Teka Teki Geometri Cincin Protoplanet Yang Rumit

Dengan teleskop radio ALMA para astronom menemukan geometri cincin protoplanet yang jadi bahan dasar planet di sekitar bintang ganda ternyata punya keunikan sendiri.

Pemandangan dari planet yang ada di bintang ganda. Kredit: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Pemandangan dari planet yang ada di bintang ganda. Kredit: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Planet di bintang ganda? Pernah nonton Star Wars? Coba bayangkan sedang berada di planet Tatooine tempat tinggal Luke Skywalker sambil memandangi dua bintang di langit. Planet seperti itu bukan hanya ada di film. Selama dua dekade terakhir, para astronom sudah menemukan planet yang punya dua bintang langit.

Tapi para astronom ingin mengetahui geometri tempat planet dilahirkan pada bintang ganda. Kita tentu pernah belajar geometri di sekolah. Pada sata itu yang dipelajari adalah bentuk dan ukuran beragam objek. Ternyata, planet dan bintang juga punya geometri. Bedanya jawaban yang diperoleh tidak selalu tepat.

Dengan memelajari geometri lokasi kelahiran planet, paras astronom berharap bisa menemukan petunjuk tentang pembentukan planet pada lingkungan yang berbeda-beda.

Kelahiran Bintang

Sebelum menjadi bintang, proses kelahirannya diawali oleh bola gas dan debu dingin yang disebut protobintang. Belum ada pembakaran nuklir di pusat yang kelak menjadi sumber tenaga bintang yang lebih tua. Ketika awan gas dan debu dingin ini mengalami keruntuhan gravitasi, maka proses pembentukan bintang pun dimulai.

Seiring waktu, awan gas yang runtuh itu mulai berputar membentuk piringan atau cakram di sekeliling protobintang. Materi pada cakram inilah yang menjadi bahan makanan bintang untuk terus bertumbuh. Jadi penampakannya, ada cakram gas dan debu mengelilingi sebuah bola gas di pusat yang terus berputar melahap mater dan bertumbuh. Proses keruntuhan yang terus terjadi membuat protobintang jadi bola panas yang padat.

Nah bola gas panas inilah yang kita kenal sebagai bintang.

Ketika bintang di pusat sudah terbentuk, masih ada sisa materi pada piringan yang mengitari bintang seperti sebuah cincin. Pada cincin inilah terdapat gas dan debu yang akan menjadi bahan dasar pembentukan planet. Piringan dikenal sebagai piringan protoplanet.

Cincin protoplanet tidak hanya ditemukan pada bintang tunggal. Cincin yang sama juga ditemukan pada dua bintang yang lahir bersama dan kemudian saling mengitari satu sama lainnya. Sistem dengan dua bintang ini kita sebut bintang ganda. Jadi, jika ada planet yang mengitari bintang ganda, maka orang yang ada di planet itu bisa punya dua ‘matahari” di langit. Bahkan, menurut para astronom, setengah dari planet yang ada di alam semesta berada di bintang ganda!

Cincin Protoplanet Yang Miring

Cincin protoplanet yang tidak sejajar (kiri) dan yang sejajar (kanan) dengan bidang orbit bintang. Kredit: Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. Czekala and G. Kennedy; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Cincin protoplanet yang tidak sejajar (kiri) dan yang sejajar (kanan) dengan bidang orbit bintang. Kredit: Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. Czekala and G. Kennedy; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Dalam penelitian ini, para astronom memelajari cincin protoplanet pada bintang ganda. Tujuannya untuk mengetahui bagaimana planet lahir pada lingkungan yang berbeda. Yang dipelajari adalah gemetri piringan protoplanet di sekitar bintang ganda. Ini penting karena ketika dua buah bintang saling mengitari satu sama lainnya, piringan protoplanet yang ada di sekeliling bintang pun bisa terpengaruh dan berubah.

Ketika para astronom memelajari piringan protoplanet di sekitar bintang ganda, mereka seperti sedang mengerjakan kasus khusus geometri kosmis yang sedang menyatukan potongan teka teki berbeda untuk mendapat jawaban.

Ternyata geometri kosmis tidak sesederhana yang diduga. Para astronom menemukan kalau bintang ganda dan piringan materi di sekelilingnya tidak selalu sejajar dengan bidang orbit bintang.
Rupanya, ketika bintang ganda saling mengitari, keduanya memberi pengaruh pada piringan protoplanet sehingga cincin tersebut mengalami pembengkokkan dan miring.

Dalam penelitian ini, para astronom memelajari 19 piringan protoplanet di sekeliling bintang ganda. Data pengamatan ALMA dari ke-19 protoplanet dibandingkan dengan selusin planet yang ditemukan Teleskop Kepler pada sistem bintang ganda.

Ternyata, geometri kosmis cincin protoplanet ini punya keunikan. Ketidaksejajaran piringan protoplanet bintang ganda yang disebut pringan sirkumbinari terkait erat dengan waktu yang dibutuhkan bintang untuk slaing mengitari.

Jika kedua bintang dalam sistem bintang ganda jaraknya dekat dan hanya butuh waktu singkat untuk mengelilingi satu sama lainnya, cincin protoplanet akan sejajar dengan bidang orbit. Tapi, untuk dua bintang ganda yang butuh waktu lama untuk mengitari satu sama lainnya, Sementara itu, jika kedua protobintang membutuhkan waktu lebih dari satu bulan untuk saling mengitari, maka piringan protoplanet tidak akan sejajar dengan bidang orbit bintang.

Dari penemuan ini, para astronom menduga kalau planet yang tidak sejajar pada sistem bintang ganda pasti sedang menunggu untuk ditemukan!

Fakta Keren:

Ketika protobintang bertumbuh dan berevolusi jadi bintang, temperaturnya meningkat sangat tajam. Saat gas terus mengalami keruntuhan, protobintang yang berputar terus membentuk bola gas panas dan padat. Suhu protobintang yang awalnya -250ºC bisa terus meningkat sampai 40.000º C (di permukaan) saat bintang terbentuk.

[divider_line]

Sumber: Artikel ini merupakan publikasi ulang yang dikembangkan dari Space Scoop Universe Awareness edisi Indonesia. Space Scoop edisi Indonesia diterjemahkan oleh langitselatan.

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.