Galeri Cincin Debu di Sekitar Bintang Muda Dipamerkan Astronom Berkat Instrumen SPHERE di VLT

Para astronom baru-baru ini merilis kumpulan citra baru yang memukau, menampilkan cincin-cincin debu yang mengelilingi bintang-bintang muda. Koleksi ini menyajikan pandangan mendalam mengenai arsitektur awal sistem planet. Data penting ini diperoleh melalui pengamatan menggunakan instrumen SPHERE yang terpasang pada Very Large Telescope (VLT) milik European Southern Observatory (ESO).

Studi komprehensif ini menargetkan 161 bintang muda yang berlokasi relatif dekat dengan Bumi. Hasilnya mendokumentasikan 51 sistem yang berpotensi menjadi tempat pembentukan planet. Sistem-sistem ini dicirikan oleh adanya piringan puing-puing, material yang tercipta dari tabrakan antara asteroid atau komet, mirip dengan Sabuk Asteroid dan Sabuk Kuiper di Tata Surya kita sendiri.

Gael Chauvin, seorang peneliti proyek SPHERE dari Max Planck Institute for Astronomy, menyebut kumpulan data ini sebagai 'harta karun astronomi'. Menurutnya, data ini menawarkan wawasan luar biasa mengenai karakteristik piringan puing-puing. Hal ini memungkinkan para ilmuwan menarik kesimpulan mengenai keberadaan benda-benda kecil yang tidak dapat diamati secara langsung. Fokus utama penelitian ini adalah piringan puing-puing pada sistem yang berusia kurang dari 50 juta tahun, sebab pada periode tersebut, frekuensi tumbukan masih cukup tinggi untuk menghasilkan debu yang terdeteksi.

Untuk pertama kalinya, tingkat detail yang belum pernah terjadi sebelumnya berhasil diperoleh pada empat sistem spesifik. Sistem HD 197481 dan HD 39060 menunjukkan aliran material yang tajam, yang merupakan pandangan dari sisi samping (edge-on). Sebaliknya, HD 109573 dan HD 181327 memperlihatkan cincin debu yang hampir sempurna melingkar, terlihat dari arah bidang piringan (face-on). Kontras dengan temuan tersebut, sistem seperti HD 145560 dan HD 156623 memperlihatkan distribusi debu yang lebih kacau, yang mungkin mengindikasikan tahap evolusi yang lebih awal. Natalia Engler dari ETH Zurich, salah satu peneliti yang terlibat, memproses data dari 161 bintang yang menunjukkan emisi inframerah, menandakan adanya piringan puing-puing.

Para peneliti menyimpulkan bahwa struktur yang teramati, seperti cincin yang terdefinisi jelas, sangat erat kaitannya dengan keberadaan planet-planet raksasa yang tidak terlihat. Planet-planet ini secara gravitasi membersihkan materi di sekitarnya, serupa dengan peran Neptunus dalam membentuk Sabuk Kuiper di Tata Surya kita. Secara teknis, instrumen SPHERE memanfaatkan koronagraf untuk memblokir cahaya terang bintang pusat. Selain itu, ia menggunakan optik adaptif untuk mengoreksi distorsi atmosfer secara waktu nyata, memungkinkan deteksi radiasi hamburan debu yang redup.

Temuan ini menjadi titik awal krusial untuk penelitian di masa depan, termasuk observasi menggunakan teleskop canggih seperti James Webb Space Telescope (JWST) dan Extremely Large Telescope (ELT) ESO yang akan datang. Penting untuk dicatat bahwa pada sistem HD 181327, yang diperkirakan berusia sekitar 23 juta tahun, JWST pada Mei 2025 berhasil mendeteksi debu air kristalin. Deteksi ini mengonfirmasi adanya zat volatil pada fase awal pembentukan planet.

Penemuan es air, yang diperkirakan membentuk lebih dari 20% material di wilayah terdingin luar piringan HD 181327, sejalan dengan model di mana es tersebut diangkut ke planet-planet yang sedang terbentuk. Dengan demikian, pengamatan SPHERE mengenai struktur piringan dan data JWST mengenai komposisi es di sistem HD 181327 saling melengkapi, memberikan gambaran holistik mengenai arsitektur planet di masa awal alam semesta.

Galeri yang berhasil dikumpulkan, terdiri dari 51 piringan yang teresolusi dari 161 target yang diselidiki, menegaskan bahwa sebagian besar sistem berdebu muda dapat dipetakan menggunakan teknik pencitraan kontras tinggi modern. Perbandingan berbagai sistem dalam satu set data memungkinkan identifikasi tren global: bintang muda yang lebih masif cenderung memiliki piringan puing-puing yang lebih masif pula. Hal ini konsisten dengan model yang memprediksi cadangan planetesimal yang lebih besar setelah keruntuhan piringan protoplanet yang lebih besar. Karya ini secara efektif menunjukkan bagaimana rupa Tata Surya kita pada tahap awal perkembangannya, lebih dari empat miliar tahun yang lalu.