Hubble Temukan Planet yang Terbentuk dengan Cara yang Tidak Biasa

Sebuah tim peneliti internasional telah menemukan sebuah planet baru yang begitu muda sehingga belum muncul dari rahim materi tempat ia terbentuk. Ini adalah protoplanet termuda yang ditemukan hingga saat ini. Lokasinya dan pola materi di sekitarnya menunjukkan bahwa metode alternatif pembentukan planet mungkin sedang bekerja. Penemuan ini dapat membantu menjelaskan sejarah dan fitur planet ekstrasurya yang terlihat di sekitar bintang lain.

Temuan ini, yang telah diterbitkan hasilnya di jurnal Nature Astronomy pada 4 April 2022 dengan judul "Images of embedded Jovian planet formation at a wide separation around AB Aurigae", terjadi berkat Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA, yang baru-baru ini menangkap pembentukan protoplanet ini melalui 'proses yang intens dan keras'. Planet ini terbentuk dalam piringan protoplanet dengan struktur spiral berbeda yang berputar mengelilingi sebuah bintang muda yang berusia sekitar 2 juta tahun.

Dalam model standar pembentukan planet, sebuah planet gas besar seperti Jupiter dimulai sebagai inti berbatu dalam piringan protoplanet di sekitar bintang muda. Inti ini kemudian mengumpulkan gas dari piringan, lalu tumbuh menjadi planet raksasa.

Meskipun model ini bekerja dengan baik untuk planet-planet di Tata Surya, model ini mengalami kesulitan menjelaskan eksoplanet yang telah ditemukan di sekitar bintang lain pada jarak yang jauh lebih besar daripada orbit Neptunus, planet terluar tata surya.

Inti berbatu diperkirakan tidak terbentuk jauh dari bintang pusat, sehingga akresi inti tidak dapat mendorong pembentukan planet yang jauh. Satu teori menyatakan bahwa planet-planet terluar terbentuk dekat dengan bintang pusat dan bergerak keluar. 

Akan tetapi pengamatan baru menggunakan sistem optik adaptif ekstrem yang memungkinkan Teleskop Subaru untuk secara langsung memotret objek samar yang dekat dengan bintang yang lebih terang menunjukkan apa yang tampak sebagai protoplanet dalam proses pembentukan secara langsung pada jarak 93 au, yaitu lebih dari tiga kali jarak antara Matahari dan Neptunus.

Analisis objek ini, bernama AB Aurigae b. Ia adalah planet yang diklaim sembilan kali lebih besar dari Jupiter. Ia mengorbit bintang induknya pada jarak 8,6 miliar mil. Pada jarak itu, itu akan memakan waktu yang sangat lama.

Para ilmuwan berpendapat bahwa planet ini terbentuk pada jarak yang sangat jauh karena ketidakstabilan piringan. Dan ini bertentangan dengan ekspektasi pembentukan planet oleh model akresi inti yang diterima secara luas.

Untuk analisis, para ilmuwan menggabungkan data dari dua instrumen Hubble: Spektrograf Pencitraan Teleskop Luar Angkasa dan Kamera Inframerah Dekat dan Spektrograf Multi-Objek. Mereka membandingkan data dengan instrumen pencitraan planet canggih yang disebut SCExAO pada Teleskop Subaru 8,2 meter Jepang yang terletak di puncak Mauna Kea, Hawaii.

“Menafsirkan sistem ini sangat menantang. Ini adalah salah satu alasan mengapa kami membutuhkan Hubble untuk proyek ini—gambar yang bersih untuk memisahkan cahaya dari cakram dan planet mana pun dengan lebih baik,” kata Thayne Currie, peneliti utama studi tersebut.

Umur panjang Hubble memainkan peran khusus dalam membantu para peneliti mengukur orbit protoplanet. Dia awalnya sangat skeptis bahwa AB Aurigae b adalah sebuah planet. Data arsip dari Hubble, dikombinasikan dengan pencitraan dari Subaru, terbukti menjadi titik balik dalam mengubah pikirannya.

“Kami tidak dapat mendeteksi gerakan ini selama satu atau dua tahun. Hubble memberikan dasar waktu, dikombinasikan dengan data Subaru, selama 13 tahun, yang cukup untuk mendeteksi gerakan orbital,” tutur Currie.

“Hasil ini memanfaatkan pengamatan di darat dan luar angkasa. Kita bisa kembali ke masa lalu dengan pengamatan arsip Hubble. AB Aurigae b sekarang telah dilihat dalam berbagai panjang gelombang, dan gambaran yang konsisten telah muncul, yang sangat solid,” kata Olivier Guyon dari University of Arizona, Tucson, dan Subaru Telescope, Hawaii.

“Penemuan ini merupakan bukti kuat bahwa beberapa planet gas raksasa dapat terbentuk melalui mekanisme ketidakstabilan piringan. Pada akhirnya, gravitasi adalah yang terpenting, karena sisa-sisa proses pembentukan bintang pada akhirnya akan ditarik bersama oleh gravitasi untuk membentuk planet, dengan satu atau lain cara,” jelas Alan Boss dari Carnegie Institution of Science di Washington, D.C.

Teleskop Subaru setinggi 8,2 meter terletak di dekat puncak Maunakea di Hawai`i, sebuah gunung berapi yang tidak aktif yang dikenal karena kualitasnya yang tak tertandingi sebagai situs astronomi dan signifikansi pribadi serta budayanya yang dalam bagi banyak penduduk asli Hawaii.

“Studi ini menyoroti pemahaman kita tentang berbagai cara planet terbentuk, " pungkas Currie