Gambar hubble dari cincin di sekitar Fomalhaut. Kredit gambar: Hubble. Klik untuk memperbesar.
Citra cahaya tampak paling detail dari teleskop luar angkasa NASA Hubble yang pernah diambil dari cincin sempit dan berdebu di sekitar bintang terdekat Fomalhaut (HD 216956), menawarkan bukti terkuat bahwa planet yang tidak teratur dan tak terlihat mungkin secara gravitasi menarik-narik cincin itu.
Hubble dengan jelas menunjukkan bahwa pusat cincin berjarak 1,4 miliar mil (15 unit astronomi) dari bintang. Ini adalah jarak yang sama dengan hampir setengah melintasi tata surya kita. Penjelasan yang paling masuk akal, kata para astronom, adalah bahwa sebuah planet tak terlihat bergerak dalam orbit elips membentuk kembali cincin dengan tarikan gravitasi. Cincin yang mengejutkan secara geometris, miring miring ke arah Bumi, tidak akan memiliki offset yang sangat besar jika hanya dipengaruhi oleh gravitasi Fomalhaut saja.
Offset dari pusat cincin dari bintang telah disimpulkan dari pengamatan panjang gelombang sebelumnya dan lebih lama menggunakan teleskop submillimeter di Mauna Kea, Hawaii, Spitzer Space Telescope, Submillimeter Observatory Caltech dan menerapkan pemodelan teoritis dan asumsi fisik. Sekarang gambar tajam Hubble secara langsung mengungkapkan offset cincin dari Fomalhaut.
Pengamatan baru ini memberikan bukti kuat bahwa setidaknya satu objek massa planet yang tak terlihat mengorbit bintang. Hubble akan mendeteksi objek yang lebih besar dari planet, seperti katai coklat. "Gambar Hubble baru kami mengkonfirmasi hipotesis sebelumnya yang mengusulkan sebuah planet mengganggu cincin itu," kata Paul Kalas dari University of California di Berkeley. Cincin ini mirip dengan Kuiper Belt tata surya kita, reservoir besar dari bahan es yang tersisa dari pembentukan planet tata surya kita.
Pengamatan menawarkan wawasan ke tahun formatif tata surya kita, ketika planet-planet memainkan permainan pembongkaran derby dengan puing-puing yang tersisa dari pembentukan planet-planet kita, secara gravitasi menghamburkan banyak objek di ruang angkasa. Beberapa bahan es mungkin bertabrakan dengan planet tata surya bagian dalam, mengairi mereka dengan air yang terbentuk di tata surya bagian luar yang lebih dingin. Puing-puing lain mungkin telah melakukan perjalanan ke luar, membentuk Kuiper Belt dan Oort Cloud, sebuah awan material berbentuk bola yang mengelilingi tata surya.
Hanya Hubble yang memiliki resolusi optik yang sangat baik untuk menyelesaikan bahwa tepi bagian dalam cincin lebih tajam daripada tepi bagian luarnya, sebuah tanda bahwa benda secara gravitasi menyapu material seperti bajak yang membersihkan salju. Tanda tangan klasik lain dari pengaruh planet adalah lebar cincin yang relatif sempit, sekitar 2,3 miliar mil (25 unit astronomi). Tanpa objek untuk menjaga agar materi cincin tetap utuh, kata para astronom, partikel-partikel akan menyebar jauh lebih luas.
“Apa yang kita lihat di cincin ini mirip dengan apa yang terlihat dalam gambar pesawat ruang angkasa Cassini dari cincin sempit Saturnus. Dalam gambar-gambar itu, bulan-bulan Saturnus adalah 'penggembalaan' bahan cincin dan menjaga cincin agar tidak menyebar, ”kata Kalas.
Planet yang dicurigai mungkin mengorbit jauh dari Fomalhaut, di dalam tepi cincin debu, antara 4,7 miliar hingga 6,5 miliar mil (50 hingga 70 unit astronomi) dari bintang. Cincin itu berjarak 12 miliar mil (133 unit astronomi) dari Fomalhaut, yang jauh lebih jauh daripada planet terluar kita, Pluto, dari Matahari. Pengamatan Hubble ini tidak mendeteksi planet yang diduga secara langsung, sehingga para astronom tidak dapat mengukur massanya. Mereka, sebaliknya, akan melakukan simulasi komputer dari dinamika cincin untuk memperkirakan massa planet.
