Dalam gambar Nebula Serpens dari Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) di Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA, para astronom menemukan pengelompokan aliran keluar protobintang yang selaras di satu wilayah kecil (pojok kiri atas). Dalam gambar Webb, pancaran ini ditandai dengan garis terang dan menggumpal yang tampak berwarna merah, yang merupakan gelombang kejut dari pancaran yang menghantam gas dan debu di sekitarnya. Kredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (NASA-JPL), Joel Green (STScI)
Penyelarasan Jet Bipolar Mengonfirmasi Teori Pembentukan Bintang
Beberapa penemuan astronomi terbesar dan paling menarik telah mengejutkan para peneliti, bahkan ketika meneliti wilayah langit yang paling banyak dipelajari.
Seringkali, teknologi baru atau peluang waktulah yang membawa pada penemuan-penemuan ini. Dalam studi baru tentang Nebula Serpens dengan NASA'S Teleskop Luar Angkasa James Webbitu keduanya.
Di salah satu wilayah nebula, Webb telah memecahkan apa yang sebelumnya tampak seperti gumpalan buram menjadi aliran protobintang yang tajam. Dan yang sangat mengejutkan para peneliti, arus keluarnya tampak sejajar, menunjukkan bahwa kita telah menangkap wilayah ini pada momen unik dalam sejarahnya dan memberikan informasi tentang dasar-dasar bagaimana bintang dilahirkan.
Deteksi Pertama dari Jenisnya Dibuat dalam Gambar Teleskop Luar Angkasa Webb Baru yang Menakjubkan
Untuk pertama kalinya, sebuah fenomena yang telah lama diharapkan oleh para astronom untuk ditangkap secara langsung telah ditangkap oleh Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) dari Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA. Dalam gambar Nebula Serpens yang menakjubkan ini, penemuan tersebut terletak di wilayah utara (terlihat di kiri atas) dari wilayah pembentuk bintang muda di dekatnya.
Para astronom menemukan sekelompok aliran keluar protobintang yang menarik, terbentuk ketika pancaran gas yang dimuntahkan dari bintang-bintang baru bertabrakan dengan gas dan debu di dekatnya dengan kecepatan tinggi. Biasanya benda-benda tersebut memiliki orientasi yang berbeda-beda dalam satu wilayah. Tapi di sini, mereka miring ke arah yang sama, pada ketinggian yang sama, seperti hujan es yang turun saat badai.
Penemuan objek-objek sejajar ini, yang dimungkinkan oleh resolusi spasial luar biasa dan sensitivitas Webb pada panjang gelombang inframerah-dekat, memberikan informasi dasar tentang bagaimana bintang-bintang dilahirkan.
“Para astronom telah lama berasumsi bahwa ketika awan runtuh untuk membentuk bintang, bintang-bintang akan cenderung berputar ke arah yang sama,” kata ketua peneliti Klaus Pontoppidan, dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California. “Namun hal ini belum pernah terlihat secara langsung sebelumnya. Struktur yang sejajar dan memanjang ini merupakan catatan sejarah tentang cara mendasar lahirnya bintang.”
Gambar dari Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA ini menunjukkan sebagian dari Nebula Serpens, tempat para astronom menemukan sekelompok aliran keluar protobintang yang selaras. Semburan ini dicirikan oleh garis-garis terang dan menggumpal yang tampak berwarna merah, yang merupakan gelombang kejut dari pancaran yang menghantam gas dan debu di sekitarnya. Di sini, warna merah melambangkan keberadaan molekul hidrogen dan karbon monoksida. Kredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (NASA-JPL), Joel Green (STScI)
Mekanisme Pembentukan Bintang
Lalu bagaimana hubungan kesejajaran emisi bintang dengan rotasi bintang? Ketika awan gas antarbintang bertabrakan dan membentuk bintang, mereka berputar lebih cepat. Satu-satunya cara agar gas terus bergerak ke dalam adalah dengan kehilangan sebagian putarannya (dikenal sebagai momentum sudut). Cakram materi terbentuk di sekitar bintang muda untuk mengangkut materi ke bawah, seperti pusaran air di sekitar saluran pembuangan. Medan magnet yang berputar di piringan bagian dalam meluncurkan sebagian material menjadi pancaran kembar yang melesat ke arah berlawanan, tegak lurus terhadap piringan material.
Dalam gambar Webb, pancaran ini ditandai dengan garis terang dan menggumpal yang tampak berwarna merah, yang merupakan gelombang kejut dari pancaran yang menghantam gas dan debu di sekitarnya. Di sini, warna merah melambangkan keberadaan molekul hidrogen dan karbon monoksida.
Gambar ini menunjukkan pusat Nebula Serpens seperti yang dilihat oleh Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA. Dalam gambar ini, di seluruh wilayah, filamen dan gumpalan warna berbeda mewakili pantulan cahaya bintang dari protobintang yang masih terbentuk di dalam awan. Di beberapa area, terdapat debu di depan pantulan, yang di sini tampak sebagai warna oranye menyebar. Kredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (NASA-JPL), Joel Green (STScI)
Peningkatan Teknik Pencitraan
“Area Nebula Serpens – Serpens Utara – hanya terlihat jelas dengan Webb,” kata penulis utama Joel Green dari Space Telescope Science Institute di Baltimore. “Kami sekarang dapat menangkap bintang-bintang yang sangat muda ini dan arus keluarnya, beberapa di antaranya sebelumnya hanya terlihat sebagai gumpalan atau sama sekali tidak terlihat dalam panjang gelombang optik karena debu tebal yang mengelilinginya.”
