Banyak cakram gas dan debu di mana planet baru terbentuk jauh lebih kecil dari yang diperkirakan, menurut sebuah studi baru yang melibatkan UCL's Dr Paola Pinilla.
Tim peneliti menggunakan Atacama besar milimeter/submillimeter array (ALMA) untuk melihat 73 cakram protoplanet di wilayah lupus. Mereka menemukan bahwa banyak bintang muda menjadi tuan rumah cakram gas dan debu sederhana, beberapa sekecil 1,2 unit astronomi (unit astronomi adalah jarak rata -rata dari bumi ke matahari).
Dalam dekade terakhir para astronom telah mencitrakan ratusan cakram protoplanet di sekitar bintang -bintang muda menggunakan teleskop radio yang kuat di Bumi, seperti Alma. Jika dibandingkan dengan ukuran tata surya kita sendiri, banyak dari cakram ini meluas jauh melampaui orbit Neptunus, planet terluar kita. Selain itu, sebagian besar cakram menunjukkan celah di mana planet raksasa dianggap terbentuk.
Studi baru, yang dipimpin oleh para peneliti di Leiden Observatory di Belanda dan diposting di server pracetak (dan belum ditinjau sejawat), menunjukkan bahwa cakram ini mungkin tidak khas.
Menggunakan ALMA, sebuah teleskop radio yang terdiri dari 66 antena yang tersebar di seluruh Andes Chili, para peneliti mencitrakan semua cakram protoplanet yang diketahui di sekitar bintang -bintang muda di Lupus, sebuah wilayah pembentuk bintang yang terletak sekitar 400 tahun cahaya dari Bumi di Lupus Konstelasi Selatan.
Survei ini mengungkapkan bahwa dua pertiga dari 73 cakram kecil, dengan jari -jari rata -rata enam unit astronomi – tentang orbit Jupiter. Disk terkecil yang ditemukan adalah hanya 1,2 unit astronomi dengan diameter.
Penulis utama Osmar Guerra-Alvarado, kandidat PhD di Leiden Observatory, mengatakan: “Hasil ini sepenuhnya mengubah pandangan kami tentang seperti apa bentuk disk protoplanet 'khas'.
“Hanya cakram paling terang yang paling mudah untuk diamati menunjukkan kesenjangan skala besar, sedangkan cakram kompak tanpa substruktur seperti itu sebenarnya jauh lebih umum.”
Rekan penulis Dr Paola Pinilla, yang berbasis di Mullard Space Science Laboratory di UCL, mengatakan: “Sungguh mengherankan untuk menemukan bahwa cakram protoplanet bisa sangat kecil dan bahwa mereka sangat umum. Karena cakram besar dan cerah adalah yang termudah untuk diamati, pandangan kami sebelumnya tentang situs kelahiran planet bias.
“Berkat kemampuan Alma yang luar biasa, kami akhirnya dapat mengkarakterisasi cakram kecil dan samar di sekitar bintang -bintang yang hanya 10% hingga 50% massa matahari kami. Bintang -bintang ini adalah yang paling umum di galaksi kami, jadi kami akhirnya mengungkapkan dan memahami kondisi yang paling umum untuk pembentukan planet.”
Kondisi optimal untuk Super-Earth
Disk kecil terutama ditemukan di sekitar bintang bermassa rendah, dengan massa antara 10% dan 50% dari massa matahari kita. Ini adalah jenis bintang yang paling umum ditemukan di alam semesta.
Rekan penulis Dr Mariana B. Sanchez, dari Leiden Observatory, mengatakan: “Pengamatan juga menunjukkan bahwa cakram ringkas ini dapat memiliki kondisi optimal untuk pembentukan yang disebut super-bumi, karena sebagian besar debu dekat dengan bintang, di mana super-earth biasanya ditemukan.” Super-Earth adalah planet berbatu seperti Bumi tetapi dengan massa hingga sepuluh kali lipat dari planet kita. Ini juga bisa menjelaskan mengapa Super-Earth sering ditemukan di sekitar bintang bermassa rendah.
Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa tata surya kami dibentuk dari cakram protoplanetary besar yang menghasilkan planet gas besar seperti Jupiter dan Saturnus, tetapi tidak ada Super-Earth. Super-Earth dianggap sebagai tipe planet paling umum di alam semesta.
Tautan yang hilang
Penelitian ini menetapkan 'hubungan yang hilang' antara pengamatan cakram protoplanet dan pengamatan exoplanet. Dr Nienke van der Marel, dari Leiden Observatory, mengatakan: “Penemuan bahwa sebagian besar cakram kecil tidak menunjukkan kesenjangan, menyiratkan bahwa mayoritas bintang tidak menjadi tuan rumah planet raksasa”.
Ini konsisten dengan apa yang kita lihat pada populasi exoplanet di sekitar bintang dewasa. Pengamatan ini menghubungkan populasi disk langsung dengan populasi exoplanet. ”
Pengamatan resolusi tinggi sebelumnya dari ALMA terutama berfokus pada cakram cerah yang seringkali jauh lebih besar. Untuk cakram yang lebih kecil, hanya kecerahan yang diukur dan bukan ukurannya. Pengamatan resolusi tinggi bisa lebih rumit untuk diambil, dan tidak jelas apakah ALMA akan dapat membayangkan cakram yang relatif samar.
Untuk penelitian baru, tim menggunakan pengamatan ALMA, yang diambil pada tahun 2023 dan 2024, dengan resolusi tertinggi 0,030 arcsecond. Mereka juga menggunakan data arsip untuk membuat survei cakram resolusi tinggi lengkap dari seluruh wilayah pembentukan bintang untuk pertama kalinya.
Atas: Kesan bintang muda yang dikelilingi oleh cakram protoplanet di mana planet dapat terbentuk. Kredit: ESO/L. Calçada
Mark Greaves
M.Greaves [at] ucl.ac.uk
+44 (0) 20 3108 9485
