370 tahun cahaya dari kita, tata surya membuat planet bayi. Bintang di pusat semuanya muda, baru sekitar 6 juta tahun. Dan bayinya adalah dua planet yang sangat besar, kemungkinan besar adalah raksasa gas, yang merawat materi gas dari cakram sirkumsolar bintang tersebut.
Bintang induk dalam sistem ini disebut PDS 70. PDS 70 sedikit lebih kecil dan kurang masif dari Matahari kita, dan masih terus bertambah materi. Bintang muda ini adalah bintang T Tauri, yang pada dasarnya berarti mereka sangat muda dan baru memulai kehidupan. Karena masih sangat muda, planet-planet masih dalam proses pembentukan di orbit di sekitarnya. Dan melihat planet-planet baru yang masih terbentuk masih merupakan sesuatu yang baru mulai dilakukan oleh para astronom.
"Ini adalah deteksi ambigu pertama dari sistem dua planet yang mengukir celah disk."
Julien Girard, Lembaga Ilmu Pengetahuan Teleskop Luar Angkasa.
Apa yang membuat gambar dari planet muda yang masih menarik ini adalah bahwa mereka adalah bukti yang mendukung teori kita tentang bagaimana planet terbentuk di tata surya muda. Teori itu disebut Hipotesis Nebular dan sudah ada selama beberapa dekade, tetapi tanpa bukti pengamatan untuk mendukungnya.
Hipotesis Nebula
Bintang-bintang terbentuk dari awan besar sebagian besar hidrogen yang disebut awan molekul. Awan molekuler tidak stabil secara gravitasi dan gas cenderung mengumpul. Akhirnya, salah satu rumpun ini mulai berseluncur salju dan semakin besar. Ketika itu terjadi, awan itu mendatar seperti panekuk, dan mulai berputar, dan ketika rumpun pusat menjadi cukup padat, ia menyatu menjadi fusi dan sebuah bintang lahir. Banyak bintang dalam sistem biner, ketika dua bintang terbentuk dari awan molekul.
Tetapi bintang di tengah bukan satu-satunya rumpun. Lainnya, rumpun yang lebih kecil terbentuk dalam gas yang berputar, dan mereka dapat terbentuk menjadi planet. Beberapa planet gas, seperti Jupiter dan Saturnus di Tata Surya kita, bisa menjadi sangat besar. (Para astronom kadang-kadang menyebut Jupiter dan Saturnus sebagai "bintang gagal" karena mereka sedang dalam perjalanan untuk menjadi bintang tetapi tidak bisa sampai di sana.)
Jika Anda dapat membekukan proses di sana, Anda akan melihat bintang muda di tengah awan gas yang berputar dan datar. Tetapi dalam gas Anda akan melihat celah berbentuk cincin, di mana planet-planet sibuk menyapu material dan menjadi, planet-planet. Proses itu disebut pertambahan. Dan ini bukan lagi awan molekul, sekarang disebut "cakram protoplanet," karena itu bentuk cakram dan planet proto terbentuk di dalamnya.
Dan itulah yang dilihat para astronom.
Melihat Planet Aktual
Apa yang keren tentang gambar-gambar baru ini adalah bahwa kita tidak hanya dapat melihat celah dan cincin yang menandakan keberadaan sebuah planet, kita dapat melihat planet yang sebenarnya sendiri. Dan ini baru kedua kalinya kami melihat secara pasti sistem dua planet membuat celah di disk. (Sistem empat planet yang disebut HR 8799 dicitrakan pada 2008.)
"Kami sangat terkejut ketika kami menemukan planet kedua."
Sebastiaan Haffert, Penulis Utama, Leiden Observatory.
"Ini adalah deteksi ambigu pertama dari sistem dua planet yang mengukir celah disk," kata Julien Girard dari Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland.
Dalam studi baru ini, yang diterbitkan dalam Nature Astronomy edisi 3 Juni, tim astronom menggunakan Spectrograph MUSE pada Very Large Telescope European Southern Observatory (VLT.)
Melihat di dalam disk protoplanet adalah tugas yang sulit. Tidak hanya bintang yang benar-benar cerah, mendominasi gambar, tetapi semua gas dan debu di disk dapat menghalangi cahaya yang berasal dari planet-planet pembentuk. Instrumen MUSE memiliki kekuatan untuk menyortir kunci ke cahaya yang dipancarkan oleh hidrogen di awan, yang merupakan tanda hidrogen bertambah ke dalam planet yang masih terbentuk.
"Kami sangat terkejut ketika kami menemukan planet kedua," kata Sebastiaan Haffert dari Leiden Observatory, penulis utama di koran tersebut.
“Dengan fasilitas seperti ALMA, Hubble, atau teleskop optik besar berbasis darat dengan optik adaptif, kami melihat cakram dengan cincin dan celah di seluruh. Pertanyaan terbuka telah, apakah ada planet di sana? Dalam hal ini, jawabannya adalah ya, ”jelas Girard.
Apa yang tim lihat adalah sebuah planet bernama PDS 70c. (Planet lain dalam sistem yang sama, disebut PDS 70b, pertama kali terlihat sekitar setahun yang lalu.)
Planet baru, PDS 70c, berada di dekat tepi luar piringan, dan berjarak sekitar 3,3 miliar mil dari bintang. Jaraknya kira-kira sama dengan Neptunus dari Matahari. Para astronom hanya memiliki perkiraan awal tentang massa planet, tetapi mereka memperkirakan bahwa PDS 70c adalah antara 1 hingga 10 kali lebih besar dari Jupiter.
Planet yang ditemukan sebelumnya, PDS 70b, berjarak sekitar 2 miliar mil dari bintang, hampir sama dengan Uranus di Tata Surya kita. Massa itu antara 4 hingga 17 kali massa Jupiter.
Sekarang Kami Tunggu. Untuk Teleskop James Webb
Mendapatkan gambar-gambar dari exoplanet muda ini adalah semacam kecelakaan yang membahagiakan bagi spektograf MUSE. Instrumen ini awalnya dikembangkan untuk mempelajari galaksi dan gugus bintang. Tapi ternyata, itu bagus dalam mengenali exoplanet dalam proses pembentukan. Dan kecelakaan itu telah membantu memindahkan hipotesis nebular dari hipotesis ke teori yang diterima.
“Mode pengamatan baru ini dikembangkan untuk mempelajari galaksi dan gugus bintang pada resolusi spasial yang lebih tinggi. Tetapi mode baru ini juga membuatnya cocok untuk pencitraan planet ekstrasurya, yang bukan penggerak sains asli untuk instrumen MUSE, ”kata Haffert.
Di masa depan, (masa depan yang terus tertunda,) James Webb Space Telescope (JWST) akan memajukan studi tentang pembentukan planet-planet muda dalam disk ini. Setelah penantian yang tak berkesudahan untuk teleskop ruang angkasa canggih itu berakhir, kekuatannya harus memungkinkan para astronom untuk membidik pada panjang gelombang cahaya yang sangat spesifik yang dipancarkan oleh hidrogen yang bertambah.
Itu berarti bahwa para ilmuwan akan dapat mengukur suhu gas hidrogen di cakram, serta kerapatannya. Mengetahui kedua hal itu akan membantu kita untuk benar-benar memahami bagaimana planet gas raksasa terbentuk.
Tetapi untuk saat ini, setidaknya kita memiliki gambar planet-planet, dan ketika para astronom melihat keluar ke galaksi dan melihat sistem bintang muda ini, dan celah di cakram, mereka dapat yakin bahwa memang ada planet di sana.
