Bintang Muda yang Beranjak Dewasa
Para astronom dari observatorium nasional Jepang dan Max Planck Institute of Astronomy, saat melakukan pengamatan terhadap bintang muda yang dikenal sebagai HD 141569A, telah berhasil menemukan sebuah celah pada cakram gas dan debu yang mengelilingi bintang tersebut. Keberadaan celah besar seukuran orbit Saturnus itu mendukung teori bahwa bintang muda yang terletak sejauh 320 tahun cahaya dari Bumi tersebut tengah secara tiba-tiba mengakhiri periode pasca-kelahirannya dengan mengionisasi dan melepaskan gas pada cakram gas dimana bintang tersebut terlahir.
Tim yang dipimpin oleh Dr. Miwa Goto dan Profesor Tomomori Usuda, memanfaatkan kemampuan resolusi spatial yang dicapai oleh sistem optik adaptif (adaptive optics system) pada kamera inframerah dan spektrograf pada teleskop Subaru di Mauna Kea, Hawaii untuk memisahkan bagian terdalam dari cakram di sekeliling HD 141669A menjadi garis-garis emisi karbon monoksida pada rentang inframerah pada spektrum elektromagnetik. Keberadaan cakram ini diketahui melalui studi sebelumnya dari debu di sekeliling bintang. Dari studi lanjutan terhadap gas di cakram tersebut, maka ukuran dari bagian dalam cakram juga dapat ditentukan.
(Gambar: Subaru Telescope, NAOJ)
Emisi karbon monoksida (CO) pada cakram yang melingkupi HD 141569A mengembang hingga setara dengan 50 kali ukuran orbit Bumi. Emisi tersebut menguat secara gradual ke arah bagian dalam cakram, di dekat bintang induknya, dan memuncak pada jarak 15 AU (1 AU setara dengan 150 juta km, yang ekuivalen dengan jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari), dan setelah itu semakin menyusut hingga menghilang di dekat bintang pusatnya.
“Kita tahu bahwa ada sedikit sisa gas pada radius 11 AU di cakram bagian dalam,” jelas Prof. Usuda pada astronomy.com. “Dengan kata lain, HD 141569A telah membangun sebuah rongga pada pusat cakram gas molekulernya dengan ukuran lebih besar dari ukuran orbit Saturnus.” Koleganya, Dr. Goto menambahkan bahwa ukuran rongga adalah hal yang sangat signifikan, karena hal itu dapat membatasi kemungkinan mengenai bagaimana rongga itu terbentuk untuk pertama kalinya.
Secara teori, suatu cakram yang melingkupi sebuah bintang dapat memiliki rongga di bagian dalamnya yang terbentuk dari berakhirnya garis-garis pada magnetosfer bintang sehingga memotong sebagian cakram. Ini disebut sebagai pemotongan magnetosferis (magnetospheric truncation), yang dapat menjelaskan keberadaan celah pada debu cakram. Namun demikian, ukuran potongan tersebut seharusnya lebih kecil–sekitar seperseratus AU–atau setara dengan ukuran bintang bersangkutan. Hal ini jelas tidak berlaku pada HD 141569A
Pengerusakan terhadap debu oleh radiasi dari bintang dalam sebuah proses yang disebut sublimasi juga dapat menghasilkan rongga di bagian dalam cakram. Namun radiusnya lagi-lagi diperkirakan terlalu kecil. Dalam kasus HD 14569A, radiusnya seharusnya hanya sekitar sepersepuluh radius orbit Bumi.
Penjelasan terbaik dari ukuran rongga pada cakram HD141569A berasal dari fakta yang berhubungan dengan radius gravitasional dari bintang tersebut. Radius gravitasional adalah radius dimana gas terionisasi yang mengalir dari sebuah bintang mencapai kecepatan yang sama dengan kecepatan lolos (escape velocity) dari bintang tersebut. Dengan kata lain, gas diluar radius gravitasional dapat lolos dari sistem bintang saat ia terionisasi. Gas pada cakram akan lebih pekat pada radius gravitasional dan menerima lebih banyak radiasi dari pusat bintang ketimbang pada bagian luar cakram. Dengan demikian, penghilangan massa cakram akibat proses ini akan lebih efisien di daerah radius gravitasional.
Skala ukuran yang sama terhadap rongga pada cakram HD 141569A dan radius gravitasionalnya, sekitar 18 AU, mengindikasikan bahwa rongga tersebut muncul dari proses yang disebut photo-evaporation, dimana gas terionisasi dan terdorong keluar. Hal ini juga menunjukkan bahwa photo-evaporation adalah proses yang sangat efektif dalam menyingkirkan cakram di sekeliling bintang muda, bahkan apabila proses lainnya juga tengah berlangsung.
