Dalam film “Contact” tahun 1997, yang diadaptasi dari novel Carl Sagan tahun 1985, ilmuwan tokoh utama Ellie Arroway (diperankan oleh aktor Jodi Foster) melakukan perjalanan lubang cacing yang dibuat oleh alien ke bintang Vega. Dia muncul di dalam badai salju puing-puing yang mengelilingi bintang – tetapi tidak ada planet yang terlihat jelas.
Sepertinya para pembuat film melakukannya dengan benar.
Sebuah tim astronom di Universitas Arizona, Tucson menggunakan teleskop luar angkasa Hubble dan James Webb milik NASA untuk melakukan pengamatan mendalam yang belum pernah terjadi sebelumnya pada piringan puing berdiameter hampir 100 miliar mil yang mengelilingi Vega. “Dengan menggunakan teleskop Hubble dan Webb, Anda dapat melihat Vega dengan sangat jelas. Ini adalah sistem yang misterius karena tidak seperti piringan bintang lain yang pernah kami lihat,” kata Andras Gáspár dari Universitas Arizona, salah satu anggota tim peneliti. “Disk Vega mulus, sangat mulus.”
Kejutan besar bagi tim peneliti adalah tidak ada bukti jelas bahwa satu atau lebih planet besar menembus cakram tatap muka seperti traktor salju. “Hal ini membuat kita memikirkan kembali jangkauan dan keragaman sistem planet ekstrasurya,” kata Kate Su dari Universitas Arizona, penulis utama makalah yang menyajikan temuan Webb.
Webb melihat cahaya inframerah dari piringan partikel seukuran pasir yang berputar-putar di sekitar bintang biru-putih mendesis yang 40 kali lebih terang dari Matahari kita. Hubble menangkap lingkaran luar piringan ini, dengan partikel yang tidak lebih besar dari konsistensi asap yang memantulkan cahaya bintang.
Distribusi debu di piringan puing Vega berlapis karena tekanan cahaya bintang mendorong butiran yang lebih kecil keluar lebih cepat dibandingkan butiran yang lebih besar. “Jenis fisika yang berbeda akan menemukan partikel berukuran berbeda di lokasi berbeda,” kata Schuyler Wolff dari tim Universitas Arizona, penulis utama makalah yang menyajikan temuan Hubble. “Fakta bahwa kita melihat ukuran partikel debu terurut dapat membantu kita memahami dinamika yang mendasari piringan sirkumbintang.”
Cakram Vega memang memiliki celah halus, sekitar 60 AU (satuan astronomi) dari bintang (dua kali jarak Neptunus dari Matahari), namun sebaliknya sangat mulus hingga hilang dalam sorotan bintang. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada planet bermassa setidaknya Neptunus yang beredar dalam orbit besar, seperti di tata surya kita, kata para peneliti.
“Kami melihat secara rinci berapa banyak variasi yang ada di antara piringan-piringan luar bintang, dan bagaimana variasi tersebut terkait dengan sistem planet yang mendasarinya. Kami menemukan banyak hal tentang sistem planet – bahkan ketika kami tidak dapat melihat apa yang mungkin merupakan planet tersembunyi,” tambah Su. “Masih banyak hal yang belum diketahui dalam proses pembentukan planet, dan menurut saya pengamatan baru terhadap Vega ini akan membantu membatasi model pembentukan planet.”
Keanekaragaman Disk
Bintang-bintang yang baru terbentuk mengumpulkan materi dari piringan debu dan gas yang merupakan sisa-sisa awan tempat mereka terbentuk. Pada pertengahan tahun 1990-an Hubble menemukan piringan di sekitar banyak bintang yang baru terbentuk. Cakram tersebut kemungkinan merupakan tempat pembentukan, migrasi, dan terkadang kehancuran planet. Bintang yang sudah matang seperti Vega memiliki piringan berdebu yang diperkaya oleh tabrakan “bumper car” yang terus-menerus antara asteroid yang mengorbit dan puing-puing komet yang menguap. Ini adalah benda-benda primordial yang dapat bertahan hingga Vega berusia 450 juta tahun saat ini (Matahari kita kira-kira sepuluh kali lebih tua dari Vega). Debu di tata surya kita (dilihat sebagai cahaya Zodiak) juga diisi ulang oleh benda-benda kecil yang mengeluarkan debu dengan kecepatan sekitar 10 ton per detik. Debu ini didorong oleh planet-planet. Hal ini memberikan strategi untuk mendeteksi planet-planet di sekitar bintang lain tanpa melihatnya secara langsung – hanya dengan menyaksikan pengaruhnya terhadap debu.
