Mungkin ada lebih dari satu cara untuk menciptakan sebuah planet

Terkait pembentukan planet, para astronom telah lama menganut apa yang disebut oleh Cassandra Hall, astronom di Pusat Simulasi Fisika di Universitas Georgia, sebagai pendekatan “bottom-up”: gas dan debu yang mengorbit bintang muda perlahan-lahan terakumulasi di atas. jutaan tahun. Gravitasinya membentuknya menjadi benda bulat.

Namun penemuan yang dibuat oleh Dr. Hall dan rekan-rekannya, Itu diterbitkan di Nature bulan inimenunjukkan bahwa gambarannya mungkin lebih kompleks.

Dalam sistem bintang yang berjarak 508 tahun cahaya dari Bumi, para peneliti telah menemukan kondisi yang mendukung pendekatan alternatif “top-down” terhadap pembentukan planet, di mana materi subur yang mengorbit bintang muda dengan cepat runtuh menjadi sebuah planet. Mekanisme ini, yang dikenal sebagai ketidakstabilan gravitasi, dapat menjelaskan keberadaan dunia besar dan misterius yang diketahui mengorbit luas di sekitar bintang yang relatif kecil.

“Tidak ada bukti nyata yang meyakinkan bahwa hal ini pernah terjadi sebelumnya,” tulis Dr. Hall dalam email. “Kami menemukannya!”

Materi kosmik yang mengorbit bintang muda penuh dengan potensi yang dapat membantu pembentukan planet. Materi ini dikenal sebagai piringan protoplanet, dan piringan ini biasanya berputar karena gravitasi bintang induknya. Namun jika piringan ini menjadi cukup besar, hal ini mungkin akan terpengaruh oleh gravitasinya sendiri, sehingga menyebabkan sistem bintang yang baru lahir menjadi tidak stabil. Area dengan kepadatan lebih tinggi muncul di piringan dalam bentuk lengan spiral, mirip dengan bentuk awan yang berputar saat badai.

“Bintang tersebut akan menjadi seperti mata badai,” kata Jess Speedie, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Victoria di Kanada yang memimpin penelitian di bawah pengawasan ahli astrofisika Rubing Dong.

Menurut Nona Speedy, jika senjata-senjata ini berhasil menarik cukup banyak material, mereka bisa pecah menjadi gumpalan, yang pada gilirannya bisa runtuh menjadi planet gas raksasa. Hal ini mungkin terjadi hanya dalam beberapa ratus tahun, bukan jutaan tahun seperti yang diperkirakan dengan pendekatan “bottom-up” yang dikenal sebagai akresi inti.

“Kedua teori ini telah lama menjadi perdebatan dalam astronomi. Kami telah menemukan, untuk pertama kalinya, bukti konklusif bahwa jalur ketidakstabilan gravitasi mungkin terjadi,” kata Ms Speedie.

Cakram yang tidak stabil secara gravitasi mungkin merupakan rahim planet-planet masif yang terlalu jauh dari bintang induknya untuk dijelaskan oleh pertambahan inti. Pada tahun 2022, para astronom akan dapat menentukan apakah planet-planet tersebut mampu mengembang atau menyusut. Telah dilaporkan Penemuan protoplanet bermassa sembilan kali Jupiter yang mengorbit bintang AB Aurigae, bintang yang baru berusia empat juta tahun. Planet ini terbentuk pada jarak 8,6 miliar mil dari bintang – lebih dari dua kali jarak antara Matahari dan Pluto.

Planet serupa telah ditemukan di tempat lain. “Hampir tidak mungkin menjelaskan pembentukannya dengan proses ‘dari bawah ke atas’,” kata Dr. Hall. “Seharusnya tidak ada cukup bahan padat untuk membentuk objek-objek ini dengan model akresi dasar.”

Pada tahun 1980-an, para astronom mengajukan gagasan bahwa ketidakstabilan gravitasi mungkin memunculkan planet-planet yang tidak lazim ini. Namun mereka tidak dapat menemukan cara untuk membuktikannya. Dalam simulasi yang diterbitkan pada tahun 2020, Dr Hall dan rekan-rekannya menunjukkan Kecepatan materi melintasi piringan yang tidak stabil secara gravitasi bervariasi dalam pola yang berbeda.

Bertahun-tahun kemudian, timnya mengarahkan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, sebuah teleskop radio di Chili, ke bintang AB Aurigae dan menemukan tanda persis yang diprediksi oleh simulasi tersebut.

Lee Hartman, astronom di Universitas Michigan yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan studi baru ini “cukup masuk akal”, dan menambahkan, “Tetapi menurut saya ada beberapa detail yang masih perlu diklarifikasi agar penelitian ini benar-benar meyakinkan.” .”

Dr Hartmann menambahkan bahwa meskipun hasilnya bagus, mereka hanya membuktikan bahwa ketidakstabilan gravitasi adalah sesuatu yang terjadi, bukan mengarah pada pembentukan planet. Alasannya mungkin karena mekanisme tersebut membantu nukleus terakumulasi.

Dr. Hall yakin kecil kemungkinannya bahwa skenario ini akan terjadi.

“Kami sebenarnya memperkirakan bahwa semua lingkungan tempat terbentuknya planet akan melalui fase yang tidak stabil secara gravitasi,” di mana planet dapat terbentuk melalui keruntuhan gravitasi dan pertambahan inti, katanya.

Di masa depan, para astronom yang memimpin penelitian tersebut berencana mencari tanda-tanda ketidakstabilan gravitasi di sistem bintang muda lainnya. Pada akhirnya, mereka juga berharap untuk mencari tanda-tanda mekanisme ini di dunia yang sudah terbentuk sempurna.

Ms Speedie berharap dapat mempelajari lebih lanjut tentang keanekaragaman planet, berbagai cara pembentukannya, dan apa yang mungkin terungkap dari hal ini tentang tata surya kita.

“Saya pikir alam semesta mungkin lebih kreatif daripada pikiran manusia,” katanya. “Kami tertarik dengan kemungkinan yang ada di sana.”