilakukan dengan teleskop dan pengamatan yang ada," katanya. "Secara khusus, model menyarankan agar data dari Planck satelit berpotensi mendeteksi awan exo-Oort seperti milik kita di sekitar bintang terdekat. "
Selain itu, Baxter dan timnya juga mendeteksi sedikit sinyal di sekitar beberapa bintang yang mereka pertimbangkan dalam studi mereka - khususnya dalam sistem Vega dan Formalhaut. Dengan menggunakan data ini, mereka dapat menempatkan kendala pada kemungkinan keberadaan EXOC pada jarak 10.000 hingga 100.000 AU dari bintang-bintang ini, yang secara kasar bertepatan dengan jarak antara Matahari kita dan Awan Oort.
Namun, survei tambahan akan diperlukan sebelum keberadaan EXOC dapat dikonfirmasi. Survei ini kemungkinan akan melibatkan James Webb Space Telescope, yang dijadwalkan diluncurkan pada 2021. Sementara itu, penelitian ini memiliki beberapa implikasi yang agak signifikan bagi para astronom, dan bukan hanya karena melibatkan penggunaan peta CMB yang ada untuk studi ekstra-surya. Seperti yang dikatakan Baxter:
"Hanya mendeteksi cloud exo-Oort akan sangat menarik, karena seperti yang saya sebutkan di atas, kami tidak memiliki bukti langsung untuk keberadaan cloud Oort kami sendiri. Jika Anda mendapatkan deteksi awan exo-Oort, pada prinsipnya dapat memberikan wawasan ke dalam proses yang terhubung dengan pembentukan planet dan evolusi disk protoplanet. Misalnya, bayangkan kita hanya mendeteksi awan exo-Oort di sekitar bintang yang memiliki planet raksasa. Itu akan memberikan bukti yang cukup meyakinkan bahwa pembentukan awan Oort terhubung ke planet raksasa, seperti yang disarankan oleh teori populer pembentukan awan Oort kita sendiri. "
Ketika pengetahuan kita tentang Alam Semesta meluas, para ilmuwan menjadi semakin tertarik pada apa yang memiliki kesamaan Tata Surya kita dengan sistem bintang lainnya. Ini, pada gilirannya, membantu kita untuk belajar lebih banyak tentang pembentukan dan evolusi sistem kita sendiri. Ini juga memberikan petunjuk yang mungkin tentang bagaimana Semesta berubah dari waktu ke waktu, dan mungkin bahkan di mana kehidupan dapat ditemukan suatu hari nanti.