“Vega terus menjadi tidak biasa,” kata Wolff. “Arsitektur sistem Vega sangat berbeda dari tata surya kita di mana planet-planet raksasa seperti Jupiter dan Saturnus mencegah penyebaran debu seperti yang terjadi pada Vega.”
Sebagai perbandingan, ada bintang terdekat, Fomalhaut, yang jarak, usia, dan suhunya hampir sama dengan Vega. Namun arsitektur melingkar Fomalhaut sangat berbeda dengan arsitektur Vega. Fomalhaut memiliki tiga sabuk puing yang bersarang.
Planet-planet dianggap sebagai benda penggembala di sekitar Fomalhaut yang secara gravitasi menyempitkan debu menjadi cincin, meskipun belum ada planet yang teridentifikasi secara positif. “Mengingat kemiripan fisik antara bintang Vega dan Fomalhaut, mengapa Fomalhaut tampaknya mampu membentuk planet sedangkan Vega tidak?” kata anggota tim George Rieke dari Universitas Arizona, salah satu anggota tim peneliti. “Apa bedanya? Apakah lingkungan sekitar bintang, atau bintang itu sendiri, yang menciptakan perbedaan tersebut? Yang membingungkan adalah fisika yang sama bekerja pada keduanya,” tambah Wolff.
Petunjuk Pertama tentang Kemungkinan Tempat Konstruksi Planet
Terletak di konstelasi musim panas Lyra, Vega adalah salah satu bintang paling terang di langit utara. Vega sangat melegenda karena menawarkan bukti pertama adanya material yang mengorbit sebuah bintang – mungkin bahan yang membuat planet – berpotensi menjadi tempat tinggal kehidupan. Hal ini pertama kali dihipotesiskan oleh Immanuel Kant pada tahun 1775. Namun butuh waktu lebih dari 200 tahun sebelum bukti pengamatan pertama dikumpulkan pada tahun 1984. Cahaya inframerah berlebih yang membingungkan dari debu hangat terdeteksi oleh IRAS (Infrared Astronomy Satellite) milik NASA. Itu ditafsirkan sebagai cangkang atau piringan debu yang memanjang dua kali radius orbit Pluto dari bintangnya.
Pada tahun 2005, Teleskop Luar Angkasa Spitzer inframerah milik NASA memetakan cincin debu di sekitar Vega. Hal ini selanjutnya dikonfirmasi oleh pengamatan menggunakan teleskop submillimeter termasuk Observatorium Submillimeter Caltech di Mauna Kea, Hawaii, dan juga Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) di Chile, dan Teleskop Luar Angkasa Herschel milik ESA (Badan Antariksa Eropa), namun tidak satupun dari teleskop tersebut bisa melihat banyak detail. “Pengamatan Hubble dan Webb bersama-sama memberikan lebih banyak detail sehingga mereka memberi tahu kita sesuatu yang benar-benar baru tentang sistem Vega yang belum pernah diketahui sebelumnya,” kata Rieke.
Dua makalah (Wolff et al. dan Su et. al.) dari tim Arizona akan diterbitkan di The Astrophysical Journal.
Teleskop Luar Angkasa James Webb adalah observatorium sains luar angkasa terkemuka di dunia. Webb sedang memecahkan misteri di tata surya kita, melihat lebih jauh ke dunia jauh di sekitar bintang lain, dan menyelidiki struktur misterius serta asal mula alam semesta dan tempat kita di dalamnya. Webb merupakan program internasional yang dipimpin oleh NASA bersama mitranya, ESA (European Space Agency) dan CSA (Canadian Space Agency).
Teleskop Luar Angkasa Hubble telah beroperasi selama lebih dari tiga dekade dan terus menghasilkan penemuan-penemuan inovatif yang membentuk pemahaman mendasar kita tentang alam semesta. Hubble merupakan proyek kerjasama internasional antara NASA dan ESA (Badan Antariksa Eropa). Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, mengelola teleskop dan operasi misi. Lockheed Martin Space, yang berbasis di Denver, Colorado, juga mendukung operasi misi di Goddard. Institut Sains Teleskop Luar Angkasa di Baltimore, Maryland, yang dioperasikan oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian Astronomi, melakukan operasi sains Hubble untuk NASA.