Teleskop Luar Angkasa James Webb Menemukan Cakram Unik Pembentuk Planet di Sekitar Bintang Muda

Ilustrasi cakram protoplanet di sekitar bintang muda. Sisipan: citra wilayah pembentuk bintang NGC 6357 dengan bintang muda XUE 10 sebagaimana terlihat oleh JWST.(ESO/L. Calçada )

DENGAN bantuan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), ilmuwan menemukan cakram gas dan debu unik yang mengelilingi bintang muda. Penemuan ini berpotensi menantang teori pembentukan planet yang selama ini diterima.

Cakram protoplanet tersebut memiliki komposisi kimia yang tidak biasa. Ia menunjukkan konsentrasi karbon dioksida yang sangat tinggi di wilayah tempat planet berbatu seperti Bumi diperkirakan terbentuk, dan justru memiliki kandungan air yang sangat rendah.

Cakram protoplanet yang diteliti JWST ini mengelilingi bintang muda XUE 10, yang berjarak sekitar 5.550 tahun cahaya dari Bumi di wilayah pembentukan bintang raksasa yang dikenal sebagai NGC 6357. Temuan ini berasal dari kolaborasi eXtreme Ultraviolet Environments (XUE), tim peneliti yang meneliti dampak radiasi kuat terhadap kimia cakram protoplanet.

“Berbeda dengan cakram pembentuk planet yang dekat dengan kita, di mana uap air biasanya mendominasi bagian dalamnya, cakram ini justru sarat dengan karbon dioksida,” ujar Jenny Frediani dari Universitas Stockholm, anggota tim XUE, dalam sebuah pernyataan.

“Air dalam sistem ini nyaris tak terdeteksi, sangat berbeda dengan yang biasa terlihat,” lanjut Frediani. “Kondisi ini menimbulkan tantangan bagi model evolusi cakram saat ini, sebab tingginya kadar karbon dioksida dibandingkan air tak bisa dijelaskan lewat proses evolusi cakram standar," lanjutnya. 

Kimia yang Unik

Bintang terbentuk saat bagian padat dari awan gas dan debu yang besar saling menggumpal dan akhirnya runtuh akibat gravitasi. Sisa material yang membentuk protobintang akan berputar, membentuk piringan datar yang disebut cakram protoplanet, tempat planet lahir.

Para ilmuwan menyatakan bahwa planet terbentuk dari “kerikil” berisi es air yang berasal dari bagian luar cakram yang dingin, lalu bergeser ke wilayah dalam yang lebih panas. Di sana, es akan langsung berubah menjadi gas melalui proses sublimasi.

Kondisi ini biasanya menghasilkan deteksi uap air yang kuat pada cakram protoplanet melalui teleskop seperti JWST. Namun, yang tampak pada cakram milik XUE 10 justru sinyal karbon dioksida. 

“Keberadaan karbon dioksida dalam jumlah besar di area pembentukan planet benar-benar tak disangka,” kata Arjan Bik dari Universitas Stockholm, anggota Kolaborasi XUE. “Hal ini mengarah pada kemungkinan bahwa radiasi ultraviolet yang sangat kuat, baik dari bintang induk maupun bintang raksasa di sekitarnya, telah mengubah komposisi kimia cakram tersebut.”

Selain itu, JWST juga mengungkap hal mengejutkan lain pada cakram protoplanet XUE 10: keberadaan molekul karbon dioksida yang mengandung isotop karbon-13 serta oksigen-17 dan oksigen-18.

Isotop-isotop ini dapat memberikan petunjuk mengenai asal-usul isotop tertentu yang ditemukan pada sisa-sisa tata surya awal, misalnya pada meteorit dan komet. (space/Z-2)