Ilustrasi komputer bintang biner. Kredit gambar: Carnegie Institution. Klik untuk memperbesar.
Pekerjaan teoretis baru menunjukkan bahwa pembentukan planet raksasa gas dapat terjadi di sekitar bintang-bintang biner dengan cara yang sama terjadi di sekitar bintang-bintang tunggal seperti Matahari. Karya ini disajikan hari ini oleh Dr. Alan Boss dari Departemen Magnet Terrestrial Lembaga Carnegie (DTM) di pertemuan American Astronomical Society di Washington, DC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa planet gas-raksasa, seperti Jupiter, dan planet layaknya Bumi yang dapat dihuni bisa lebih lazim daripada yang diperkirakan sebelumnya. Sebuah makalah yang menggambarkan hasil ini telah diterima untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal.
"Kita cenderung fokus mencari sistem tata surya lain di sekitar bintang seperti Matahari kita," kata Boss. "Tapi kita belajar bahwa sistem planet dapat ditemukan di sekitar segala macam bintang, dari pulsar hingga kurcaci M dengan hanya sepertiga massa Matahari kita."
Dua dari setiap tiga bintang di Bimasakti adalah anggota sistem bintang ganda atau biner, di mana bintang-bintang tersebut saling mengorbit dengan pemisahan yang berkisar dari hampir bersentuhan (menutup binari) hingga ribuan tahun cahaya atau lebih banyak (binari lebar). Kebanyakan binari memiliki pemisahan yang mirip dengan jarak dari Matahari ke Neptunus (~ 30 AU, di mana 1 AU = 1 unit astronomi = 150 juta kilometer – jarak dari Bumi ke Matahari).
Belum jelas apakah pembentukan sistem planet dapat terjadi dalam sistem bintang biner yang khas, di mana gaya gravitasi yang kuat dari satu bintang dapat mengganggu proses pembentukan planet di sekitar bintang lainnya, dan sebaliknya. Pekerjaan teoritis sebelumnya telah menyarankan, pada kenyataannya, bahwa bintang-bintang biner yang khas tidak akan dapat membentuk sistem planet. Namun, pemburu planet baru-baru ini menemukan sejumlah planet gas-raksasa di orbit di sekitar bintang biner dengan berbagai pemisahan.
Boss menemukan bahwa jika pemanasan kejutan yang dihasilkan dari gaya gravitasi dari bintang pendamping lemah, maka planet-planet raksasa gas dapat terbentuk di cakram pembentuk planet dengan cara yang hampir sama dengan yang terjadi di sekitar bintang tunggal. Piringan pembentuk planet akan tetap cukup dingin agar butiran es tetap solid dan dengan demikian memungkinkan pertumbuhan inti padat yang harus mencapai ukuran massa multi-Bumi untuk mekanisme konvensional pembentukan planet gas-raksasa (akresi inti) untuk berhasil.
Model-model Boss bahkan menunjukkan secara lebih langsung bahwa mekanisme alternatif untuk pembentukan planet raksasa gas (ketidakstabilan cakram) dapat berjalan sama baiknya dalam sistem bintang biner seperti di sekitar bintang tunggal, dan bahkan mungkin didorong oleh gaya gravitasi bintang lainnya. . Dalam model-model baru Boss, piringan pembentuk planet dalam orbit di sekitar salah satu bintang dengan cepat digerakkan untuk membentuk lengan spiral yang padat, di mana gumpalan gas dan debu terbentuk dengan sendirinya dan memulai proses menyusut ke ukuran planet. Prosesnya luar biasa cepat, membutuhkan kurang dari 1.000 tahun untuk gumpalan padat terbentuk dalam disk tanpa fitur. Akan ada banyak ruang bagi planet-planet yang mirip Bumi untuk membentuk lebih dekat dengan bintang pusat setelah planet-planet raksasa gas terbentuk, seperti halnya sistem planet kita sendiri diperkirakan terbentuk.
Boss menunjukkan, "Hasil ini mungkin memiliki implikasi mendalam karena meningkatkan kemungkinan pembentukan sistem planet yang menyerupai milik kita, karena bintang biner adalah aturan di galaksi kita, bukan pengecualian." Jika bintang-bintang biner dapat melindungi sistem planet yang terdiri dari planet-planet raksasa gas luar dan planet-planet mirip Bumi, maka kemungkinan dunia yang dapat dihuni lainnya tiba-tiba menjadi kira-kira tiga kali lebih mungkin - hingga tiga kali lebih banyak bintang yang mungkin menjadi inang bagi sistem planet. mirip dengan kita sendiri. Rencana NASA untuk mencari dan mengkarakterisasi planet mirip Bumi pada dekade berikutnya akan jauh lebih mungkin untuk berhasil.
Salah satu pertanyaan utama yang tersisa tentang model teoritis adalah jumlah yang tepat dari pemanasan kejutan di dalam disk pembentuk planet, serta pertanyaan yang lebih umum tentang seberapa cepat cakram tersebut dapat mendingin. Boss dan peneliti lain secara aktif bekerja untuk lebih memahami proses pemanasan dan pendinginan ini. Mengingat semakin banyaknya bukti pengamatan untuk planet raksasa gas dalam sistem bintang biner, hasil baru menunjukkan bahwa pemanasan kejutan pada cakram biner tidak boleh terlalu besar, atau itu akan mencegah pembentukan planet raksasa gas.
Sumber Asli: Siaran Berita Carnegie
