- Para astronom selama ini percaya bahwa cakram gas dan debu yang membentuk planet di sekitar bintang muda hanya bertahan sekitar 10 juta tahun. Namun, sebuah penemuan terbaru dengan menggunakan Teleskop James Webb milik NASA menunjukkan bahwa untuk bintang dengan massa rendah, cakram ini bisa bertahan jauh lebih lama—hingga 30 juta tahun.
Teleskop Webb mengungkapkan adanya lingkungan yang stabil dan kaya gas di sekitar bintang-bintang kecil, membuka kemungkinan baru bagi pembentukan planet yang lebih lama dari yang diperkirakan sebelumnya.
Hal ini dapat berdampak besar pada pemahaman kita tentang evolusi planet dan kemungkinan adanya kehidupan di luar Bumi. Salah satu sistem yang menjadi perhatian khusus adalah TRAPPIST-1, di mana planet-planetnya mungkin memiliki waktu ekstra untuk terbentuk di zona layak huni.
'Planet Factory' di Tata Surya
Bila alam semesta punya buku foto, pasti terdapat banyak gambarnya adalah cakram gas dan debu yang berotasi; suatu area dimana planet-planet mulai terbentuk di sekitar bintang-bintang baru. Cakra ini memberikan material bagi pembentukan planet namun umumnya cuma tahan selama kira-kira sepuluh juta tahun sebelum pada akhirnya lenyap.
Namun, para peneliti di Universitas Arizona mengungkapkan bahwa untuk bintang berukuran kecil dengan massa hanya seperseribu matahari atau kurang, diskus ini dapat bertahan lebih lama daripada yang diprediksi sebelumnya.
Dalam studi yang dirilis dalam jurnal Astrophysical Letters, kelompok yang dikendalikan oleh Feng Long dari Laboratorium Planet dan Bulan, Universitas Arizona, mengungkapkan bahwa mereka telah menemukan sebuah cakram protoplanet dengan usia 30 juta tahun, tiga kali lipat dari estimasi sebelumnya.
"Dengan cara pandang tertentu, cakram protoplanet mengungkapkan kepada kami versi bayi dari sistem planet, mencakup bagaimana Tata Surya kita kemungkinan terlihat ketika masih dalam tahap awal," jelas Long, yang juga merupakan Sagan Fellow di Laboratorium Planetologi dan Lunar.
Bagaimana Bintang Memengaruhi Umur Cakramnya
Umumnya, radiasi berenergi tinggi dari bintang muda dapat mendorong gas dan partikel debu keluar dari cakrawala, sehingga mengurangi sumber material yang dibutuhkan untuk menciptakan planet. Akan tetapi, para ilmuwan dalam tim ini mendeteksi sebuah bintang dengan nama formal WISE J044634.16–262756.1B, atau biasa dipanggil sebagai J0446B, yang ada di rasi Columba kira-kira 267 tahun Cahaya jauh dari Bumi. Mereka melihat bahwa disk formator planet tersebut mempertahankan keberadaannya selama tiga kali lipat lebih lama daripada estimasi awal mereka.
"Walaupun sudah diketahui kalau kebanyakan cakram akan lenyap dalam rentang waktu 10 sampai 20 juta tahun, kami menemukan fakta bahwa untuk beberapa jenis bintang spesifik, cakram tersebut dapat bertahan selama yang lebih lama," ungkap Long.
Sebagai penyedia material utama dalam proses pembentukan planet, umur dari cakram debu ini akan mempengaruhi seberapa banyak waktu yang dimiliki oleh suatu sistem untuk menghasilkan planet.
Mengapa Kestabilan Kimia Penting dalam Formasi Planet?
Walaupun bintang remaja menjaga diskus debu mereka dalam periode yang cukup panjang, kandungan kimianya tak banyak berevolusi. Peneliti mengungkapkan bahwa walaupun diskus tersebut bertahan hingga ratusan juta tahun, struktur kimianya tetap konstan. Hal ini menyiratkan bahwa kondisi kimia yang tenang bisa memberi kesempatan tambahan bagi pembentukan planet.
Dengan mengamati komposisi gas pada cakrawala, tim ilmuwan menegaskan bahwa cakrawala yang ada di sekitar J0446B tidak berupa cakrawala debu ( debris disk ), yang umumnya terbentuk dari bahan-bahan akibat benturan antara asteroid-asteroid tersebut.
"Tim kami mengidentifikasi adanya gas semacam hidrogen dan neon, hal ini mengindikasikan keberadaan gas primordial pada cakram J0446B," jelas Chengyan Xie, seorang mahasiswi doctoral dari LPL yang turut serta dalam proyek riset tersebut.
Konsekuensi untuk Kehidupan di Luar Planet Earth
Kehadiran cincin gas yang bertahan cukup lama memberikan dampak signifikan pada peluang adanya kehidupan di luar Tata Surya. Satu sistem yang telah menjadi fokus bagi banyak peneliti adalah TRAPPIST-1, yang letaknya kurang lebih 40 tahun Cahaya jauh dari Bumi. Di dalam sistem tersebut ditemukan ada tujuh planet berskala sama seperti Bumi yang mengitari sebuah bintang katai merah; dan tiga di antara mereka berlokasi tepat di zona yang memungkinkan untuk mendukung kehidupan.
Karena bintang beserta cakram planetnya dapat bertahan selama periode panjang dan termasuk ke dalam kelompok massa yang serupa dengan TRAPPIST-1, temuan ini menjadi sangat vital bagi pemahaman kita mengenai perkembangan sistem planet.
Ilaria Pascucci, seorang professor bidang ilmu planet dari LPL dan juga penulis studi ini, menyatakan bahwa untuk mencapai tatanan orbit khusus layaknya yang terlihat pada sistem TRAPPIST-1, planets tersebut perlu berpindah posisi di dalam cakram, sebuah proses yang memerlukan adanya gas. Dia menjelaskan lebih lanjut bahwa kehadiran gas secara persisten dalam jenis cakram semacam itu bisa jadi merupakan penyebab utama di balik konfigurasi luar biasa TRAPPIST-1.
Apakah Yang Bisa Kami Petik Hikmahnya dari Disks Sejauh Ini?
Menariknya, cakram protoplanet yang berumur panjang ini tidak dijumpai pada bintang bert massa tinggi layaknya Matahari, sebab bintang jenis tersebut mengalami evolusi dengan kecepatan lebih cepat, memberikan durasi yang singkat bagi pembentukan planet.
Walaupun Tata Surya kita memiliki rute evolusi tersendiri, penelitian terkait cakram protoplanet tipe ini tetap memberikan pemahaman penting mengenai proses pembentukan planet dalam kosmos. Penyelidik menyebutkan bahwa jumlah bintang dengan massa ringan jauh melebihi kuantitas bintang sekelas Matahari.
"Melalui pemahaman akan evolusi dari bintang-bintang bermassa ringan serta mengetahui lebih banyak tentang cakram jangka panjang tersebut, kita dapat melengkapi kesenjangan pada koleksi gambar universal," ungkap Long.
Temuan ini membuka peluang baru untuk mencari tanda-tanda kehidupan di luar Bumi dan menguji kembali pengetahuan kita tentang pembentukan planet, yang ternyata membutuhkan masa yang jauh lebih lama daripada estimasi kami sebelumnya.