Para astronom mengatakan ada beberapa gaya yang berpotensi menggeser arah aliran keluar selama masa hidup bintang muda. Salah satu caranya adalah ketika bintang-bintang biner berputar mengelilingi satu sama lain dan terhuyung-huyung dalam orientasinya, memutar arah aliran keluarnya seiring waktu.
Gambar Nebula Serpens ini, yang ditangkap oleh Kamera Inframerah Dekat (NIRCam) Webb, menunjukkan panah kompas, bilah skala, dan tombol warna untuk referensi.
Panah kompas utara dan timur menunjukkan orientasi gambar di langit. Perhatikan bahwa hubungan antara utara dan timur di langit (dilihat dari bawah) berbanding terbalik dengan panah arah di peta tanah (dilihat dari atas).
Bilah skala diberi label dalam tahun cahaya, yang merupakan jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun Bumi. Satu tahun cahaya sama dengan sekitar 5,88 triliun mil atau 9,46 triliun kilometer.
Gambar ini menunjukkan panjang gelombang cahaya inframerah-dekat yang tak kasat mata yang diterjemahkan menjadi warna cahaya tampak. Tombol warna menunjukkan filter NIRCam mana yang digunakan saat mengumpulkan cahaya. Warna setiap nama filter merupakan warna cahaya tampak yang digunakan untuk mewakili cahaya infra merah yang melewati filter.
Kredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (NASA-JPL), Joel Green (STScI)
Bintang Nebula Ular
Nebula Serpens, yang terletak 1.300 tahun cahaya dari Bumi, hanya berusia satu atau dua juta tahun, yang merupakan usia yang sangat muda dalam istilah kosmik. Ini juga merupakan rumah bagi gugusan bintang baru yang sangat padat (berusia ~100.000 tahun), terlihat di tengah gambar ini. Beberapa dari bintang-bintang ini pada akhirnya akan tumbuh sebesar massa Matahari kita.
“Webb adalah mesin pencari objek bintang muda,” kata Green. “Di bidang ini, kami mengambil arah dari setiap bintang muda, hingga bintang bermassa paling rendah.”
“Ini adalah gambaran yang sangat lengkap yang kita lihat sekarang,” tambah Pontoppidan.
Jadi, di seluruh wilayah gambar ini, filamen dan gumpalan warna berbeda mewakili pantulan cahaya bintang dari protobintang yang masih terbentuk di dalam awan. Di beberapa area, terdapat debu di depan pantulan, yang di sini tampak sebagai warna oranye menyebar.
Wilayah ini telah menjadi rumah bagi penemuan tak terduga lainnya, termasuk “Bat Shadow” yang bersayap mengepak, yang namanya diambil berdasarkan data tahun 2020 dari NASA. Teleskop Luar Angkasa Hubble mengungkapkan kepakan atau pergeseran piringan bintang pembentuk planet. Fitur ini terlihat di tengah gambar Webb.
Jalur Menuju Penelitian Masa Depan
Gambar baru, dan penemuan objek paralel secara kebetulan, sebenarnya hanyalah langkah pertama dalam program ilmiah ini. Tim sekarang akan menggunakan NIRSpec (Spektrograf Inframerah Dekat) Webb untuk menyelidiki susunan kimiawi awan.
Para astronom tertarik untuk mengetahui bagaimana bahan kimia yang mudah menguap bertahan dalam pembentukan bintang dan planet. Volatil adalah senyawa yang menyublim, atau bertransisi dari padat langsung ke gas, pada suhu yang relatif rendah – termasuk air dan karbon monoksida. Mereka kemudian akan membandingkan temuan mereka dengan jumlah yang ditemukan pada piringan protoplanet bintang serupa.
“Pada dasarnya, kita semua terbuat dari materi yang berasal dari zat-zat yang mudah menguap tersebut. “Mayoritas air di Bumi berasal ketika Matahari masih berupa bayi protobintang miliaran tahun lalu,” kata Pontoppidan. “Melihat banyaknya senyawa penting ini dalam protobintang sebelum piringan protoplanet terbentuk dapat membantu kita memahami betapa uniknya keadaan ketika tata surya kita terbentuk.”
Pengamatan ini diambil sebagai bagian dari program General Observer 1611. Hasil awal tim telah diterima untuk dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.
Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) adalah observatorium besar berbasis luar angkasa, diluncurkan pada Desember 2021. Ini adalah penerus ilmiah dari Teleskop Luar Angkasa Hubble. Dilengkapi dengan cermin utama setinggi 6,5 meter, JWST berspesialisasi dalam mengamati alam semesta dalam spektrum inframerah, sehingga memungkinkannya melihat lebih jauh ke masa lalu dibandingkan sebelumnya. Kemampuan ini memungkinkan teleskop mempelajari pembentukan galaksi pertama, evolusi bintang dan sistem planet, serta atmosfer planet ekstrasurya yang jauh. Terletak di titik Lagrange kedua (L2), sekitar 1,5 juta kilometer dari Bumi, JWST dirancang untuk memberikan resolusi dan sensitivitas yang belum pernah terjadi sebelumnya, membuka jendela baru menuju kosmos.
NewsRoom.id