Kalas dan kolaborator James R. Graham dari University of California di Berkeley dan Mark Clampin dari NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Md., Akan mempublikasikan temuan mereka dalam jurnal Nature edisi 23 Juni 2005.
Fomalhaut, bintang berusia 200 juta tahun, adalah bayi belaka dibandingkan dengan Matahari kita yang berusia 4,5 miliar tahun. Itu tinggal 25 tahun cahaya dari Matahari. Terletak di konstelasi Piscis Austrinus (Ikan Selatan), cincin Fomalhaut sepuluh kali lebih tua dari disk puing yang terlihat sebelumnya di sekitar bintang AU Microscopii dan Beta Pictoris, di mana planet-planet masih mungkin terbentuk. Jika tata surya kita adalah contoh, planet-planet seharusnya terbentuk di sekitar Fomalhaut dalam waktu puluhan juta tahun setelah kelahiran bintang.
Gambar Hubble juga memberikan pandangan sekilas tentang wilayah planet luar yang mengelilingi bintang selain Matahari kita. Banyak dari lebih dari 100 planet yang terdeteksi di luar tata surya kita mengorbit dekat bintang-bintang mereka. Sebagian besar teknik pendeteksian planet saat ini lebih menyukai menemukan planet yang dekat dengan bintang mereka.
"Ukuran cincin debu Fomalhaut menunjukkan bahwa tidak semua sistem planet terbentuk dan berevolusi dengan cara yang sama? arsitektur planet bisa sangat berbeda dari bintang ke bintang, ”jelas Kalas. "Sementara cincin Fomalhaut analog dengan Sabuk Kuiper, diameternya empat kali lebih besar dari Kuiper Belt."
Para astronom menggunakan koronagraf Advanced Camera for Surveys '(ACS) di atas Hubble untuk menghalangi cahaya dari bintang terang sehingga mereka dapat melihat detail di cincin redup.
"Coronagraph ACS menawarkan kontras tinggi, memungkinkan kita untuk melihat struktur cincin terhadap silau yang sangat terang dari Fomalhaut," kata Clampin. “Pengamatan ini saat ini mustahil dilakukan pada panjang gelombang yang terlihat tanpa Hubble Space Telescope. Fakta bahwa kami dapat mendeteksinya dengan Hubble tidak terduga, tetapi mengesankan. ”
Kalas dan rekan-rekannya menggunakan Hubble selama periode lima bulan pada tahun 2004? 17 Mei, 2 Agustus, dan 27 Oktober? untuk memetakan struktur cincin. Satu sisi cincin belum dapat dicitrakan karena memanjang melampaui bidang pandang kamera ACS. Para astronom akan menggunakan Hubble lagi musim panas ini untuk memetakan seluruh cincin. Mereka berharap bahwa data Hubble tambahan akan mengungkapkan apakah cincin itu memiliki celah atau tidak, yang bisa saja diukir oleh pengaruh gravitasi dari benda yang tidak terlihat. Eksposur yang lebih lama dan lebih dalam juga dapat menunjukkan apakah cincin memiliki diameter yang lebih lebar dari yang terlihat saat ini. Selain itu, para astronom akan mengukur warna cincin untuk menentukan sifat fisiknya, termasuk komposisinya.
Peta emisi termal Fomalhaut sebelumnya menunjukkan bahwa satu sisi cincin lebih hangat daripada sisi lainnya, menyiratkan bahwa cincin berada di luar pusat sekitar setengah jarak yang diukur oleh Hubble. Perbedaan ini mungkin dijelaskan oleh fakta bahwa gambar ACS Hubble dari struktur cincin 100 kali lebih tajam daripada pengamatan panjang gelombang yang lebih lama, dan karenanya, menghasilkan hasil yang jauh lebih akurat. Atau perbedaan mungkin menyiratkan bahwa ukuran cincin terlihat berbeda pada panjang gelombang lain.
Cincin debu Fomalhaut ditemukan pada tahun 1983 dalam pengamatan yang dilakukan oleh Satelit Astronomi Inframerah NASA (IRAS). Sistem ini merupakan target yang menarik untuk teleskop masa depan seperti James Webb Space Telescope dan Terrestrial Planet Finder, kata Kalas.
Sumber Asli: Rilis Berita Hubble
