Pembentukan Planet Raksasa di Bintang Katai Merah


106
106 points
Pembentukan Planet Raksasa di Bintang Katai Merah

Para astronom telah menemukan bahwa planet gas raksasa di katai merah terbentuk lebih cepat!

Ilustrasi Jupiter panas yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Ilustrasi Jupiter panas yang mengorbit sangat dekat dengan bintang induknya. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Planet ekstrasurya pertama yang ditemukan di sekitar bintang seperti matahari adalah planet Jupiter yang panas. Julukan itu panas Jupiter karena planet ini adalah planet raksasa gas panas. Berbeda dengan Jupiter di Tata Surya yang dingin karena jauh dari Matahari. planet panas Jupiter sangat dekat dengan bintang dan mengelilingi bintang hanya dalam beberapa hari.

Meskipun awalnya dianggap sebagai anomali karena berbeda dari planet yang kita kenal di Tata Surya, eksoplanet Jupiter yang panas ditemukan umum di bintang-bintang lain. Dari 4108 exoplanet yang telah dikonfirmasi, 1293 tercatat sebagai Jupiter panas.

Secara umum, planet raksasa ditemukan mengelilingi bintang-bintang seperti Matahari atau lebih besar. Meskipun jarang, planet gas raksasa juga ditemukan di bintang katai merah, yang lebih kecil, lebih dingin, dan tentu saja lebih redup daripada Matahari. Jenis bintang ini banyak ditemukan di alam semesta. Bahkan. 85% bintang di Bima Sakti adalah katai merah.

Hingga saat ini, bintang katai merah adalah lokasi pencarian planet terestrial. Tentu saja planet yang ditemukan di katai merah cukup beragam. Planet Super-Earth dan mini-Neptunus juga ditemukan di katai merah. Selain itu, satu bintang dapat memiliki beberapa planet. Salah satunya adalah bintang TRAPPIST-1 dengan 7 planet.

Tidak demikian halnya dengan planet gas raksasa seperti Jupiter. Jenis planet ini cukup jarang ditemukan di katai merah. Meski begitu, saat ini 30% dari semua planet yang ditemukan di katai merah adalah planet raksasa seperti Jupiter dengan massa lebih dari 1 massa dan ukuran Jupiter dapat mencapai 10 kali planet terbesar di Tata Surya.

Pertanyaan yang menarik adalah bagaimana planet gas raksasa seperti Jupiter dapat terbentuk di katai merah. Selama waktu ini para astronom menduga bahwa bahan gas dalam piringan di sekitar bintang katai merah tidak cukup secara terpisah untuk dapat membentuk gas seperti itu. Tapi, planet raksasa memang ditemukan dalam katai merah baik yang dekat dengan bintang (Jupiter panas), dan yang jauh dari bintang seperti Jupiter.

Lagi-lagi, misteri itu terkait dengan pembentukan planet. Untuk memahami ini, para astronom dari University of Central Lancashire (UCLan) mengembangkan pemodelan komputasi untuk menjawab pertanyaan itu.

Skenario untuk Membentuk Planet Raksasa

Secara umum, planet terbentuk dari akumulasi gas dan debu yang ada di piringan protoplanet di sekitar bintang yang baru terbentuk. Untuk pembentukan planet raksasa, biasanya debu dalam disk bersatu atau bergabung untuk membentuk objek yang lebih besar dalam hal ini inti padat. Proses koalisi ini berlanjut sampai inti padat yang terbentuk memiliki massa yang cukup untuk memberi aksen gas di sekitarnya. Proses ini memakan waktu beberapa juta tahun.

Pada katai merah, massa piringan gas dan debu tidak akan cukup untuk membentuk planet gas raksasa. Disk gas dan debu tidak akan bertahan selama beberapa juta tahun. Itu berarti, sebelum planet gas raksasa terbentuk, semua materi di cakram sudah tidak ada lagi.

Skenario lain adalah teori ketidakstabilan cakram, di mana planet-planet terbentuk oleh fragmentasi oleh gravitasi cakram langit. Dalam teori ini, protoplanet terbentuk dalam waktu yang lebih singkat, dengan massa beberapa massa Jupiter. Namun, planet-planet yang terbentuk dengan cepat mempercepat gas dan membentuk bintang katai coklat. Apa yang akhirnya menjadi sebuah planet adalah fragmen yang keluar dari protobintang.

