REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA— Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah mengamati piringan pembentuk planet yang mengeluarkan “uap” dingin. Ini memberikan bukti penting bagi teori terkemuka yang menjelaskan bagaimana planet terbentuk.
Kelebihan uap air ini terdeteksi oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb dalam dua piringan gas dan debu yang mengelilingi bintang-bintang muda yang baru berusia dua juta hingga tiga juta tahun, yang merupakan angka yang sangat muda dalam lingkup garis waktu alam semesta kita. Cakram tersebut terletak di wilayah pembentuk bintang Taurus, yang berjarak sekitar 430 tahun cahaya.
Dilansir Space, Jumat (10/11/2023), para astronom percaya bahwa planet terbentuk melalui proses yang dimulai dengan apa yang disebut “pertambahan kerikil”. Ini melibatkan bongkahan kecil bantuan silikat, berukuran mulai dari sentimeter hingga sekitar satu meter, yang dilapisi es.
Mereka diperkirakan memulai hidup mereka di bagian luar piringan pembentuk planet yang membeku, biasanya merupakan rumah bagi komet, dan akhirnya mulai mengalami gesekan dengan gas di dalam piringan tersebut. Gesekan ini mungkin merampas energi orbital kerikil dan menyebabkan bermigrasi ke bagian dalam piringan.
Saat mereka berkumpul di alam bagian dalam, kerikil tersebut diperkirakan mulai bertabrakan satu sama lain dan saling menempel, perlahan-lahan berkembang menjadi objek yang semakin besar hingga menjadi protoplanet. Dari sana, gravitasi protoplanet yang jauh lebih kuat memungkinkan mereka menyapu kerikil dengan kecepatan lebih cepat, sehingga mempercepat pertumbuhannya. Begitulah teori pembentukan planet yang sudah lama ada.
Uap air yang terdeteksi oleh Mid-Infrared Instrument (MIRI) milik JWST adalah bukti proses tersebut karena jenis air ini diperkirakan berasal dari kerikil es yang bermigrasi.
Saat kerikil es melayang ke dalam, diyakini melewati batas yang disebut “garis salju”. Di tata surya kita, garis salju berada tepat di dalam orbit Jupiter saat planet-planet terbentuk.
Di dalam batas ini, suhu di dalam piringan dianggap terlalu tinggi untuk memungkinkan air menjadi es. Lapisan es pada kerikil akan menguap, menyebabkan injeksi uap air dingin ke bagian dalam piringan. Itulah yang dapat dideteksi oleh MIRI.
“Webb akhirnya mengungkap hubungan antara uap air di piringan bagian dalam dan pergerakan kerikil es dari piringan luar,” kata Andrea Banzatti dari Texas State University, penulis utama makalah baru yang menjelaskan pengamatan JWST, dalam sebuah pernyataan.
JWST mengamati total empat piringan pembentuk planet. Dua piringan cukup kompak, dan dua piringan memanjang serta banyak mengalami migrasi ke dalam. Uap air hanya ditemukan di dua piringan kompak.
Namun, masih ada pertanyaan yang belum terjawab. Misalnya, dua cakram yang diperluas, milik sistem bernama CI Tau dan IQ Tau, tampak seperti cincin dalam gambar yang diambil oleh Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA) di Chile. Bagaimana cincin ini terbentuk masih diperdebatkan, namun salah satu teori menyatakan bahwa ketika kerikil yang bermigrasi bertemu dengan wilayah bertekanan lebih tinggi, arus ke dalamnya melambat.
Perlambatan tersebut diperkirakan menahan kerikil di dalam perangkap tekanan semacam ini, sehingga memaksanya untuk bermanifestasi sebagai cincin. Namun bagaimana cincin ini mempengaruhi pembentukan planet akibat pertambahan kerikil di dalamnya masih belum jelas. Menarik juga bahwa dua compact disk, yang disebut GK Tau dan HP Tau, tidak menunjukkan bukti adanya struktur seperti cincin.
Pertanyaan terbuka lainnya berkaitan dengan proses akresi. Kondisi apa yang diperlukan agar kerikil saling menempel ketika bertabrakan dan membentuk benda yang lebih besar tanpa hancur berkeping-keping?
Pengamatan JWST yang mendukung migrasi kerikil ke dalam menunjukkan adanya jawaban atas teka-teki ini, namun kita hanya perlu mencari tahu apa jawabannya. Mudah-mudahan JWST akan menjadi kuncinya, observatorium ini dapat membantu memperkuat gambaran yang lebih modern tentang bagaimana planet terbentuk.
Colette Salyk dari Vassar College di New York, yang merupakan salah satu penulis makalah yang menjelaskan JWST hasilnya, mengatakan dalam pernyataan itu, bahwa di masa lalu, kita memiliki gambaran pembentukan planet yang sangat statis, hampir seperti zona terisolasi tempat terbentuknya planet. “Sekarang kami memiliki bukti bahwa zona-zona ini dapat berinteraksi satu sama lain,” ujar Salyk.
Salyk juga menunjukkan bahwa pertambahan kerikil diperkirakan terjadi 4,5 miliar tahun yang lalu di tata surya kita, yang berarti pengamatan JWST tidak hanya memberi tahu kita tentang bagaimana exoplanet terbentuk, tetapi juga bagaimana planet Bumi kita lahir.
Ikuti Whatsapp Channel Republika