Planet Tersembunyi Berhasil Dilacak Teleskop Webb Lewat Sabuk Asteroid yang Mengitari Bintang

JAKARTA - Berbekal data Teleskop Luar Angkasa James Webb, para astronom berhasil melacak sabuk asteroid pertama yang terlihat di luar Tata Surya dan mengungkap planet tersembunyi.

Sabuk asteroid ini ditemukan berada di sekitar bintang Fomalhaut, hanya berjarak 25 tahun cahaya. Selama bertahun-tahun, para astronom telah mempelajari cakram puing-puing Fomalhaut, kumpulan pecahan batu, es, dan berdebu dari semua tabrakan yang terjadi saat planet diciptakan.

Namun yang mengejutkan mereka, struktur berdebu jauh lebih kompleks daripada asteroid dan sabuk debu Kuiper di Tata Surya. Secara keseluruhan, ada tiga sabuk bersarang yang membentang sejauh 14 miliar mil dari bintang, itu 150 kali jarak Bumi dari Matahari.

Skala sabuk terluar kira-kira dua kali skala Sabuk Kuiper Tata Surya yang terdiri dari benda-benda kecil dan debu dingin di luar Neptunus. Sabuk bagian dalam, yang belum pernah terlihat sebelumnya diungkap oleh Teleskop Webb untuk pertama kalinya.

Sabuk mengelilingi bintang panas muda, yang dapat dilihat dengan mata telanjang sebagai bintang paling terang di konstelasi selatan Piscis Austrinus. Sabuk berdebu adalah puing-puing dari tabrakan benda yang lebih besar, analog dengan asteroid dan komet, dan sering digambarkan sebagai piringan puing.

"Saya akan menggambarkan Fomalhaut sebagai pola dasar piringan puing yang ditemukan di tempat lain di galaksi kita, karena memiliki komponen yang mirip dengan yang kita miliki di sistem planet kita sendiri," ujar András Gáspár dari University of Arizona di Tucson dan penulis utama makalah baru, seperti dikutip dari laman JPL NASA, Selasa, 9 Mei.

“Dengan melihat pola pada cincin-cincin ini, kita sebenarnya dapat mulai membuat sketsa kecil tentang seperti apa seharusnya sistem planet – jika kita benar-benar dapat mengambil gambar yang cukup dalam untuk melihat planet-planet yang dicurigai," imbuhnya.

Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Observatorium Luar Angkasa Herschel, serta Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sebelumnya telah mengambil gambar tajam dari sabuk terluar.

Tetapi tidak satupun dari mereka menemukan struktur di dalamnya. Dengan Teleskop Webb, sabuk bagian dalam berhasil ditemukan berkat cahaya inframerah.

Sementara itu, Teleskop Hubble, ALMA, dan Teleskop Webb bekerja sama untuk mengumpulkan pandangan holistik dari piringan puing-puing di sekitar sejumlah bintang.

“Dengan Hubble dan ALMA, kami dapat mencitrakan sekumpulan analog Sabuk Kuiper, dan kami telah belajar banyak tentang bagaimana cakram luar terbentuk dan berevolusi,” ungkap anggota tim lainnya di University of Arizona, Schuyler Wolff.

“Tapi kami membutuhkan Webb untuk memungkinkan kami mencitrakan selusin sabuk asteroid di tempat lain. Kita dapat belajar banyak tentang wilayah hangat di dalam cakram ini seperti yang diajarkan Hubble dan ALMA kepada kita tentang wilayah luar yang lebih dingin," tambahnya.

Kemungkinan besar, sabuk ini diukir oleh gaya gravitasi yang dihasilkan oleh planet tak terlihat. Demikian pula, di dalam Tata Surya, Jupiter mengitari sabuk asteroid, tepi dalam Sabuk Kuiper dipahat oleh Neptunus, dan tepi luarnya dapat digembalakan oleh benda-benda yang belum terlihat di luarnya.

Saat Teleskop Webb menggambarkan lebih banyak sistem, konfigurasi planet mereka dapat dipelajari di kemudian hari. Cincin debu Fomalhaut ditemukan pada 1983 dalam pengamatan yang dilakukan oleh Infrared Astronomical Satellite (IRAS) NASA.

Keberadaan cincin itu juga telah disimpulkan dari pengamatan sebelumnya dan panjang gelombang yang lebih panjang menggunakan teleskop submilimeter di Mauna Kea, Hawaii, Teleskop Antariksa Spitzer NASA, dan Observatorium Submilimeter Caltech.

“Kami benar-benar tidak mengharapkan struktur yang lebih kompleks dengan sabuk perantara kedua dan kemudian sabuk asteroid yang lebih luas. Struktur itu sangat menarik karena setiap kali seorang astronom melihat celah dan cincin di piringan, mereka berkata, mungkin ada planet tertanam yang membentuk cincin itu!," jelas Wolff.

Lebih lanjut, Teleskop Webb juga mencitrakan apa yang disebut Gáspár sebagai awan debu besar, mungkin bisa menjadi bukti tabrakan yang terjadi di cincin luar antara dua benda protoplanet. Ini adalah fitur yang berbeda dari planet yang diduga pertama kali terlihat di dalam cincin luar oleh Hubble pada 2008.

Pengamatan Teleskop Hubble selanjutnya menunjukkan pada 2014 objek tersebut telah menghilang. Penafsiran yang masuk akal adalah fitur yang baru ditemukan ini, seperti yang sebelumnya, adalah awan yang mengembang dari partikel debu yang sangat halus dari dua benda es yang saling bertabrakan.

Gagasan tentang piringan protoplanet di sekitar bintang kembali ke akhir 1700-an, ketika astronom Immanuel Kant dan Pierre-Simon Laplace secara mandiri mengembangkan teori Matahari dan planet-planet terbentuk dari awan gas yang berputar yang runtuh dan diratakan karena gravitasi.

Piringan puing berkembang kemudian, mengikuti pembentukan planet dan penyebaran gas primordial dalam sistem. Mereka menunjukkan, benda-benda kecil seperti asteroid bertabrakan secara dahsyat dan menghancurkan permukaannya menjadi awan debu dan puing-puing besar lainnya.

Pengamatan debu mereka memberikan petunjuk unik tentang struktur sistem planet ekstrasurya, menjangkau planet seukuran Bumi dan bahkan asteroid, yang terlalu kecil untuk dilihat satu per satu. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Astronomy.