Teleskop Webb Temukan Jejak Tabrakan Planet di Bintang Muda, Petunjuk Kelahiran Bulan

Jakarta — Bulan, pengiring Bumi, lahir dari sebuah bencana dahsyat yang terjadi di masa lalu. Kala itu, Theia, sebuah objek sebesar Mars, menghantam Bumi muda, menyebabkan batuan menyublim dalam jumlah besar dan terlontar ke angkasa. Sebagian lagi kemudian bergabung membentuk Bulan.

Tabrakan itu tak pelak ikut memengaruhi Bumi kita dengan kehadiran Bulan. Tapi Tata Surya sekarang sudah stabil, dan tak ada lagi tabrakan seperti itu yang kita saksikan. Namun, di bintang-bintang muda lain di alam semesta, tabrakan serupa mungkin sedang berlangsung.

Para astronom pun menggunakan Teleskop Antariksa James Webb untuk mengamati dan mempelajari sistem bintang muda yang menyimpan jejak tabrakan serupa. Tujuannya untuk mencari petunjuk seberapa besar energi tabrakan, maupun komposisi dan evolusi sistem keplanetan di sekitar bintang muda.

Lingkungan di sekitar bintang berubah seiring pertambahan usianya. Awalnya bintang dikelilingi piringan protoplanet yang kaya gas, tempat di mana planet-planet terbentuk. Tapi lama kelamaan, gas menipis, menyisakan piringan puing debu yang miskin gas.

Selama misinya, Teleskop Antariksa Spitzer yang kini sudah pensiun pernah meneliti piringan puing tersebut dan menemukan sub-kelas khusus piringan puing ekstrem. Dalam pengamatannya, Spitzer menemukan kalau piringan seperti ini menyimpan debu hangat dalam jumlah sangat besar di dekat bintang.

Jika piringan ini berada di Tata Surya, maka lokasi debu hangat tersebut bisa ditemukan di lokasi planet-planet batuan seperti Bumi dan Mars. Berdasarkan teori, harusnya piringan ekstrem seperti ini umum ditemukan, akan tetapi pengamatan justru memperlihatkan sebaliknya: piringan puing ekstrem termasuk langka.

Berdasarkan data yang dikumpulkan, para astronom memperkirakan hanya satu persen bintang muda yang menunjukkan tanda-tanda keberadaan piringan puing ekstrem. Para astronom juga menduga kalau Tata Surya punya piringan seperti ini saat masih dalam tahap pembentukan.

Meskipun langka, tim astronom yang dipimpin Kate Su dari Space Science Institute di Boulder, Colorado, berhasil mengumpulkan 21 piringan puing ekstrem. Lima di antaranya berasal dari arsip data pengamatan Teleskop Spitzer, sementara 16 lainnya merupakan data pengamatan Teleskop Webb, dengan rincian 12 merupakan piringan yang baru diamati dan empat sisanya merupakan pengamatan lanjut dari temuan Spitzer.

Ini menjadi pertama kalinya para astronom berhasil mengumpulkan cukup banyak sistem untuk mereka pelajari, dengan tujuan memahami piringan puing ekstrem tersebut. Tanpa Webb, informasi yang ada sangat terbatas, karena piringan ekstrem ini aneh dan sangat berbeda dari piringan debu dingin yang umum ditemukan di sekeliling bintang, di antaranya piringan debu di sekitar Vega dan Fomalhaut.

Dengan data yang lebih banyak, Kate Su dan tim bisa memastikan apa arti piringan-piringan ini dalam pembentukan dan evolusi planet. Hasilnya, spektrum inframerah menengah Teleskop Spitzer maupun Webb menunjukkan tiga ciri yang sama pada piringan puing ekstrem: butiran debu yang lebih kecil dibanding debu pada piringan protoplanet atau piringan puing klasik, debu hangat dengan konsentrasi tinggi, dan kecerlangan yang berubah-ubah.

Untuk mengetahui penyebabnya, tim meneliti kandungan mineral dalam tiap piringan. Hasilnya, piringan ekstrem yang diteliti terbagi jadi dua kelompok, yakni piringan kaya silika dan piringan miskin silika. Sepertiga di antaranya merupakan piringan kaya silika, yang dari jejak komposisinya terbentuk dari tabrakan energi tinggi antarbenda seukuran Mars, cukup kuat untuk menyublim sebagian besar materinya. Di Bumi, contoh materi kaya silika adalah kaca vulkanik seperti obsidian, dan piringan jenis ini hanya ditemukan di sekitar bintang yang berusia kurang dari 300 juta tahun.

Dua pertiga sampel justru merupakan piringan puing ekstrem miskin silika. Komposisinya menunjukkan jejak tabrakan yang terjadi hanya dalam skala kecil, bisa dibilang seperti dua benda seukuran Bulan yang saling menyerempet. Contoh mineralnya di Bumi adalah forsterit, yang tampak sebagai butiran pasir hijau di beberapa pantai Hawaii. Tim menduga variasi kecerlangan muncul karena puing baru terus berubah dengan cepat, baik karena perubahan orbit maupun tabrakan susulan. Hasil penemuan ini relevan dengan Tata Surya, terutama di masa pembentukan planet: bisa jadi, Tata Surya kita telah melewati lebih dari satu fase piringan puing ekstrem saat pembentukan planet batuan maupun planet raksasa.

Apa poin penting dari berita ini?

• Bulan lahir dari tabrakan Theia, objek sebesar Mars, dengan Bumi muda, dan Teleskop Webb kini mencari jejak tabrakan serupa di bintang muda.
• Tim Kate Su dari Space Science Institute mengumpulkan 21 piringan puing ekstrem, lima dari arsip Spitzer dan 16 dari pengamatan Webb.
• Piringan kaya silika terbentuk dari tabrakan energi tinggi antarbenda seukuran Mars, sedangkan piringan miskin silika dari tabrakan skala kecil seukuran Bulan.
• Temuan ini membantu merangkai kisah pembentukan Tata Surya, yang mungkin melewati lebih dari satu fase piringan puing ekstrem.