WASHINGTON - Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mengamati dua planet besar pada tahap awal yang berbeda - satu dengan atmosfer yang dipenuhi awan berdebu dan yang lainnya dikelilingi oleh cakram material - yang mengorbit bintang muda seperti matahari dalam sebuah penemuan yang menggambarkan sifat kompleks dari bagaimana sistem planet berkembang.

Dua planet gas raksasa, keduanya lebih masif dari planet terbesar di tata surya kita, Jupiter, dicitrakan langsung oleh Webb dalam sistem planet yang terletak di galaksi Bima Sakti sekitar 310 tahun cahaya dari Bumi ke arah konstelasi Musca. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 5,9 triliun mil (9,5 triliun km).

Para astronom telah mendeteksi lebih dari 5.900 planet di luar tata surya kita - yang disebut eksoplanet - sejak tahun 1990-an, dengan kurang dari 2% di antaranya dicitrakan langsung seperti kedua planet ini. Sangat jarang menemukan eksoplanet dalam tahap perkembangan awal.

Kelahiran sistem planet dimulai dengan awan gas dan debu besar - disebut awan molekuler - yang runtuh karena gravitasinya sendiri untuk membentuk bintang pusat. Material sisa yang berputar mengelilingi bintang dalam apa yang disebut cakram protoplanet membentuk planet.

Sistem planet ini diamati oleh Webb sangat awal dalam sejarah perkembangannya. Bintang yang diberi nama YSES-1 ini memiliki massa yang hampir sama dengan matahari. Kedua planet tersebut mengorbit pada jarak yang sangat jauh dari bintang, masing-masing mungkin membutuhkan waktu ribuan tahun untuk menyelesaikan satu orbit.

Sementara matahari berusia sekitar 4,5 miliar tahun, bintang ini berusia sekitar 16 juta tahun, seperti bayi yang baru lahir. Para peneliti terkejut menemukan bahwa kedua planet baru yang diamati oleh Webb tampaknya berada pada tahap perkembangan yang berbeda.

Planet terdalam dari keduanya memiliki massa sekitar 14 kali lebih besar dari Jupiter dan mengorbit bintang pada jarak 160 kali lebih besar dari orbit Bumi terhadap matahari dan lebih dari lima kali lebih jauh dari planet terluar tata surya kita, Neptunus.

Planet ini dikelilingi oleh cakram debu berbutir halus, suatu keadaan yang mungkin diharapkan pada tahap pembentukan yang sangat awal ketika masih menyatu, atau mungkin jika telah terjadi semacam tabrakan atau bulan sedang dalam proses terbentuk. Webb menemukan air dan karbon monoksida di atmosfernya.

Planet terluar memiliki massa sekitar enam kali lebih besar dari Jupiter dan mengorbit bintang pada jarak 320 kali jarak Bumi ke matahari. Atmosfernya dipenuhi awan silikat, berbeda dari raksasa gas tata surya kita. Webb juga mendeteksi metana, air, karbon monoksida, dan karbon dioksida di atmosfer. Planet ini tidak memiliki cakram material di sekitarnya.

Kombinasi membingungkan dari ciri-ciri yang ditunjukkan oleh kedua planet dalam sistem yang sama ini menggambarkan "lanskap kompleks yang merupakan pembentukan planet dan menunjukkan betapa banyak yang benar-benar tidak kita ketahui tentang bagaimana sistem planet terbentuk, termasuk sistem kita sendiri," kata astrofisikawan Kielan Hoch dari Space Telescope Science Institute di Baltimore, yang memimpin penelitian yang diterbitkan minggu ini di jurnal Nature.

"Secara teoritis, planet-planet seharusnya terbentuk sekitar waktu yang sama, karena pembentukan planet terjadi cukup cepat, dalam waktu sekitar satu juta tahun," kata Hoch.

Misteri sebenarnya adalah lokasi pembentukan planet, imbuh Hoch, yang mencatat bahwa jarak orbit mereka dari bintang induk lebih besar daripada yang diharapkan jika mereka terbentuk di cakram protoplanet. "Lebih jauh, mengapa satu planet masih menyimpan material di sekitarnya dan satu lagi memiliki awan silikat yang berbeda masih menjadi pertanyaan besar. Apakah kita berharap semua planet raksasa terbentuk dengan cara yang sama dan tampak sama jika terbentuk di lingkungan yang sama? Ini adalah pertanyaan yang telah kami selidiki selama berabad-abad untuk menempatkan pembentukan tata surya kita sendiri dalam konteksnya," kata Hoch.

Selain mengumpulkan banyak penemuan tentang alam semesta awal sejak mulai beroperasi pada tahun 2022, Webb telah memberikan kontribusi besar pada studi eksoplanet dengan pengamatannya pada panjang gelombang inframerah dekat dan menengah.

"Webb mengungkap semua jenis atmosfer "Fisika dan kimia fisika yang terjadi di exoplanet yang tidak kita ketahui sebelumnya, dan saat ini menantang setiap model atmosfer yang kita gunakan sebelum Webb," kata Hoch.