Dari Cakram Gas Hingga Planet

Sebuah bintang terlahir apabila gas terkumpul dalam sebuah kabut molekuler. Gas tersebut sebagian besar tersusun dari molekul hidrogen. Karena gas memiliki mementum angular (momentum sudut), maka ia tidak dapat menempel begitu saja pada permukaan bintang. Alih-alih demikian, gas tersebut membentuk struktur semacam cakram yang tipis di sekeliling bintang, dan secara perlahan kehilangan momentum saat mengorbit bintang induknya, hingga suatu saat, akan tertarik oleh gravitasinya. Tanpa cakram di sekelilingnya, sebuah bintang tidak dapat mengumpulkan cukup massa dari kabut gas tempatnya terlahir.

Diluar fungsinya sebagai pemasok gas untuk pembentukan bintang, cakram yang mengelilingi bintang juga menyediakan bahan mentah untuk membentuk planet-planet. Material yang tertinggal secara bertahap akan menyatu, membentuk material batuan. Massa material ini perlahan tumbuh membesar, hingga membentuk apa yang disebut penetesimal (planet kecil) bergaris tengah sekitar 100 meter. Semua material ini terus berotasi di sekeliling bintang seraya bertumbuh menjadi objek yang lebih besar. Suatu saat, apabila kondisi memungkinkan, proses yang disebut akresi (accretion) ini akan melahirkan sebuah planet batuan seperti halnya Bumi kita.

Saat ini, studi observasi terhadap cakram di sekeliling bintang dilakukan dengan mengamati emisi termal (panas) dan sebaran cahaya dari material pada pada cakram. Namun demikian, dalam masa-masa awal eksistensi suatu cakram, material padat yang ada hanya berkisar satu persen dari total massa cakram. Sisanya masih dalam fase gas, dan terutama tersusun dalam bentuk molekuler (seperti karbon monoksida). Mengamati cakram dan mempelajari kandungan karbon monoksida ketimbang partikel debu, berarti kita hanya melihat pada cakram gas, yang merupakan komponen utama yang menyusun cakram.

Cakram di sekeliling bintang hanya eksis dalam jangka waktu yang pendek, saat bintang induk mengumpulkan gas dari cakram itu. Untuk memahami bagaimana suatu cakram tersusun, bayangkan bahwa suatu bintang hanya berumur seratus tahun. Dalam kasus ini, cakram di sekeliling bintang hanya eksis dari saat bintang berusia tiga hari hingga sebulan sebelum kemudian menghilang. Sebuah bintang hanya memiliki kesempatan untuk membentuk sistem planeter* pada periode terbentuknya cakram yang waktunya relatif pendek. Apabila radiasi ionisasi dari bintang menghalangi cakram debu untuk berakresi menjadi planet sebelum cakram itu lenyap, maka kesempatan sang bintang untuk membentuk sistem planeter akan hilang untuk selamanya. Kapan dan bagaimana sebah cakram menghilang memiliki konsekuensi langsung terhadap kemungkinan terbentuknya planet-planet di sekeliling bintang.


--
*) Saya lebih suka menggunakan istilah “sistem planeter” ketimbang “tata surya”, mengingat istilah tata surya seharusnya hanya mengacu kepada sistem Matahari dan tidak berlaku untuk sistem bintang lain.