Piringan planet di Nebula Orion adalah

Cakram pembentuk planet adalah tempat terjadinya aktivitas yang kacau balau. Planetesimal tidak hanya bertabrakan untuk membentuk dunia yang lebih besar, namun prosesnya kini tampaknya melibatkan daur ulang air yang merusak di dalam piringan. Demikian kesimpulan para ilmuwan yang mempelajari data JWST dari pembibitan planet bernama d203-506 di Nebula Orion.

Data yang mereka pelajari menunjukkan bahwa jumlah air yang setara dengan seluruh lautan di bumi tercipta dan terisi kembali dalam waktu yang relatif singkat – sekitar satu bulan. Menurut salah satu pemimpin studi Else Peeters di Western University di Kanada, relatif mudah untuk menemukan proses ini di piringan protoplanet. “Penemuan ini didasarkan pada sebagian kecil dari data spektroskopi kami,” katanya. “Sangat menyenangkan memiliki lebih banyak data untuk ditambang, dan saya tidak sabar untuk melihat apa lagi yang kami temukan.”

Nebula Orion adalah wilayah pembentuk bintang dan planet aktif yang luas, dan piringan protoplanet d203-506 terletak sekitar 1.350 tahun cahaya dari Bumi. Para astronom mempelajari nebula untuk memahami semua aspek kelahiran bintang karena ada begitu banyak bintang yang baru lahir. Selain itu, banyak juga yang dikelilingi oleh piringan gas dan debu, yang disebut piringan protoplanet (disingkat proplyd). Wilayah ini adalah tempat yang sangat baik untuk mengamati proses pembentukan planet dan khususnya interaksi antara bintang-bintang muda dan piringannya.

Nebula Orion adalah salah satu objek di langit yang paling banyak dipelajari. Banyak protobintang dan piringan planetnya mungkin mengandung air. Gambar: NASA

Siklus air Proplyd

Kita semua tahu bahwa air merupakan komponen penting dalam kehidupan. Hal ini tentu saja berperan dalam menciptakan dan mempertahankan kehidupan di planet kita. Ternyata, air merupakan bagian penting dari material dalam fluida. Di Tata Surya yang masih bayi, air sudah ada di seluruh intergas kita jauh sebelum planet mana pun terbentuk, sebagian besar dalam bentuk es, baik dalam bentuk benda es atau terbungkus dalam asteroid dan planetesimal. Itu juga ada di ruang antarbintang.

Pemandangan cakrawala bumi dari anggota awak Ekspedisi 7 di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Sebuah studi baru menunjukkan bahwa air di bumi tidak semuanya berasal dari komet, tapi mungkin juga dari planetesimal yang kaya air. Kredit: NASA

Sebagian besar air di bumi mencapai planet pembentuknya selama jutaan tahun. Ia meleleh atau terlepas membentuk lautan, sungai, dan danau yang kita lihat sekarang. Namun sebagian kecil air dalam cakram asli sistem kami mungkin mengalami siklus “beku-mencair” di dalam cakram. Hal ini terjadi ketika tata surya masih berupa piringan gas dan debu. Air pada dasarnya dihancurkan dan kemudian diciptakan kembali pada suhu yang lebih tinggi.

Kami tidak lagi melihat efek ini di sistem kami. Namun, para astronom dapat mengarahkan teleskop ke aliran lain untuk melihat apakah proses yang sama terjadi di sana. Itulah yang dilakukan Peeters dan timnya. Mereka menggunakan JWST untuk melihat d203-506. Di sana, bintang-bintang muda yang terang membanjiri wilayah terdekat dengan radiasi ultraviolet yang intens. Sinar UV memecah molekul air menjadi molekul hidroksil dan proses ini juga melepaskan sinar infra merah. JWST dapat mencari cahaya ini dan melaporkan berapa banyak hidroksil yang ada di awan kelahiran. Tim memperkirakan bahwa proses pada d203-506 secara teratur menghancurkan dan mengisi kembali sekitar satu lautan air di bumi setiap bulannya.

Akibat terbentuknya tata surya

Sistem D203-506 saat ini membentuk dunia baru, namun awalnya berupa awan gas dan debu tanpa bintang. Begitulah awal mula tata surya kita—sebagai awan gas dan debu lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu. Awan tempat terbentuknya nebula dingin dan gelap yang mengandung sejumlah air es atau material kaya air. Sesuatu mendorong awan untuk bergabung menjadi wilayah dengan kepadatan lebih tinggi, dan awan terus berkontraksi karena gaya gravitasi. Suhu meningkat dan akhirnya protobintang mulai terbentuk. Radiasi ultraviolet dari Matahari menyinari awan kelahiran dan hal ini menyebabkan aktivitas serupa menghancurkan dan mengisi kembali air. Panas dan radiasi Matahari juga memaksa unsur-unsur yang lebih ringan bermigrasi ke daerah yang lebih dingin dalam sistem.

Jadi d203-506 adalah analog yang bagus untuk mempelajari siklus air di tata surya bayi. Berdasarkan data JWST ini, kemungkinan besar air di lautan bumi mengalami proses yang sama. Akhirnya, air ini mengalir ke planetesimal dan benda-benda es yang membantu membentuk dunia di Tata Surya.

Benda-benda es di bagian luar tata surya mungkin tidak mengalami pemanasan, penghancuran, dan pengisian ulang secara ekstrem. Hal ini karena mereka bermigrasi ke (atau sudah ada) jarak yang cukup jauh sehingga radiasi Matahari tidak memberikan efek yang sama. Inilah salah satu alasan mengapa para ilmuwan planet juga tertarik untuk mengambil sampel benda-benda jauh ini. Es air “primordial” mereka adalah contoh bagus tentang kondisi nebula asli sebelum menyatu membentuk Matahari dan planet-planet.

Untuk informasi lebih lanjut

Para peneliti menemukan air laut selama sebulan hancur di Nebula Orion
OH sebagai penyelidikan siklus air hangat di piringan planet (tautan jurnal)
OH sebagai penyelidikan siklus air hangat di piringan planet (tautan arXiv)