Simulasi Pembentukan Planet Raksasa

Simulasi pembentukan planet di sekitar bintang katai merah. Kredit: Rachel Atkinson / UCLAN

Simulasi pembentukan planet di sekitar bintang katai merah. Kredit: Rachel Atkinson / UCLAN

Untuk mengetahui mekanisme seperti apa yang dapat membentuk planet gas raksasa gas super masif dalam bintang katai merah, pemodelan berbasis teori yang ada dilakukan dengan super komputer Inggris, Penelitian Terdistribusi menggunakan Advanced Computing (DiRAC). Pemodelan ini dibuat dengan berbagai parameter. Di antaranya adalah variasi massa dan diameter cakram, kelimpahan unsur-unsur berat, dan massa bintang induk. Dengan berbagai parameter, pemodelan yang dilakukan dapat menunjukkan berbagai kemungkinan untuk pembentukan planet gas raksasa di sekitar bintang katai merah, baik dekat maupun jauh dari bintang induknya.

Akibatnya, agar planet raksasa terbentuk, cakram materi di sekitar bintang muda harus cukup besar untuk terjadinya fragmentasi. Proses fragmentasi terjadi pada jarak lebih dari 30 AU. Sebagian besar fragmentasi terjadi antara 50 – 60 AU dari bintang induknya. Itu untuk bintang-bintang yang massanya 0,2 – 0,4 massa Matahari. Untuk bintang yang lebih masif, proses fragmentasi terjadi pada jarak yang lebih jauh.

Materi disk akan dibagi menjadi beberapa bagian. Ketika ketidakstabilan pada cakram terjadi karena peningkatan massa, bagian-bagian cakram yang telah terpecah akan bergerak secara spiral dan bergabung untuk membentuk planet gas raksasa.

Proses pembentukan ini terjadi hanya dalam beberapa ribu tahun!

Planet yang terbentuk cukup masif yakni 2-6 massa Jupiter, dan berada pada jarak 15 – 150 AU. Jarak ini cukup jauh dari bintang induknya. Namun, evolusi sistem dapat membawa planet jauh bermigrasi lebih dekat ke bintang-bintang.

Tapi, ada hal menarik lain yang juga ditemukan. Planet gas raksasa terbentuk, panasnya sangat ekstrem!

Suhu di inti bahkan bisa mencapai ribuan derajat. Itu artinya, planet-planet ini akan mudah dideteksi dengan pengamatan langsung pada panjang gelombang inframerah.

Tapi … itu hanya untuk planet raksasa gas yang masih muda.

Berbeda dari bintang adalah sumber energi, planet ini tidak memiliki sumber energi internal. Akibatnya, suhu planet raksasa yang tadinya terik panas akan terus mendingin dan planet itu menjadi semakin redup. Implikasinya, kemungkinan bisa melakukan pengamatan langsung sangat kecil.

Deteksi masih dapat dilakukan melalui metode tidak langsung ketika interaksi planet dengan bintang menghasilkan efek gravitasi yang menyebabkan bintang bergoyang. Perubahan seperti itu dapat diamati dalam spektrum bintang.

Dari simulasi yang dilakukan, tampaknya teori ketidakstabilan antena adalah model yang memungkinkan pembentukan planet raksasa pada bintang katai merah. Proxima c yang baru ditemukan memang bukan planet gas raksasa seperti Jupiter. Namun, planet ini cukup besar dan dikategorikan sebagai planet super-Bumi atau bahkan lebih cocok sebagai mini-Neptunus.

Pemodelan ini memang bukan jawaban akhir. Namun, kita perlahan dapat mengungkap misteri pembentukan planet yang beragam di Semesta.

Seperti ini:

Suka Memuat …


What's Your Reaction?

hate hate
0
hate
confused confused
0
confused
fail fail
0
fail
fun fun
0
fun
geeky geeky
0
geeky
love love
0
love
lol lol
0
lol
omg omg
0
omg
win win
0
win
admin

0 Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *