Citra Bayi Exoplanet PDS 70b di Rasi Centaurus

Exoplanet PDS 70b yang sedang terbentuk dalam piringan gas dan debu di sekeliling bintang PDS 70 berhasil dipotret oleh instrumen SPHERE!

Tidak mungkin bagi kita untuk kembali ke masa 4,6 miliar tahun lalu untuk melihat bagaimana planet-planet di Tata Surya terbentuk. Tapi, kita bisa mengamati sistem keplanetan pada bintang lain yang sedang dalam masa pembentukan.

Inilah yang dilakukan oleh para astronom. Tidak mudah tentunya karena planet yang baru lahir masih berada dalam piringan gas dan debu di sekitar bintang dan sulit diamati. Beberapa waktu lalu, para astronom berhasil mendeteksi 3 bayi bintang di sebuah bintang muda. Untuk sistem yang tidak jauh,  para astronom bisa melakukan pencitraan langsung seperti yang dilakukan instrumen SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) yang dipasang pada teleskop VLT milik ESO.

Berburu Planet di Piringan Bintang PDS 70

Citra area langit di sekitar bintang katai oranye PDS 70. Bintang biru terang di sisi kanan adalah ? Centauri. Kredit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin
Citra area langit di sekitar bintang katai oranye PDS 70 (di tengah foto). Bintang biru terang di sisi kanan adalah ? Centauri. Kredit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

SPHERE berhasil memotret planet yang masih muda di dalam piringan sirkumbintang sebuah bintang muda yang baru berusia 5,4 juta tahun. Bintang muda itu adalah PDS 70, bintang T Tauri yang cahayanya berubah-ubah tak teratur dan anggota kelompok Centaurus-Lupus.

PDS 70 atau V1032 Cen merupakan bintang katai oranye massa kecil di rasi Centaurus yang jaraknya 370 tahun cahaya dari Bumi. Bintang kelas K ini lebih kecil, lebih redup dan lebih dingin dari Matahari. Massanya hanya 0,76 massa Matahari dengan jumlah energi yang dipancarkan hanya 0,35 luminositas matahari.

Sebagai bintang muda, PDS 70 diketahui masih memiliki piringan gas dan debu yang mengelilinginya. Pada cakram inilah terjadi interaksi materi yang kemudian membentuk planet di bintang tersebut. Keberadaan piringan protoplanet di bintang PDS 70 pertama kali diduga keberadaannya pada tahun 1992 dan berhasil dikonfirmasi lewat pengamatan pada tahun 2006. Diduga piringan protoplanet tersebut berukuran sekitar 140 au atau 20,9 juta km.

Pada tahun 2012, para astronom menemukan celah berukuran 65 au atau 9,7 juta km di piringan protoplanet tersebut.  Keberadaan celah tersebut memicu spekulasi keberadaan planet di bintang muda PDS 70.

Ketika sebuah bintang baru terbentuk, ada piringan protoplanet yang di dalamnya terdapat gas dan debu. Materi gas dan debu inilah yang kelak membentuk planet. Saat piringan protoplanet memperlihatkan keberadaan celah di antara distribusi debu, itu artinya gas di area tersebut sudah terpakai untuk membentuk planet gas raksasa.  Planet gas raksasa hanya bisa terbentuk sampai bintang berusia 10 miliar tahun atau selama gas di piringan protoplanet belum menghilang. Piringan protoplanet yang memiliki celah biasanya dikenal sebagai piringan transisi.

Hasil pengamatan dengan menggunakan SPHERE pada VLT memperlihatkan keberadaan titik cahaya redup di dalam piringan transisi bintang PDS 70. Titik cahaya redup yang kemudian dikonfirmasi keberadaannya sebagai objek planet itu masih dikelilingi debu dan berada dalam celah berukuran 54 au atau 8,07 juta km pada piringan transisi.

Bayi Exoplanet PDS 70b

Citra exoplanet PDS 70b yang berhasil dipotret SPHERE. Kredit: ESO/A. Müller et al.
Citra exoplanet PDS 70b yang berhasil dipotret SPHERE. Kredit: ESO/A. Müller et al.

Untuk bisa memotret PDS 70b,  SPHERE harus memblokir cahaya bintang PDS 70 untuk mereduksi kecerlangan sistem tersebut dengan koronagraf. Jika tidak demikian, pengamat tidak akan pernah bisa melihat objek redup lain di sebuah sistem keplanetan. Cahaya bintang yang sangat terang akan menutupi cahaya redup lain yang ada di sekitarnya.

Dalam pengamatannya, SPHERE melakukan pemotretan bintang PDS 70 secara kontinu setiap beberapa jam, sembari menjaga kestabilan instrumen. Akibatnya, planet yang dipotret tampak berotasi lambat dan tampak berpindah-pindah terhadap halo bintang di sistem.

Pada citra yang dipotret SPHERE, planet PDS 70b tampak sebagai noktah terang di sisi kanan area gelap di tengah foto. Area lingkaran yang digelapkan itu adalah bintang induk yang dikitari planet PDS 70b.

Meskipun tampak “dekat” pada foto, jarak PDS 70b ke bintang cukup jauh yakni 3 miliar km dari bintang induknya. Jarak ini hampir setara dengan jarak Matahari dan Uranus!  Seperti dugaan awal, planet yang terbentuk dalam piringan transisi inilah yang bertanggung jawab menghabiskan gas di celah dan membentuk planet gas raksasa berukuran antara 1,4 – 3,7 ukuran Jupiter.  Massanya juga diperkirakan berkisar antara 2 – 17 massa Jupiter, si planet gas raksasa di Tata Surya.

Yang menarik, hasil analisis spektrum exoplanet PDS 70b mengindikasikan keberadaan awan di atmosfer planet yang suhunya 1000º C, atau jauh lebih panas dari planet-planet yang ada di Tata Surya. Untuk memahami planet muda di piringan transisi seperti ini, dibutuhkan pengamatan lanjutan yang bisa mengungkap lebih banyak cerita dari sistem keplanetan yang masih muda.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.