Konsep artis tentang planet seperti Jupiter yang mengorbit bintang. Kredit gambar: NASA Klik untuk memperbesar
Menggunakan Teleskop Luar Angkasa Spitzer milik NASA, sebuah tim astronom yang dipimpin oleh University of Rochester telah mendeteksi celah yang mengelilingi cakram berdebu di sekitar dua bintang yang sangat muda, yang menunjukkan bahwa planet-planet raksasa gas telah terbentuk di sana. Setahun yang lalu, para peneliti yang sama ini menemukan bukti "planet bayi" pertama di sekitar bintang muda, yang menantang model kebanyakan astrofisikawan tentang pembentukan planet raksasa.
Temuan baru dalam Astrophysical Journal Letters edisi 10 September tidak hanya memperkuat gagasan bahwa planet raksasa seperti Jupiter terbentuk lebih cepat dari yang diperkirakan para ilmuwan, tetapi salah satu bintang yang diselubungi gas, yang disebut GM Aurigae, adalah analog dengan milik kita sendiri. tata surya. Pada usia hanya 1 juta tahun, bintang ini memberikan jendela unik tentang bagaimana dunia kita sendiri terbentuk.
"GM Aurigae pada dasarnya adalah versi yang jauh lebih muda dari Matahari kita, dan celah dalam cakramnya hampir sama dengan ruang yang ditempati planet raksasa kita sendiri," kata Dan Watson, profesor fisika dan astronomi di University of Rochester dan pemimpin tim peneliti Spitzer IRS Disk. "Melihatnya seperti melihat gambar bayi Matahari dan tata surya luar kita," katanya.
"Hasilnya menimbulkan tantangan bagi teori-teori yang ada tentang pembentukan planet-raksasa, khususnya teori yang membangun planet secara bertahap selama jutaan tahun," kata Nuria Calvet, profesor astronomi di University of Michigan dan penulis utama makalah ini. "Studi seperti ini pada akhirnya akan membantu kita lebih memahami bagaimana planet-planet luar kita, serta orang lain di alam semesta, terbentuk."
"Planet bayi" yang baru hidup dalam pembukaan yang telah mereka menjelajahi di cakram di sekitar bintang-bintang DM Tauri dan GM Aurigae, berjarak 420 tahun cahaya di konstelasi Taurus. Disk ini telah diduga selama beberapa tahun memiliki lubang pusat yang mungkin disebabkan oleh pembentukan planet. Spektrum baru, bagaimanapun, tidak menyisakan keraguan: Kesenjangannya begitu kosong dan tajam sehingga formasi planet sejauh ini merupakan penjelasan paling masuk akal untuk penampilan mereka.
Planet-planet baru belum dapat dilihat secara langsung, tetapi instrumen Spitzer Infrared Spectrograph (IRS) jelas menunjukkan bahwa area debu di sekitar bintang-bintang tertentu hilang, sangat menunjukkan keberadaan planet di sekitar masing-masing. Debu dalam cakram protoplanet lebih panas di tengah dekat bintang, sehingga memancarkan sebagian besar cahayanya pada panjang gelombang yang lebih pendek daripada bagian luar cakram yang lebih dingin. Tim IRS Disks menemukan bahwa ada defisit tiba-tiba dari cahaya yang memancar pada semua panjang gelombang inframerah pendek, sangat menunjukkan bahwa bagian tengah disk tidak ada. Bintang-bintang ini sangat muda menurut standar bintang, sekitar satu juta tahun, masih dikelilingi oleh cakram gas embrionik mereka. Satu-satunya penjelasan yang layak untuk tidak adanya gas yang dapat terjadi selama masa hidup pendek bintang adalah bahwa sebuah planet - kemungkinan besar raksasa gas seperti Jupiter kita - sedang mengorbit bintang dan secara gravitasi "menyapu" gas dalam jarak sejauh itu dari bintang. bintang.
Seperti dengan temuan planet muda tahun lalu, pengamatan ini merupakan tantangan untuk semua teori yang ada tentang pembentukan planet raksasa, terutama yang dari model "inti-akresi" di mana planet-planet tersebut dibangun oleh pertambahan tubuh yang lebih kecil, yang membutuhkan banyak lebih banyak waktu untuk membangun planet raksasa daripada usia sistem ini.
Tim IRS Disks menemukan hal lain yang ingin tahu tentang GM Aurigae. Alih-alih membersihkan pusat sederhana dari disk debu, seperti dalam kasus-kasus lain yang dipelajari, GM Aurigae memiliki celah yang jelas pada disk-nya yang memisahkan disk luar yang padat dan berdebu dari disk bagian dalam yang rapuh. Ini bisa berupa tahap peralihan ketika planet baru membersihkan debu di sekitarnya dan mengarah ke pembersihan sentral lengkap seperti disk “planet bayi” lainnya, atau itu bisa merupakan hasil dari beberapa planet yang terbentuk dalam waktu singkat dan menyapu bersih debu dengan cara yang lebih kompleks.
GM Aurigae memiliki massa 1,05 kali dari Matahari kita - kembar dekat? Sehingga akan berkembang menjadi bintang yang sangat mirip dengan Matahari. Jika dilapiskan ke Tata Surya kita sendiri, celah yang ditemukan akan memanjang dari orbit Jupiter (460 juta mil) ke orbit Uranus (1,7 miliar mil). Ini adalah kisaran yang sama di mana planet gas-raksasa di sistem kita sendiri muncul. Planet kecil non-gas-raksasa, dunia berbatu seperti Bumi, tidak akan menyapu material sebanyak mungkin, dan karenanya tidak akan terdeteksi dari ketiadaan debu.
Spitzer Space Telescope diluncurkan ke orbit pada 25 Agustus 2003. Tim peneliti IRS Disks dipimpin oleh anggota yang membuat Spitzer Infrared Spectrograph, dan termasuk para astronom di University of Rochester, Cornell University, University of Michigan, the Autonomous National University of Mexico, University of Virginia, Ithaca College, University of Arizona, dan UCLA. Laboratorium Jet Propulsion NASA di Pasadena, California, mengelola misi Spitzer Space Telescope untuk Direktorat Misi Sains NASA, di Washington. Operasi sains dilakukan di Pusat Sains Spitzer di Institut Teknologi California, juga di Pasadena.
